Способ перекачивания материалов и насос

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сов э Советски кСоцканксткческккРеспублик1926355во делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.05.82(54) СПОСОБ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ИАТЕРИАЛОВИ НАСОС Изобретение относится к гидрома= шиностроению, а именно к динамическим способам перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред, реализуемых, например, в насосах или компрессорах и может быть использовано в химической, пищевой, медицинской и других отраслях народного хозяйства.Известен способ перекачивания материалов путем их осевого подвода в центробежный насос, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил и вывода потока с периферии в тангенциальном направлении.Этот способ обуславливает взаимодействие перекачиваемого материала с неподвижными элементами корпуса на периферии в зоне максимальной напряженности центробежного поля., что снижает механический КПД, имеет утечку перекачиваемой среды с периферии к оси вращения, что существенно снижает обьемный КПД, и, наконец, перекачива" 2емый материал "проскальзывает" относительно рабочих элементов центробеж-.ных насосов, что снижает гидравлический КПД 11.Однако область применения способаограничивается большими расходами и низкими напорами.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред путем их осевого подвода, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил, обратного отвода в радиальном направленин к оси вращения и последующего вывода потока в аксиальном направлении 21,Недостатком этого способа является незначительный градиент давления на периферии насоса, так как имеютместо утечки от периферии к оси вращения, что также снижает КПД, особенно в режиме малых расходов.Известен насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и неподвижными отводящими каналами Г 23.Недостатком известной конструкции является низкий КПД в режиме малых расходов, вследствие невозможности обеспечения достаточно градиента давления и трения потока перекачивае-, могоматериала на периферии ротора. 10Цель изобретения - повышение КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров.Указанная цель достигается тем, что согласно способу на периферии по-току сообщают дополнительный гради" ент давленияПричем градиент давления потоКу сообщают путем его нагрева.Кроме того, градиент давления 20 потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью.Я в насосе эта цель достигается тем, что ротор снабжен струйным нагнетателем с соплами, сообщающимися щ с радиальным подводящим каналом на периферии ротора.На фиг. 1 изображен насос, снабженный нагревателем на периферии ротора; на фиг.2 - вариант насоса, в30 котором дополнительный градиент давления потоку создают путем ввода в него компонента. с меньшей плотностью; на фиг.3 - вариант насоса, снабженного дополнительным струйным нагнетателем, установленным на периферии ротора.Насос (на фиг.1) содержит ротор 1 с осевым подводящим 2 и радиальным подводящим 3, радиальным отводящим 4 и осевым отводящим 5 каналами, всасывающий и напорный патрубки 6 и 7, нагреватель 8 и струйный инжектор 9 с соплом 10, а ротор 1 размещен в корпусе 11. вопло 10 установ- фф лено соосно с напорным патрубком 7, а нагреватель 8 расположен внутри корпуса 11 на периферии ротора 1.Во втором варианте исполнения (Фиг.2) насос дополнительно снабжен ф нагнетателем 12, например, компрессором или насосом для подачи компо" нента с плотностью меньшей, чем у перекачиваемого материала. В роторе установлена перфорированная перего- И родка 13 на периферии которой выполнены отверстия 14; образующая канал 15 со стенками ротора 1. В третьем варианте исполнения (Фиг.3) насос дополнительно содержит приемную камеру 16, камеру 17 смещения и криволинейный диффузор 18 струйного нагнетателя 12, с одной стороны сообщающийся с атмосферой, откуда в нее поступает подсасываемый воздух, а с другой стороны через камеру 17 смешения и криволинейный диффузор 18 с отводящим радиальным каналом 4. Насос работает следующим оьразом.Поток перекачиваемого материала подводят из всасывающего патрубка 6 в осевой канал 2 ротора 1, перемещают на периферию ротора 1 по радиальным подводящим каналам 3 под действием центробежных сил. На периферии ротора 1 посредством нагревателя 8 изменяют термодинамические параметры потока, т.е. удельный объем и температуру, и, таким образом, создают дополнительный градиент давления. Вследствие закона сообщающихся сосудов, действия силы инерции и за счет перепада давления, развиваемого столбами холодного перекачиваемого материала в канале 3 и нагретого материала в радиальном отводящем канале 4, нагретый поток отводят по радиальному каналу 4 к оси вращения ротора 1. Далее по осевому отводящему каналу 5 поток направляют в сопло 10 струйного инжектора 9, а затем в напорный патрубок 7, установленнь 1 й соосно с соплом 10Перепад давления Р, развиваемый насосом для осуществления предлагаемого способа, пропорционален разности плотностей ьД холодного и нагретого материала в радиальных каналах и квадратам угловой скорости вращения д ротора 1.Во втором варианте компонент с меньшей плотностью подводят на периферию ротора 1 по каналу 15 и вводят в перекачиваемый материал на периферии ротора 1 и радиального отводящего канала 4 через отверстия 14. Полученную смесь отводят по радиальному каналу 4 к оси вращения ротора 1 под действием перепада давления, развиваемого в центробежном поле столбом перекачиваемого материала и давлением нагнетателя 12 с одной стороны и столба полученной смеси с другой стороны, Далее смесь отводят в напорный патрубок 7 аналогично предыдущему варианту.5 9263В третьем варианте из атмосферыкомпонент с меньшей плотностью инжектируется в приемную камеру 16,далее в камеру 17 смещения, где про-исходит смешение перекачиваемой жидкости и подсасываемого газа и в криволинейном диффузоре 18 происходитпреобразование кинетической энергиисмеси в потенциальную, далее потокотводится по каналам 4 и 5. 1 ОИзобретение позволяет повыситьКПД насоса в режиме малых расходовпутем создания высоких напоров засчет повышения механического, гидравлического и объемного КПД, Особенно 35перспективно использование предлагаемого способа в технологических процессах, требующих одновременногонагрева перекачиваемого материала,и при наличии фабрично-заводской вы" 2 осоконапорной пневмосети, к которойможно подключить большое число нагнетателей данной конструкции,Предлагаемый способ особенно перспективен при перекачивании воды с использованием в качестве компонентас меньшей плотностью атмосферноговоздуха при одновременном нагреве,так как это наиболее распространенныев технике вещества, у них большая зоразность плотностей и воздух сжимаем, что позволяет ему при всплываниив воде и резком увеличении объема врезультате уменьшения давления увлекать за собой воду к оси вращенияротора. Воздух в этом случае работаеткак газовый поршеньИспользование предлагаемого изоб-ретения позволяет повысить экономичность способа перекачивания материалов и насосов.Формула изобретения1. Способ перекачивания материалов, преимущественно сплошных сред 55 6путем их осевого подвода, перемещения потока на периферию под действием центробежных сил, обратного отвода в радиальном направлении к оси вращения и последующего вывода потока в аксиальном направлении, о тл и ч а р щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, на периферии насоса потоку сообщают дополнительный градиент давления.2. Способ по и.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что градиент давления потоку сообщают путем его нагревания.3. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что градиент давления потоку сообщают путем ввода в него компонента с меньшей плотностью.4. Насос, содержащий ротор с осевыми и радиальными подводящими и отводящими каналами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью повышения КПД в режиме малых расходов путем создания высоких напоров, ротор снабжен струйным нагнетателем с соплами, сообщающимися с радиальным подводящим каналом на периферии ротора.Приоритет по пунктам06.03.80попп,1 и 229.04. 80по пп.3 и 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Иихайлов А.К., Иалюшенко В.В.Лопастные насосы, Теория, расчет иконструирование, И "Машиностроение",1977, с.289.2, Патент США Р 3977810,кл, 415-89, 1976.9263 Я Составитель Т.Куликовов Техред А. Ач дактор Н.Боб Коррек Синицка 26 Тираж 671 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Иосква, Ж, Раушская наб., д,4/5 аказ 2930 пиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4