Центробежный грунтовой насос

(5 Й) ЦЕНТРОБЕННИЙ ГРУНТОВО (57) Изобретение позволяет ресурс работы насоса путем интенсивности изнашивания кромок рабочих лопаток. До ные лопатки 4 закручивают частицы гидросмеси и умень рость их соударения при вх бочие лопатки 2. Как показ четы, при концентрации гид НАСОС повыситьснижениход ных нер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ Пнт ССОф(71) Горьковский институт инжеводного транспорта(56) Патент Великобритании1 Г 1036107, кл. Г 1 С, опублик,полнител твердые. шает ско оде на р ывают ра росмеси,л 10-203, состоящей на 20-40 из частицкрупнее 2 10 м, наименьшая интенсивность изнашивания достигаетсяпри высоте лопаток 4 Ь = 0,05-0,13)В Изобретение относится к конструк циям грунтовых насосов и может быть использовано при добыче нерудных строительных материалов.Цель изобретения - повышение ресурса работы насоса путем уменьшения ин тенсивности изнашивания входных кромок рабочих лопаток при перекачивании гидросмеси с содержанием твердой Фазы от 10 до 201 и состоящей на 20-40 из частиц крупнее 2"10 м, ОНа Фиг. 1 изображен предлагаемый центробежный грунтовой насос, разрез; на Фиг. 2 - расположение крупных твердых частиц внутри входной горловины колеса, 25Насос содержит рабочее колесо 1 с лопатками 2 и горловиной 3 и дополнительные закручивающие лопатки 4, установленные в горловине 3 дополнительные лопатки 4 имеют высоту 30 Ь = (0,05-0,13)йгпричем количество дополнительных лопаток 4 равно ближайшему целому числу, определяемому по зависимости где Л, - внутренний диаметр горловины 3;Е - количество рабочих лопаток. 40Насос работает следующим образом,Крупные твердые частицы перемещаются в нижней части горловины 3 коле 45са 2. Поэтому они вступают в контактс дополнительными лопатками 4 и приобретают окружную скорость, Под крупными частицами, перемещающимися внижней части входной горловины 3,следует понимат ь частицы крупностьюсвыше 2 мм, поскольку характернойособенностью движения грунта в горизонтальнь 1 х трубопроводах являетсяперемещение частиц крупностью менее0,15-0,20 мм во взвешенном состоянии, 55частиц до 2-3 мм прерывным взвешиванием по всей толще потока и частиц. (кусков) крупностью более 2-3 мм -и их количестве Е = 0,202/Ь, гдеО, - внутренний диаметр горловины 3,Е - количество рабочих лопаток 2.2 ил,в пристеночной области, включая волочение по нижней стенке, Бсли крупныетвердые частицы, входящие в рабочееколесо 1, не имеют окружной скорости,то они движутся в меридианальной плоскости. Не обладая достаточным запасомэнергии для движения из зоны низкогодавления в зону высокого давления,эти твердые частицы затормаживаютсяи сталкиваются с входной кромкой лопатки 2, набегающей на твердые час-.тицы, и затем движутся по поверхностилопатки 2, чем вызывается повышенныйизнос лопаток 2.При наличии окружной составляющейскорости многие крупные твердые частицы проходят в межлопастной канал,благодаря этому уменьшается числосоударений твердых частиц с входнымикромками лопаток 2 рабочего колеса1 и уменьшается изнашивание лопастей.Таким образом, установка дополнительных лопаток 4 внутри входной горловины 3 повышает ресурс рабочего колесаПередача энергии твердым частицампри контакте с дополнительными лопатками 4 и уменьшение контакта твердыхчастиц с поверхностью лопаток 2 рабочего колеса 1 повышает КПД насоса.Дополнительные лопатки 4 увеличиваюттакже энергию потока перекачиваемойсреды на входе в рабочее колесо 1,благодаря чему улучшаются кавитационные свойства насоса,Высота дополнительных лопаток 4 должна быть равна высоте слоя крупных частиц, перемещающихся в нижней части входной горловины. бсли высота лопаток 4 будет меньше вьсоты слоя, то положительный эФФект не будет достигнут, так как часть крупных твердых частиц не приобретает окружную скорость. Бсли высота лопаток 4 будет больше высоты слоя, то положительный эФФект существенно уменьшается, так как лопатки 4 будут загромождать проходное сечение, препятствуя движению гидро- смеси со взвешенными частицами,,5 1 ЯДВысота слоя крупных частиц согласно Фиг. 2 определяется по формуле 10 П К я 1 п Ы.г ( ) 4 2 и 2 и Площадь поперечного сечения входной 15горловины: г ийг Б вх 4ОС- я 1 пос Отсюда 2 и Ввх ЗО р 1 2 ць 1 Отсюда 40Формула изобретенияЦентробежный грунтовой насос,содержащий рабочее колесо с лопатка" ми и горловиной и дополнительные закручивающие лопатки, установленные в горловине, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ресурса работы насоса путем уменьшения интенсивности изнашивания входных кромок рабочих лопаток при перекачивании гидросмеси с содержанием твердой Фазы от 10 до 200 и состоящей на 20-403 из частиц крупнее 2- 1 О м, 55дополнительные лопатки имеют высоту Ь = (0,05-0,13) Вг, причем количество дополнительных лопаток равно ближайшему целому числу, определяемому по зависимости Ь = 0,50 г(1 - соя в ),с( где Ы - центральный угол (см. Фиг,2),Рад.Угол Ы, можно определить, исходя изплощади, занимаемой слоем крупныхчастиц БОтношение плоцадей -- равно долеВьхЯкрупных частиц в гидросмеси -- = РРВвх где Р - расчетная концентрация гидросмеси;Р - расчетная доля крупных частиц (размером более 2 мм) в грунте.Таким образом, угол с (в радианах) может быть определениз уравнения М - яп с = 2 и РР , Концентрация гидросмеси, перекачиваемой земленасосами, находится, как правило, в пределах: Р = 0,1-0,2, а содержание крупных частиц в песчано-гравийной смеси; Р = 0,2-0,4, При этих значениях центральный угол (в радианах) находится в пределах 0,923 1,500 рад = 52,9 - 8 б,0Этим значениям угла соответствуют значения высоты дополнительных лопаток 4 52,9Ь = 0,50 (1 - соя - - - ) = 0 05230минГ 2 ф г 861 маке 050 г (1 соЯ 2-) = 0 1341) Таким образом, округляя полученные значения, высота дополнительных лопаток должна находиться в пределах Ь = (0,05-0,13)П.Наибольший положительный эффект достигается при таком числе дополнительных лопаток 4, когда интенсив 59ность изнашивания дополнительных лопаток 4 и рабочих лопаток 2 одинако" ва. В этом случае рабочее колесо изнашивается равномерно, что позволяет в наибольшей степени уменьшить интенсивность изнашивания рабочего колеса в целом. Интенсивность изнашивания обратно пропорциональна суммарной длине изнашиваемых кромок. Таким образом, суммарная длина изнашиваемых кромок рабочих лопаток 2 должна быть равна суммарной длине изнашиваемых кромок дополнительных лопаток 4,В рабочих колесах грунтовых насосов входная кромка лопасти интенсивно изнашивается на участке, составляющем примерно 503 длины кромки. Длина входной кромки (ширина рабочего колеса) в среднем равна 0,4 диаметра входной горловины колеса, Таким образом, общая длина изнашиваемых участков кромок лопастей равна 0,2 В К.Длина изнашиваемой кромки дополнительной лопатки равна высоте этой лопатки 1. = Ь,Суммарная длина кромок дополнительных лопаток равна где Е- число дополнительных лопа" ток. Ь 0 2" ВгЕ2 и , 11557359 где 0 - внутренний диаметр горловины;Е - количество рабочих лопаток Составитель В,ДевисилоТехред М.Дидык Редактор А.Долин Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 708 Тираж 194ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет113035, Москва, Ж, Раушс Произв венно-издательский комбинат "Патент", .г.ужгород, ул. Гагарина и 0202 РПодписноеиям и открытиям при ГКНя наб., д, 1/5