Центробежный насос

Изобретение относится к насосостроению, касается конструкции центробежного насоса и направлено на повышение его антикавитационных качеств. 5Известен центробежный насос, со" держащий корпус с установленцым в нем рабочим колесом и всасывающим и нагнетательным патрубками, и эжектор с активным соплом, сообщенным магис тралыо с нагнетательным патрубком, пассивным соплом и выходным каналом, сообщенным со всасывающим патрубкомНедостатком конструкции этого на соса является его низкий КПД, связанньп с тем, что весь расход рабочей среды проходит через эжектор, включенный последовательно с основным насосом. КПД эжектора очень низкий 20 (0,2-0,5).Б результате это приводит к резкому снижению суммарного КГЩ насоса.Наиболее близким техническим решением является центробежный насос, содержащий корпус, рабочее ко песо, нагнетательный и всасывающий патрубки, в последнем из которых выполнена копьцевая коническая щель, ориентированцая в направлении рабоЧего колеса, со средством регупиров- ЗО ки ее проходного сечения и коллектор, сообщенный с нагнетательным патруб 1;ком и кольцевой щельюНедостатками известного насоса являются низкие КПД и антикавитаци 35 онные качества.Цель изобретения - повышение КПД и антикавитационных качеств путем увеличения объемной прочности перекачиваемои среды.Указанная цель достигается тем, что центробежный насос, содержащий корпус, рабочее колесо, нагцетательный и всасывающий патрубки, в последнем из которьгх выполнена коль цевая коническая щель, ориентированная в направлении рабочего колеса, со средством регулировки ее проходного сечения и коллектор, сообщенный с нагнетательным патрубком и копь ценой щелью, снабжен емкостью с раствором высокомолекулярного вещества, эжектором с выходным каналом, активным и пассивным соплами и запорно-регулирующим органом, приэтом емкость сообщена с пассивнымсоплом эжектора, активное сопло припомощи запорно-регулирующего органа - с нагнетательным патрубком, а выходной канал эжектора - с коллектором.На чертеже изображен центробежный наИос, продольный разрез.Центробежный насос содержит корпус 1, рабочее колесо 2, нагнетательный 3 и всасывающий 4 патрубки, в последнем из которых выполнена кольцевая коническая щель 5, ориентированная в направлении рабочего колеса 2, со средством регулировки ее про-. ходного сечения и коллектор 6, сообщенный с нагнетатепьным цатрубком 3 ;и кольцевой щелью 5, Насос снабжен ,емкостьюс раствором высокомолекулярного вещества, эжектором с выходным каналом 8, активным 9 и пассивным 10 соплами и запорно-регулирующим органом 11, при этом емкость 7 сообщена с пассивным соплом 10, активное сопло 9 посредством запорнорегулирующего органа 1 - с цагнетатепьным патрубком 3, а выходной ка - цап 8 эжектора - с коллектором 6, Лктивное соппо 9 сообщено с нагнетатепьцым патрубком 3 с помощью трубопровода 12, на котором и устаповпец запорно-регулирующий орган 11,Бсасываюший патрубок 4 выполнен разьемным, состоящим из двух цилиндров 13 и 14 с коническими поверхностями 15 и 16,образующими кольггевующель 5, при этом коллектор 6 образован втулкой 17 с отверстием 18 ус,тановленной между цилиндрами 13 и 14, а между втулкой 17 и одним из цилиндров (13) установлена регулироьочная шайба 19, представляющая собой средство регулировки проходного. сечения щели 5.Емкость снабжена трубопроводами 20 и 21 дпя наддува ее сжатым газомипи дренажа и заправки раствором высокомолекулярного вещества, Бтулка уплотнена с помощью резиновых колец 22, Трубопроводы 20 и 21 снабжены вентилями 23 и 24. Рабочее колесо 2 имеет лопатки 25 с входными кромками 26 и ведомый диск 27,Насос работает следующим образом.При вращении рабочего колеса 2 жидкость под повышенным давлением перекачивается из всасывающего патрубка 4 в нагнетательный патрубок 3, При открытом запорно-регулировочном органе 11 жидкость по магистрали 12 из цагнетательного патрубка 3 поз 1168 дается к активному соплу 9 эжектора. При этом в пассивном сопле 10 эжектора создается разрежение, При открытом вентиле 23 и сообщении емкости 7 с помощью трубопровода 20 с атмосфе, рой од действием возникающего перепада давления концентрированный раствор высокомолекулярного вещества через пассивное сопло 10 подается в выходной канал 8 эжектора.Если разрежения, создаваемого эжектором, Йедостаточно для подачи необходимого количества раствора высокомолекулярного вещества, может осуществляться наддув емкости 7 сжатым газом посредством сообщения емкости 7 трубопроводом 20 с источником сжатого газа.Из выходного канала 8 эжектора, где происходит перемешивание и разбавление концентрированного раствора высокомолекулярного вещества по-. током активной жидкости из сопла 9, раствор с уже меньшей концентрацией попадает в коллектор 6, из которого 25 равномерно впрыскивается через щель 5 под углом в основной поток жидкости в направлении рабочего колеса 2.Во всасывающем патрубке 4 вблизи его стенок образуется кольцевая прослойка раствора высокомолекулярного вещества. При движении по патрубку 4 от кольцевой щели 5 до входных кромок 25 лопаток 26 рабочего колеса 2 раствор за счет диффузии и турбулент 35 ного перемешивания дополнительно разбавляется до заданных оптимальных концентраций, при этом увеличивается толщина кольцевой области, содержащей добавки высокомолекулярного ве 40 щества.вЖидкость с добавками высокомолекулярного вещества при входе в рабочее колесо 2 попадает в область, наиболее опасную для возникновения кавитации, 45 располагающуюся на входных кромках 26 лопаток 25 у вепомого диска 27 рабочего колеса 2, где радиус. размещения входных кромок 26, а следовательно, и окружк .я скорость, максимальны.Введение незначительных добавок высокомолекулярныхвеществ, обладающих вязкоупругими свойствами (концентрация перед входом в рабочее колесо 10 - 1 Ь мас.7), позволяет весь-г -Фма существенно повысить кавитационный запас (на 25 - ЗОБ). Это свя 749зано с тем, что жидкость с малыми добавками растворенных в ней высокомолекулярных веществ повышает объемную прочность жидкости. в результате чего жидкость выдерживает большие (возникающие при разрежении) растягивающие напряжения до разрыва, приводящего к возникновению кавитационных каверн.В качестве высокомолекулярных веществ можно использовать полиэтиленоксид, полиакриламид, Гуар ГАМ и другие, растворы которых обладают упру,гими свойствами.Так как требуемые добавки указан-, ных веществ ничтожно малы (10-10 ф мас.7. от расхода основного потока жидкости), то они практически не загрязняют перекачиваемую среду (плотность и вязкость не изменяются), расход активной жидкости не велик, поэтому перепуск жидкости с нагнетания на всасывание незначителен, что повышает КПД насоса. Требуемый объем емкости 7, содержащий концентрированный раствор высокомолекулярного вещества, также невелик.Кроме подавления кавитации введение в поток добавок высокомолекулярных веществ приводит к появлению ряда других положительных эффектов. Добавки способствуют ламинаризации потока, т,е. к снижению интенсивности турбулентности в межлопаточных каналах рабочего колеса 2. Это объясняется тем, что длинноцепочные молекулы вязкоупругих полимеров, обладающие повьппенными временами релаксации, за счет демпфирования пульсаций в потоке снижают интенсивность генерирования мелкомасштабных турбулентных вихрей, где в основном происходит диссипация энергии потока.Подавление турбулентности (ламинаризация потока) приводит к снижению сопротивления за счет трения и вихреобразования в проточных частях гидромашины, что приводит к повышению КПД насоса.Кроме того, за счет подавления кавитации и турбулентности снижается шум и вибрация при работе насоса, которые обычно являются следствием кавитации и вихреобразования, насос работает более мягко, за счет увеличения кавитацйонного запаса повышается всасывающая способность насоса. За счет устранения кавитаци11 б 8749 Составитель Л Техред Л.Мике нисимова Корректор О.Тигор Дер дакто аказ 4 ВН586ета СССРткрытийая наб дписноу д Патент", г.ужгор филиа.Проектная,онной эрозии и уменьшения вибраций ровьппается ресурс работы насоса.Улучшениюхарактеристик насоса способствует также то,что за счет впрыска жидкости через кольцевую щель 5 в направлении рабочего колеса 2 и снижении трения в пристеночной области за счет введения высокомолекулярных добавок выравнивается профиль ско О рости (становитея более наполненным) перед входом в рабочее колесо 2. Регулировка расхода высокомолекулярного вещества осуществляется посредством изменения расхода активной жидкости в зжекторе с помощью запорно-регули-. ровочного органа 11, выполненного, например, в виде вентиля-дозатора./ЗЗ Тираж ИИПИ Государственного компо делам изобретений и 35, Москва, Ж, Раув Настройка устройства осуществляется путем изменения проходного сечения кольцевой щели 5 с помощью под-.бора толщины регулировочной шайбы 9.Выполнение всасывающего патрубка 4разъемным и состоящим из двух цилиндров 13 и 14, а коллектор 6 с помощьювтулки 17 обеспечивает удобство монтажа и демонтажа насоса, настройкизжекторного устройства впрыска и проведения регламентных работ,Благодаря применению предлагаемого насоса с устройством впрыска высокомолекулярного вещества повышается КПД, кавитационный запас и ресурсработы насоса, а также улучшаютсяего виброакустические характеристики,