Дисковый насос

Указанная цель достигается тем, что в дисковом насосе, содержащем корпус с всасывающим и нагнетатетьным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленных относительно друг друса с зазорами, и размещенных в них дистанционных прос. авок с отверстиями для крепежных элементов, оси отверстий расположены на концснтричной оси колеса окружности с диаметром, составляющим 0,9 - 0,95 наружного диаметра дисков, а каждая проставка имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориентированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром па осп колеса и имеют радиусы, составляющие 0,9- 0,95 и 0,8 - -0,9 величины шагаспирали, а две другие -- 0,28 - 0,35 и 0,17 - 0,25 внутреннео диаметра дисков. 45 50 55 Изобретение относится к насосостроению и касается усовершенствования проточной части дискового насоса, так называемого насоса трения.Известен дисковый насос, содержащий корпус, размесценное в нем рабочее колесо, выполненное в виде набора кольцевых дис. ков,установленных при помощи дистанционных проставок и винтов между покрывным и несущим дисками 1.Недостатками этого насоса являются невысокие надежность и производительность, низкая износостойкость, особенно при перекачивании неоднородных сред, содержащих абразивные частицы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дисковый насос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и размещенное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде кольцевых дисков, установленных относительно друг друга с зазорами, и размещенных в них дистанционных проставок с отверстиями для крепежных элементов 2.Недостатком известного насоса является недостаточно высокая износостойкость при перекачивании неоднородных сред, содержащих абразивные частицы, поскольку, двигаясь по криволинейной траектории в междисковых зазорах, абразивные частицы подвергают ударному износу цилиндрические дистанционные проставки, а поверхности дисков подвергаются износу трением. Наиоолее интенсивным и, следовательно, наиболее опасным является износ дистанционных проставок, который и определяет ресурс пасоса при перекачивании гидроабразивных смесей. Кроме того, образование вихревых зон за ссилиндрической проставкой способствует значительному износу самих дисков в зоне крепления проставок, что также сусцественно влияет на долговечность самого пасоса.Целью изобретения является повышение износостойкости. 5 10 15 20 25 30 35 40 На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый дисковый насос; на фиг 2 - разрез А-А на фиг. 1.Дисковый насос содержит корпус 1 с всасывающим и нагнетательным патрубками 2 и 3 и размещенное в корпусе 1 рабочее колесо 4, выполненное в виде кольцевых дисков 5, установленных относительно друг друга с зазорами 6, и размещенных в них дистанционных проставок 7 с отверстиями для крепежных элементов 8. Оси 9 отверстий расположены на концентричной оси колеса 4 окружности с диаметром Оо, составляющим 0,9 - 0,95 наружного диаметра 1 Э дисков 5, а каждая проставка 7 имеет профиль, очерченный дугами четырех окружностей, две из которых ориен гированы вдоль ветвей спирали Архимеда с центром на оси колеса и имеет радиусы К 1 и Ка, составляющие 0,9 - 0,95 и 0,8 - -0,9 величины шага 1 спирали, а две другие имеют радиусы г, и г, составляющие 0,28 - 0,35 и 0,17 0,25 внутреннего диаметра Вьн дисков 5.Дисковый насос работает следук)щим образом.Гидроабразивная смесь (пульпа 1 по цилиндрическому всасывающему патрубку 2 поступает на вход в безлопаточное рабочее колесо 4, представлясощее набор соосно установленных кольцевых дисксв 5 с зазорами 6, равными толцсине дистанционных проставок 7 криволинейного контура. За счет сил вязкостного трения, возникакнцих в радиальных каналах между соями перекачиваемой смеси и поверхностями дисков 5, и центробежных сил смесь отбрасывается в нагнетательный патрубок 3.При постоянной частоте вра:цения колеса 4 расход через зазор 6 остается неизменным и траектория движения частичек должна иметь в начале небольшой прямолинейный участок, совпадающий с радиусом, обуславливаемый ссроскальзьсванием ссентральных слоев относительно периферийных, увлекаемых вращающимися дисками 5, т. е. радиальная составлякнцая скорости потока значительно превышает окружную составлясосцую. Чем дальше находится поток смеси от входа, тем сильнее становится влияние окружной составляющей скорости и тем больше искривляется траектория движения частиц. При небольшом расходе частички увлекаются в круговое вращение практически сразу после входа в зазор 6 и могут совершить полный оборот прежде, чем приблизятся к периферии диска 5 и будут выброшены под действием центробежнои силы.Чем больше расход потока через междисковый зазор 6, тем больше спрямляется траектория движения частиц и резче переход к криволинейной траектории.Экспериментальная проверка и исследования по определению траектории взвешенных абразивных частиц в междисковом за1071807 1 О Напор, м 23 30 в начале опыта 22 24 25 в конце опыта Расход, м/ч 350 405 365 в начале опыта 350 365 350 в конце опыта Вес колеса, кг 92,58 91,70 93,192,63 99,2596,542710 до опыта после опытаПотери веса, г Вва 370 Количество условно перекачиваемой пульпы, тн 472 472 Удельныи износ, г/тн 1,85 о,в 5,О 4 зоре 6 рабочего колеса 4, проведенные в условиях Качка нарского горнообогатительного комбината, показывают, что для безлопаточного рабочего колеса 4 диаметром Рва = = 500 мм при частоте вращения и =5 = 975 об/мин и ширине междискового зазора Ь=4 мм траектория движения взвешенных частиц в последнем представляет собой спираль Архимеда с шагом 1, равным половине наружного диаметра Рнвь дисков 5 колеса 4.Выбор диаметра Р, окружности, на которой расположены оси 9 отверстий междисковых дистанционных проставок 7 криволинейного контура, производится исходя из оптимальных условий как создания жесткости пакета кольцевых дисков 5, так и снижения относительной скорости взвешенных абразивных частиц в проточной части междискового зазора 6 рабочего колеса 4. Как показывают промышленные эксперименты, оптимальная величина диаметра Ро состав ляет 0,9 - 0,95 наружного диаметра Р колеса 4. В процессе экспериментов выявлено, что отклонение этой величины в сторону меньше 0,9 влечет за собой ухудшение гидродинамики потока, так как появляются зоны отрыва внутри зазора 6, резко возрастает относительная скорость абразивных частиц в проточной части, что отрицательно сказывается на износостойкости рабочего колеса 4, При отклонении указанной величины свыше 0,95 происходит заметное нарушение жесткости пакета дисков 5, что влечет за собой резкое снижение надежности и долговечности работы колеса 4.Оптимальная величина радиусов г, и г, составляет соответственно 0,28 - 0,35 и 0,170,25 внутреннего диаметра Р колеса 4. Экспериментами выявлено, что уменьшение величины радиуса гниже 0,28, отрицательно влияет на надежность и долговечность проставки 7 и в то же время увеличение свыше 0,35 способствует резкому возрастанию скорости закрутки потока в зоне крепления проставки 7, что ведет к интенсивному износу ее поверхностей и дисков 5.Отклонение радиуса г от оптимальной величины существенно нарушает гидродинамику потока, так как возникающие зоны отрыва потока на выходе из колеса 4 снижают напорные характеристики самого насоса и способствуют интенсивному изнашиванию периферийных поверхностей дисков.Установка в предлагаемой конструкции насоса междисковых дистанционных ироставок 7 криволинейного контура, имеющий профиль очерченный дугами окружностей и радиусами К 1 и Кг, совпадающими с траекториями частиц и ориентированными вдоль ветвей спирали Архимеда, улучшает гидро- динамику потока абразивной смеси в междисковом зазоре 6, значительно снижает величину окружной составляющей силы удара частицы о криволинейную поверхность проставки 7 (угол атаки частиц сс 30, т. е. износ скольжением), что позволяет существенным образом повысить износостойкость рабочего колеса 4 насоса.Данные сравнительных испытаний приведены в таблице. Таким образом, предлагаемые усовершенствования существенно повышают износостойкость рабочего колеса дискового насоса.Составитель И. Алешина Редактор В, Иванова Техред И. Берес Корректор Л. Ференц Заказ1566/29 Тираж 628 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4