Лопастной насос

(53) 4 Р 0 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ имеет угол расширения 6 - 8, а площади выходного сечения 9 Д 8 ди Г 7 равно 2 - 4. Этим достигае формирование профиля скоростей РК 3 в близкий к параболичес приводится к снижению углов ата ветственному уменьшению обратн Д 8 может быть выполнен с диам ходного сечения 9 меньшим, чем в диаметр ВП 2, причем отношение ния от выходного сечения 9 Д 8 ных кромок лопаток 4 РК 3 к вн диаметру ВП 2 составляет 0,9 - обеспечивается симметричный отрь от стенок ВП 2 за образовавши пом. Экспериментальные исследова зали возможность повышения кри кавитационного коэффициента б ности насоса с ВП 2 описанной ровки. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение позволяет повысить всасывающую способность на пониженных расходах путем уменьшения обратных токов на входе в рабочее колесо (РК) 3 лопастного насоса. Участок входного патрубка (ВП) 2 выполнен в виде последовательно расположенных по ходу потока конфузора 6, горла (Г) 7 и диффузора (Д) 8, причем последний отношение к площатся трансна входе в кому, что ки и соотых токов етром вынутреннийрасстоядо вход- утреннему 20, Этим в потока мся устуния докатического ыстроход. профилиИзобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при эксплуатации лопастных насосов на пониженных расходах с обратными токами.Цель изобретения - повышение всасывающей способности на пониженных расходах путем уменьшения обратных токов на входе в рабочее колесо.На фиг. 1 представлена схема лопастного насоса; на фиг. 2 - входной патрубок насоса, вариант; на фиг, 3 - график зависимости отношения критических кавитационных коэффициентов быстроходности предлагаемого насоса (С) и известного насоса с входным патрубком постоянного диаметра (С ) от соотношения площадей выходного сечения диффузора и горла; на фиг. 4 - то же, в зависимости от отношения расстояния между выходным сечением диффузора и входными кромками лопаток к внутреннему диаметру входного патрубка; на фиг. 5 - то же, в зависимости от угла раскрытия диффузора.Лопастной насос (фиг. 1) содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и установленное в корпусе 1 рабочее колесо 3 с лопатками 4, причем входной латрубок 2 содержит участок 5, выполненный в виде конфузора 6, горла 7 диаметром 01 и диффузора 8, последовательно расположенных ло ходу потока. Диффузор 8 выполнен с углом у расширения, равным 6 - 8 Я, а отношение площади Р выходного сечения 9 диффузора 8 к плошади 1 горла 7 равно 2 - 4.В насосе (фиг. 2) диффузор 8 может быть выполнен с диаметром Вз выходного сечения 9 меньшим, чем внутренний диаметр 02 входного латрубка 2, а отношение расстояния 1 от выходного сечения 9 диффузора 8 до входных кромок лопаток 4 рабочего колеса 3 к внутреннему диаметру 02 входного патрубка 2 составляет 0,9 - 2,0, В этом случае переход от диффузора 8 к полному сечению входного патрубка 2 имеет форму уступа 10.Лопастной насос работает следующим образом. При работе насоса поток жидкости, поступающий во входной патрубок 2, разгоняется в конфузоре 6, достигая наибольшей скорости в горле 7. В диффузоре 8 происходит трансформирование профиля скоростей в близкий к параболическому, причем разность скоростей в центре (по оси) и на периферии диффузора 8 зависит от угла у расширения диффузора 8, Получение вытянутого профиля скоростей в диффузоре 8 приводит к снижению углов а атаки на входе в корневые сечения лопаток 4 рабочего колеса 3 и, следовательно, к уменьшению или, при определенных условиях, устранению обратных токов на входе, что приводит к повышению всасывающей способности насоса на пониженных расходах.При выполнении диффузора 8 с диаметром Оз выходного сечения 9 меньшим, чем внутренний диаметр 02 входного патрубка 2, обеспечивается симметричный отрыв потока от стенок за уступом 10. Вследствие этого вытянутый профиль скоростей формируется и сохраняется на определенном расстоянии от уступа 10 по потоку.Обоснованием конкретных соотношенийразмеров служат результаты кавитационных испытаний шнекоцентробежного насоса. Испытания проводят при постоянной угловой скорости вращения колеса 3 а=2100 1/с и 15 производительности Я=4,03; 6,1 и 8,1 л/с,соответствующих расходному параметру д= 0,2; 0,3 и 0,4 с входным патрубком постоянного проходного сечения (исходный вариант) и предлагаемой конструкции. В последнем случае испытывают серию прямолинейных 20 диффузоров с углом расширения у=8 иотношением площадей п= (02/0) =1 - 4,5 и ступенчатый диффузор с у=8 и п=З, уступ 10 которого располагают на расстоянии 1=1/02=0,6 - 2,2 от входных кромок лопаток 4. Испытывают также прямолинейные диффузоры с п=З и различными углами расширения у=4 - 10.Конфузор 6 во всех испытаниях имеетпостоянный угол сужения, равный 12.Наличие обратных токов на входе фикщ сируют с помощью дифманометра, подключенного к входному патрубку 2 непосредственно перед рабочим колесом 3 и к всасывающей магистрали в сечении, расположенном выше по потоку, куда обратные токи не распространяются35Результаты кавитационных испытанийпредставлены на фиг. 3 - 5, где ло оси ординат отложено отношение критического кавитационного коэффициента быстроходности насоса с входным. патрубком 2, предлагаемой конструкции Си насоса с цилиндрическим входным патрубком (исходный вариант) (С. )о, а по оси абсцисс - изменяемые геометрические параметры диффузора п, , у. В качестве критического45 принимают кавитационный запас, а следовательно, и коэффициент Ср, соответствующий срывной точке (срывному режиму) на частной кавитационной характеристике насоса (так называемый второй критический режим).50 Повышение С, по сравнению с исходным вариантом происходит в интервале изменения п=2 - 4, причем наибольшее увеличение всасывающей способности насоса достигается при наименьших значениях о= 0,2 и й:3 С /(С )о=1,28 (фиг. 3). При55 1(п(2 улучшение всасывающей способ.ности насоса практически не наблюдается, а при п) 4 всасывающая способность понижается на 10 - ЗОЯ.фиг. В случае ступенчатого диффузора (фиг. 4) рост Ср при прочих равных условиях происходит в диапазоне 1=0,9 - 2, достигая максимального значения Ср/ Сср)0=1,3 при 1:1,3 - 1,5 и д=0,2. При 1(0,9 и У)2 всасывающая способность на. соса независимо от величины д понижается.Заметное увеличение С, (фиг. 3) наблюдается в интервале изменения угла расширения диффузора у=6 в , причем наибольший положительный эффект достигается при у=8. При у)8 всасывающая способность насоса резко падает, вероятно, вследствие отрыва потока от стенки диффузора, а при у(60 всасывающая способность насоса практически не изменяется. Следовательно, повышается всасывающая способность насоса при 7=6 - 8.Увеличение Ср непосредственно связано с исчезновением обратных токов на входе в насос, что также доказывает наличие воздействия предлагаемого устройства на распределение скоростей перед входом в насос. Кроме того, вследствие этого несколько снижается потеря энергии в насосе,1. Лопастной насос, содержащий корпусс входным патрубком и установленное в корпусе рабочее колесо с лопатками, причем входной патрубок содержит участок, выполненный в виде конфузора, горла и диффузора, последовательно расположенных по ходу потока, отличающийся тем, что, с целью повышения всасывающей способности на по О ниженных расходах путем уменьшения обратных токов на входе в рабочее колесо, диффузор выполнен с углом расширения, равным 6 - 8, а отношение площади выход ного сечения диффузора к площади горла равно 2 - 4. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, чтодиффузор выполнен с диаметром выходного сечения меньшим, чем внутренний диаметр входного патрубка, а отношение расстояния 20 от выходного сечения диффузора до входныхкромок лопаток рабочего колеса к внутреннему диаметру входного патрубка составляет 0,9 - 2,0.1481477 Оак оро Редактор И. ДербЗаказ 2657/35НИИПИ Государс11Производственно Составитель Г. БогомолТехред И. ВересТираж 523 енного комитета ло изобретения 35, Москва, Ж - 35, Рау шска дательский комбинат Патент,ьныйКорректор Н. КПодписноеоткрытиям при Гнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Гага