Насос

(5 ц 5 Р 04 О 3/02 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТСгРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТ вательчески аучно-исследоий и технологнастроения,В, Дегтеревтельство СССР3/02, 1958. насосах с малыми и напорами, Сущнос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(21) 4880601/29 (22) 21.09.90 (46) 23.09.92. Бюл. ЛЬ (71) В се со юзн ы й н ский, конструкторск институт гидромаши (72) А.И. Голубев и Н (56) Авторское свиде И. 126748, кл. Г 04 О (54) НАСОС(57) Использование: дачами и высокими Изобретение относится к насосостроению, в частности к лопастным насосам с малыми подачами и высокими напорами,Из класса низконапорных с большими подачами насосов известны многоступенчатые осевые насосы, состоящие из нескольких рабочих колес, размещенных вдоль оси вала, и расположенных за каждым колесом направляющих аппаратов (а.с, Р 1498955, кл. Р 04 О 3/00, 13/02, 19/00, 19/02, 25/02, 1989).Рабочими органами являются лопатки в рабочих колесах и направляющих аппаратах, Принцип действия лопатки основан на ее обтекании потоком жидкости в рабочем колесе и направляющем аппарате и возникновении гидродинамической силы Жуковского. Так как лопатки наклонены по отношению к оси насоса, возникает осевая составляющая гидродинамической силы, перемещающая жидкость. Такие насосы обладают сравнительно высоким коэффициентом полезного действия,изобретения; цилиндрический ротор с наружной многозаходной нарезкой установлен с возможностью вращения встаторес внутренней многозаходной нарезкой противоположного направления, На роторе и статоре выполнены чередующиеся кольцевые выступы и впадины, Выступы ротора и статора размещены соответственно во впадинах статора и ротора с зазорами, отношение их высоты к высоте нарезки как в роторе, так и в статоре больше нуля и меньше или равно единице, 5 ил. Известны лабиринтные насосы из класса насосов с малыми подачами и высокиминапорами, принцип действия которых основан на интенсивной турбулизации жидкостина поверхностях многозаходной нарезки,выполненной на винте и втулке (а.с. СССРдМ 126748, кл, Р 04 О, 1958),Недостатком таких насосов являетсянизкий коэффициент полезного действия,не превышающий 50% (см, кн.; Голубев А,И.Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнениядля агрессивных сред. - М,; Маши нострое 1 Яние, 1981),Низкий КПД обусловлен механизмомпередачи энергии жидкости - турбулентнымтрением и гидравлическими потерями в ка- ъналах нарезки, так как гидродинамическаясила, перемещающая поток жидкости, возникает только на наружной поверхности нарезок, а в каналах нарезок эта силаотсутствует.Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия лабиринтного насоса,Для достижения этой цели цилиндрический ротор насоса с наружной многозаходной нарезкой, установленный с возможностью вращения в статоре с внутренней многозаходной нарезкой противоположного направления, имеет, так же как и статор, чередующиеся кольцевые выступы и впадины, при этом выступы ротора и статора размещены соответственно во впадинах статора и ротора с зазорами, а отношение их высоты к высоте нарезки как в роторе, так и в статоре больше нуля и меньше или равно еДинице.Ступенчатая форма увеличивает периметр и соответственно силу взаимодействия нарезок с протекающей через насос жидкостью или газом. Помимо турбулентного трения по поверхностям нарезки, как в известном лабиринтном насосе, в данном насосе имеется взаимодействие обтекания выступов нарезок ротора и статора, Жидкость захватывается выступами нарезки ротора и вытекает на неподвижные выступы нарезки статора. Так как нарезки на выступах обраэуютлопатки, имеющие угол наклона к оси, возникает дополнительная гидродинамическая (подъемная) сила, перемещающая поток.Гидравлические потери, таким образом, снижаются, повышая КПД, При отношении высоты выступов ротора и статора к высоте нарезки, близком к нулю, конструкция насоса приближается к известному лабиринтному насосу, в котором нет взаимодействия нарезок в меридианальном сечении. При отношении, равном единице, высота нарезки во впадинах ротора и статора равна нулю, т,е, в этом случае цилиндрические участки сопрягаемых поверхностей имеют нарезку только на одной из поверхностей, Изменение этого отношения позволяет изменять параметры насоса и подбирать оптимальную геометрию проточной части, что также способствует повышению КПД.На фиг, 1 показан разрез общего вида проточной части насоса,Ротор 1 и статор 2 имеют нарезки 3 и 4 соответственно, Нарезки ротора имеют выступы 5 и впадины 6, нарезки статора - выступы 7 и впадины 8, Поверхности ротора сопрягаются с поверхностями статора с зазорами д 1 д 2, дз, д 4 (см, фиг.1).2 114Отношение 0-1 и 0-1,п 1 Лз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где п 1, пз - высота нарезки в роторе и статоре соответственно;Ьг и п 4 - высота выступов нарезок в роторе и статоре соответственно,Направление потока жидкости показано стрелками Б - Б,Вид А (фиг. 2) поясняет расположение нарезок в развернутом виде. Нарезки имеют наклон к оси под углом а 1 и а 2 и толщину профиля в.Профили выступов и впадин нарезок могут иметь прямоугольную, треугольную, скругленную и другие формы (см. фиг. 1, 3 и 4).Взаимодействие выступов нарезок ротора и статора показано на фиг, 5, Направление потока жидкости показано стрелками А - А, Стрелкой Б показано направление вращения ротора. Другими стрелками показаны направление натекания потока и направление формирования вихрей,Конструктивно ротор и статор могут состоять из набора резьбовых втулок.Насос работает следующим образом, При вращении ротора 1 с решеткой лопаток 3 в направлении стрелки Б (см, фиг, 5) жидкость натекает на лопатки 3 и увлекается ими в направлении стрелки А,При перетекании жидкости с решетки 3 на решетку 4 статора 2 в зазоре между ними возникают вихри и турбулен гное трение благодаря прохождению лопаток 3 с большой скоростью относительно лопаток 4, Силы турбулентного трения дают составляющие в направлении течения жидкости по стрелке А,При протекании жидкости через неподвижную решетку статора на нее действуют гидродинамические силы от лопаток 4, которые способствуют дальнейшему протеканию жидкости в направлении стрелки А,Формула изобретения Насос, содержащий цилиндрический ротор с наружной многоэаходной нарезкой, установленный с возможностью вращения в статоре с внутренней многозаходной нарезкой противоположного направления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, на роторе и статоре выполнены чередующиеся кольцевые выступы и впадины, при этом выступы ротора и статора размещены соответственно. во впадинах статора и ротора с зазорами, а отношение их высоты к высоте нарезки как в роторе, так и в статоре больше нуля и меньше или равно единице,