Робоче колесо вільновихрового насосу

Изобретение относится к насосостроению, а именно, к конструкциям рабочих колес свободновихревых насосов, и может быть использовано при перекачивании жидкостей с твердыми включениями. Известно рабочее колесо свободновихревого насоса, содержащее диск с лопатками одинаковой длины, наклоненными в направлении, противоположном направлению вращения колеса [1]. Лопатки данного рабочего колеса выполнены с учетом характера движения жидкости на входе в рабочее колесо, что позволило несколько' повысить КПД насоса. Недостатком известного рабочего колеса является недостаточно высокий уровень КПД насоса из-за больших гидравлических потерь на входе в колесо вследствие значительного стеснения входящего потока жидкости толщиной лопаток колеса. Известно также рабочее колесо насоса, принятое за прототип, содержащее диск с размещенными в чередующемся порядке длинными и укороченными лопатками с входными и выходными кромками, причем выходные кромки всех лопаток расположены на наружном диаметре колеса [2]. В данном рабочем колесе путем применения дополнительных укороченных лопаток специальной формы и оговоренных условий выполнения их выходных кромок решена задача уменьшения гидравлических потерь на выходе из колеса. Это обеспечивает повышение КПД насоса. Недостатком этого рабочего колеса является то, что при выполнении укороченных лопаток не учитываются условия входа жидкости в рабочее колесо, которые определяются положением входных кромок укороченных лопаток, в частности, диаметром их расположения. Неучет этого сказывается на увеличении гидравлических потерь на входе в колесо и снижении КПД насоса. Задачей изобретения является создание такого рабочего колеса свободновихревого насоса, в котором новое расположение входных кромок укороченных лопаток позволяет уменьшить гидравлические потери на входе в рабочее колесо, что повышает КПД насоса. Поставленная задача решается тем, что в рабочем колесе свободновихревого насоса, содержащем диск с размещенными в чередующемся порядке длинными и укороченными лопатками с входными и выходными кромками, причем выходные кромки всех лопаток расположены на наружном диаметре колеса, согласно изобретению, входные кромки укороченных лопаток расположены на окружности с диаметром, составляющим 0,35 - 0,45 наружного диаметра рабочего колеса. Выполнение рабочего колеса свободновихревого насоса (CBH) с лопатками разной длины, размещенными в чередующемся порядке через одну, причем с расположением входных кромок укороченных лопаток на окружности, диаметр которой больше диаметра расположения входных кромок длинных лопаток, позволяет уменьшить площадь стеснения потока жидкости лопатками на входе в рабочее колесо при сохранении других параметров насоса высокими. Действительное сечение входящего в колесо потока жидкости увеличивается за счет наличия укороченных лопаток. При этом уменьшаются потери на удар (вихреобразование) на входе, составляющие основу общих гидравлических потерь на входе в колесо, вследствие чего увеличивается КПД насоса. Расположение входных кромок укороченных лопаток на окружности с диаметром где - наружный диаметр рабочего колеса, позволяет уменьшить гидравлические потери на входе в колесо и тем самым повысить КПД насоса, не снижая его напор. Нижнее значение указанного диапазона диаметра входных кромок укороченных лопаток выбрано из условия такого уменьшения площади стеснения потока, при котором уменьшение вихреобразования приведет к снижению гидравлических потерь на входе колеса существенному и заметно скажется на повышении КПД насоса. Выполнение окружности расположения входных кромок укороченных лопаток с диаметром, меньшим чем практически не сказывается на уменьшении площади стеснения потока жидкости. Гидравлические потери изменяются незначительно и не приводят к эффективному увеличению КПД. Верхнее значение диапазона диаметра ограничено возможным снижением напора насоса. Это объясняется тем, что в свободно-вихревом насосе передача энергии потоку жидкости от рабочего колеса происходит не за счет входной, а за счет периферийной части лопаток колеса, превышающей Кроме того при значительном увеличении диаметра входных кромок укороченных лопаток больше наблюдается изменение структуры потока в насосе, что сказывается на снижении напора насоса, КПД насоса. На фиг.1 изображен вариант рабочего колеса CBH с наклоненными лопатками; на фиг.2 - вариант выполнения рабочего колеса CBH с радиальными лопатками. Рабочее колесо CBH содержит диск 1, равномерно размещенные на нем длинные лопатки 2 и укороченные лопатки 3, установленные с чередованием через одну. Укороченные лопатки 3 повторяют профиль длинных лопаток 2, выходные кромки 4 всех лопаток 2 и 3 размещены на наружном диаметре колеса Входные кромки 5 укороченных лопаток 3 расположены на окружности с диаметром составляющем 0,35 - 0,45 наружного диаметра колеса. Входные кромки 6 длинных лопаток 2 расположены на диаметре входа в колесо. Длинные 2 и укороченные 3 лопатки могут быть установлены наклонно, например, в сторону, противоположную направлению вращения колеса (фиг.1), радиально (фиг.2) или иным образом. Рабочее колесо CBH работает следующим образом. Перекачиваемая жидкость входит в рабочее колесо и под действием центробежной силы отбрасывается к периферии колеса. В колесе происходит взаимодействие потока перекачиваемой жидкости с твердыми включениями с длинными 2 и укороченными 3 лопатками, при этом жидкость получает приращение энергии и выходит из колеса. Применение укороченных лопаток 3 уменьшает стеснение потока жидкости на входе в рабочее колесо, действительная площадь входящего в колесо потока увеличивается, улучшаются условия его входа на лопатки 2, 3 колеса. Расположение входных кромок 5 укороченных лопаток 3 на диаметре наружного диаметра равном 0,35 - 0,45 колеса, позволяет уменьшить гидравлические потери на входе в колесо, тем самым увеличить КПД насоса без существенного изменение его напора.