Способ перекачивания материалов и насос

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сото э Советски к

Соцкапксткческкк

Республик

< 926355

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06. 03. 80 (21) 2892072/25-06 (5l)M. Кл. с присоединением заявки № 2092074/25-06;

2910079/25-06 (23) Приоритет 06.03.80

29.04.80

Опубликовано 07. 05. 82. Ьктллетень № 17 йвеударстеаниый комитет

СССР

F 04 0 1/0,2

I (53) УДК621.671 (088.8) м делам изабретеиий н открытий

Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Автор изобретения

Н.P.Ïëîòíèêîâ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ИАТЕРИАЛОВ

И НАСОС

Изобретение относится к гидрома= шиностроению, а именно к динамическим способам перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред, реализуемых, например, в насосах или компрессорах и может быть использовано в химической, пищевой, медицинской и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ перекачивания материалов путем их осевого подвода в центробежный насос, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил и вывода потока с периферии в тангенциальном направлении.

Этот способ обуславливает взаимодействие перекачиваемого материала с неподвижными элементами корпуса на периферии в зоне максимальной напряженности центробежного поля., что снижает механический КПД, имеет утечку перекачиваемой среды с периферии к оси вращения, что существенно снижает обьемный КПД, и, наконец, перекачива2 емый материал "проскальзывает" относительно рабочих элементов центробеж-. ных насосов, что снижает гидравлический КПД 11. . Однако область применения способа ограничивается большими расходами и низкими напорами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ перека10 чивания материалов, преимущественно сплошных сред путем их осевого подвода, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил, обратного отвода в радиальном направ15 ленни к оси вращения и последующего вывода потока в аксиальном направлении (21.

Недостатком этого способа является незначительный градиент давления на периферии насоса, так как имеют место утечки от периферии к оси вращения,- что также снижает КПД, особенно в режиме малых расходов.

926355

Известен насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и неподвижными отводящими каналами (2).

Недостатком известной конструкции является низкий КПД в режиме малых расходов, вследствие невозможности обеспечения достаточно градиента давления и трения потока перекачивае-, могоматериала на периферии ротора. 1в

Цель изобретения - повышение КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу на периферии по- >у току сообщают дополнительный градиент давления °

Причем градиент давления потоКу . сообщают путем его нагрева.

Кроме того, градиент давления зо потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью.

Я в насосе эта цель достигается тем, что ротор снабжен струйным нагнетателем с соплами, сообщающимися щ с радиальным подводящим каналом на периферии ротора.

На фиг.1 изображен насос, снабженный нагревателем на периферии ротора; на фиг.2 — вариант насоса, в зе котором дополнительный градиент давления потоку создают путем ввода в него компонента. с меньшей плотностью; на фиг.3 - вариант насоса, снабженного дополнительным струйным нагнетателем, установленным на периферии ротора.

Насос (на фиг.1) содержит ротор

1 с осевым подводящим 2 и радиальным подводящим 3, радиальным отводящим 4 и осевым отводящим 5 каналами, всасывающий и напорный патрубки 6 и 7, нагреватель 8 и струйный инжектор 9 с соплом 10, а ротор 1 размещен в корпусе 11. Сопло 10 установлено соосно с напорным патрубком 7,. а нагреватель 8 расположен внутри корпуса 11 на периферии ротора 1.

Во втором варианте исполнения (фиг.2) насос дополнительно снабжен нагнетателем 12, например, компрессором или насосом для подачи компонента с плотностью меньшей, чем у перекачиваемого материала. B роторе . установлена перфорированная перего- И родка 13 на периферии которой выполнены отверстия 14; образующая канал

15 со стенками ротора 1.

В третьем варианте исполнения (фиг.3) насос дополнительно содержит приемную камеру 16, камеру 17 смещения и криволинейный диффузор 18 струйного нагнетателя 12, с одной стороны сообщающийся с атмосферой, откуда в нее поступает подсасываемый воздух, а с другой стороны через камеру 17 смешения и криволинейный диффузор 18 с отводящим радиальным каналом 4.

Насос работает следующим образом.

Поток перекачиваемого материала подводят из всасывающего патрубка 6 в осевой канал 2 ротора 1, перемещают на периферию ротора 1 по радиальным подводящим каналам 3 под действием центробежных сил. На периферии ротора 1 посредством нагревателя 8 изменяют термодинамические параметры потока, т.е. удельный объем и температуру, и, таким образом, создают дополнительный градиент давления. 8следствие закона сообщающихся сосудов, действия силы инерции и за счет перепада давления, развиваемого столбами холодного перекачиваемого материала в канале 3 и нагретого материала в радиальном отводящем канале 4, нагретый поток отводят по радиальному каналу 4 к оси вращения ротора 1. Далее по осевому отводящему каналу 5 поток направляют в сопло 10 струйного инжектора 9, а затем в напорный патрубок 7, установленный соосно с соплом 10 °

Перепад давления Р, развиваемый насосом для осуществления предлагаемого способа, пропорционален разности плотностей ьД холодного и нагретого материала в радиальных каналах и квадратам угловой скорости вращения 03 ротора 1.

Во втором варианте компонент с меньшей плотностью подводят на периферию ротора 1 по каналу 15 и вводят в перекачиваемый материал на периферии ротора 1 и радиального отводящего канала 4 через отверстия 14. Полученную смесь отводят по радиальному каналу 4 к оси вращения ротора 1 под действием перепада давления, развиваемого в центробежном поле столбом перекачиваемого материала и давлением нагнетателя 12 с одной стороны и столба полученной смеси с другой стороны. Далее смесь отводят в напорный патрубок 7 аналогично предыдущему варианту.

5 9263

В третьем варианте из атмосферы компонент с меньшей плотностью инжектируется в приемную камеру 16, далее в камеру 17 смещения, где про- исходит смешение перекачиваемой жидкости и подсасываемого газа и в криволинейном ди ффузоре 18 происходит преобразование кинетической энергии смеси в потенциальную, далее поток отводится по каналам 4 и 5. 1О

Изобретение позволяет повысить

КПД насоса в режиме малых расходов путем создания высоких напоров за счет повышения механического, гидравлического и объемного КПД. Особенно перспективно использование предлагаемого способа в технологических процессах, требующих одновременного .нагрева перекачиваемого материала, и при наличии фабрично-заводской вы" 2а соконапорной пневмосети, к которой ..можно подключить большое число нагнетателей данной конструкции.

Предлагаемый способ особенно перспективен при перекачивании воды с ис- г пользованием в качестве компонента с меньшей плотностью атмосферного воздуха при одновременном нагреве, так как это наиболее распространенные в технике вещества, у них большая зо разность плотностей и воздух сжимаем, что позволяет ему при всплывании в воде и резком. увеличении объема в результате уменьшения давления увлекать за собой воду к оси вращения ротора. Воздух в этом случае работает как газовый поршень °

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить экономичность способа перекачивания материалов и насосов. формула изобретения

1. Способ перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред

55 6 путем их осевого подвода, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил, обратного отвода в радиальном направлении к оси вращения и последующего вывода потока в аксиальном направлении, о тл и ч а р шийся тем, что, с целью повышения КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, на периферии насоса потоку сообщают дополнительный градиент давления.

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю " шийся тем, что градиент давления потоку сообщают путем его нагревания.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что градиент давления потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью.

4. Насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и отводящими каналами, о т л и ч а юшийся тем, что с целью повышения

КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, ротор снабжен струйным нагнетателем с соплами, сообщающимися с радиальным подводящим каналом на периферии ротора.

Приоритет по пунктам

06.03.80 по пп.1 и 2

29. 04. 80 по пп.3 и 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иихайлов- А ° К., Иалюшенко В.В.

Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. И., "Машиностроение", 1977, с.289.

2. Патент США 11 3977810, кл. 415-89, 1976.

Составитель Т.Куликова

Редактор Н.Бобков Техред А. Ач Корректор В.Синицкая

Заказ 2930/26 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал Ilflll "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4