Корпус насоса

Реферат: Корпус (30) для відцентрового насоса включає в себе основну насосну камеру (34), яка має дві протилежні бічні стінові частини, вхідний отвір (32) для подачі потоку матеріалу в основну насосну камеру (34), випускний канал (38), який проходить по дотичній від корпусу насоса (30) і від основної насосної камери (34), і перехідну поверхню (40), яка проходить між внутрішньою периферійною поверхнею (37) основної насосної камери (34) і внутрішньою периферійною поверхнею (39) випускного каналу (38). Якщо дивитися від лінії, яка проходить через центральну вісь корпусу перехідна поверхня (40) має водоріз (41), який має профільовану секцію, що містить виступ (42), розташований в основному посередині між бічними стіновими частинами. Виступ проходить нерівномірно з решти по суті закругленої аркоподібної або Uподібної перехідної поверхні і має щонайменше одну плавну або перехідну область (45) для утворення плавного звуження між водорізом (41) і внутрішніми периферійними поверхнями (37, 39) основної насосної камери (34) і випускним каналом (38). UA 107178 C2 (12) UA 107178 C2 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Даний винахід стосується, загалом, насосів і, конкретніше, хоча не виключно, відцентрових насосів для обробки шламів. Передумови створення винаходу Відцентрові шламові насоси, в типовому випадку, включають корпус з насосною камерою, в якій розташоване робоче колесо, встановлене для обертання на валу робочого колеса. Вал робочого колеса входить в насосну камеру із заднього боку або привідного боку корпусу насоса. Випускний канал проходить тангенціально від периферії корпусу насоса і забезпечує випускання рідини з насосної камери. Один варіант звичайного корпусу для відцентрового насоса показаний на фіг. 1-4. На фіг. 1 і 2 показані вигляди в перспективі корпусу насоса, показаного спереду під трохи різними кутами. На фіг. 3 показаний вертикальний вигляд в перерізі корпусу, і на фіг. 4 показаний вигляд в перерізі вздовж лінії Х-Х на фіг. 3. Корпус 10 насоса включає периферійну стінову частину 12, що має насосну камеру 14 і протилежні боки 15 і 16 (фіг. 4). Під час використання робоче колесо встановлене для обертання всередині корпусу насоса. Вхідний отвір в насосну камеру 14 розташований на одному боці корпусу, і ведучий вал, на якому встановлене робоче колесо, проходить через інший бік. Насосна камера 14 в ділянці периферійної стінової частини 12 має спіральну форму, зміщену круглу форму або будь-яку іншу придатну форму. Випускний канал 13, що проходить від периферійної стінової частини 14, має водоріз 19, який при використанні, загалом, служить для відділення вихідного потоку у випускний канал від потоку, який рециркулює в насосній камері. В інших формах відцентрових насосів може бути застосований зовнішній кожух, який оточує корпус насоса, показаний на фіг. 1-4. По всьому опису, коли використаний термін "корпус насоса", він стосується камери, яка оточує робоче колесо насоса і в якій робоче колесо може обертатися при використанні. У необлицьованих насосах "корпус насоса" також є зовнішнім кожухом насоса. У футерованому насосі "корпус насоса" може бути облицюванням або вкладишем (також відомі як спіральна камера), який, в свою чергу, оточений структурою зовнішнього кожуха. Необлицьовані насоси, в типовому випадку, знаходять застосування в умовах низького зношування, наприклад, при використанні для накачування рідин або неабразивних сумішей твердих частинок і рідин. В облицьованих насосах вкладиш або спіральна камера є зношуваною частиною, яка піддається впливу руху абразивного шламу під час використання і яка, зрештою, вимагає заміни, а зовнішній кожух або оболонка насоса залишаються непошкодженими. Корпус насоса може бути сформований з твердого сплаву, такого як білий чавун, або еластомерного матеріалу, такого як каучук. Корпус насоса може також включати бічні вкладиші, встановлені на відповідних боках 15, 16 корпусу 10 насоса. Як краще видно на фіг. 4, в звичайному корпусі насоса водоріз 19 виконаний в формі арки і має перехідні зони 17 в формі плавних конічних секцій, що проходять від кінців аркоподібного водоріза між випускним каналом 13 і насосною камерою 14 в ділянці периферійної стінової частини 12. Водоріз 19 являє собою частину корпусу, яка є найближчою до зовнішньої периферії робочого колеса і виконує функцію сприяння поширенню потоку рідини у випускний канал 13 і мінімізування рециркуляції навколо кругової зони насосної камери (тобто, ділянки між внутрішньою поверхнею периферійної стінової частини 12 і зовнішнім колом робочого колеса, коли воно розташоване всередині насосної камери). При використанні відцентровий шламовий насос повинен працювати в широкому діапазоні витрат і висот гідростатичного натиску в ході його нормальної роботи і може навіть приводитися за допомогою приводу змінної швидкості для досягнення широкого робочого діапазону витрати і тиску. Залежно від швидкості насоса, потік шламу і твердих частинок, який виходить від обертового робочого колеса в спіральну ділянку, буде або виходити з спіральної камери у випускний канал (потік В на фіг. 3), або потік і тверді частинки будуть повторно циркулювати в спіральній камері (потік А на фіг. 3). Точка найкращої ефективності відцентрового шламового насоса визначена як потік, який виробляє найвищу робочу ефективність при одній певній частоті обертання. У точці найбільшої ефективності величина рециркуляції в спіральній камері (потік А) мінімальна, коли потік, що наближається до водоріза, знаходиться під правильним кутом потоку відносно водоріза, таким чином, що водоріз розділяє потік більш рівномірно з плавними лініями потоку з обох боків від водоріза. Відцентрові шламові насоси, в типовому випадку, не використовуються в добувній галузі з потоками вище потоків з точкою найбільшої ефективності в результаті прискореного ерозійного зношуваная компонентів, яке може виникати. Замість цього, відцентровий шламовий насос 1 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вибирають таким чином, що існує потік між 30 і 100 % потоку з точкою найкращої ефективності при будь-якій експлуатаційній швидкості. У цих робочих умовах може збільшитися ступінь рециркуляції (потік А) в спіральній камері, що може також викликати більше турбулентності в спіральній камері, зокрема, в ділянці водоріза спіральної камери. Оскільки потік, який наближається до водоріза, більш турбулентний, швидкість не буде однорідною, і потік не буде рівномірним для відповідності куту водоріза. Рециркулюючий потік в спіральній камері підпадає під вплив водоріза 19 і також перехідних зон 17, показаних на фіг. 3 і 4. З аркоподібною перехідною зоною, в ході роботи існує можливість створення двох великих закручених структур вихрового потоку на обох боках спіральної камери, які потім взаємодіють в ділянці водоріза і потім по потоку далі ділянки водоріза, загалом, навколо центральної лінії спіральної камери. Ці вихрові потоки можуть призводити до того, що тверді частинки шламу будуть мати вищу енергію і швидкість, викликаючи зношення і ерозію матеріалу в ділянці водоріза і навколо неї, оскільки ця зона є найближчою до робочого колеса і також є точкою розділення для потоків А і В. Як указано вище, відцентрові шламові насоси можуть в одному варіанті містити зовнішній корпус з внутрішнім вкладишем, сформованим зі зносостійкого еластомерного складу. У цій формі і зовнішній корпус, і вкладиш традиційно виробляють з двох частин або половин, які прикріплюються одна до одної болтами, розташованими на зовнішній периферії корпусу. Дві частини з'єднуються вздовж площини, яка, загалом, перпендикулярна осі обертання робочого колеса насоса. Дві зібрані частини формують корпус, який має передній бік з входом в нього і задній бік, при цьому дві частини утворюють насосну камеру, в якій розташоване робоче колесо, встановлене для обертання на валу робочого колеса. У деяких варіантах здійснення винаходу вал робочого колеса входить в насосну камеру із заднього боку, і вихід розташований на периферійній бічній кромці або стіновій частині корпусу. Як описано вище, водоріз відділяє потік, який циркулює в насосній камері, від вихідного потоку через випускний канал. Потік може мати коливання тиску, що надаються йому в результаті дії насосних лопатей робочого колеса, які проходять повз водоріза, коли робоче колесо обертається. Водоріз має неоднаковий розподіл тиску на його протилежних боках в результаті природи потоку. Імпульси тиску можуть викликати вібрацію каучуку, яка призводить до фретинг-корозії на контактних поверхнях каучукових вкладишів і/або каучуку всередині корпусу насоса. Вібрація в каучуку також викликає гістерезисні втрати в каучуку, що може призвести до руйнування каучуку і зменшення його міцності через втрати при наростанні температури. Суть винаходу Згідно з першим об'єктом створений корпус для відцентрового насоса, що містить основну насосну камеру, яка має вхідний отвір для подачі потоку матеріалу в основну насосну камеру під час використання, випускний канал, що проходить від основної насосної камери і забезпечує вихід потоку матеріалу з основної насосної камери під час використання, і перехідну поверхню, що проходить між внутрішньою периферійною поверхнею основної насосної камери і внутрішньою периферійною поверхнею випускного каналу, причому перехідна поверхня призначена для відділення, при використанні, потоку матеріалу, який виходить у випускний канал від потоку матеріалу, що рециркулює при використанні в основній насосній камері, при цьому перехідна поверхня має водоріз, який має профільовану секцію, яка містить виступ, який проходить нерівномірно, в цілому, закругленої, аркоподібної або U-подібної перехідної поверхні і сконфігурований таким чином, що при використанні знижуються швидкість і/або турбулентність, які виникають при використанні від течії матеріалу, що накачується в основній насосній камері. Така конфігурація перехідної поверхні може зменшити падіння закрученого потоку з вихровою структурою на обидва боки спіральної камери, що призводить до зменшення зношування і ерозії матеріалу в ділянці водоріза і навколо неї. Зменшення таких потоків має перевагу сповільнення розвитку умов, які можуть призводити до погіршення робочих характеристик насоса. Водоріз призначений для розподілу потоку у випускний канал і зменшення рециркуляції потоку матеріалу в основну насосну камеру. У деяких варіантах здійснення винаходу перехідна поверхня може також включати щонайменше одну плавну або перехідну зону для забезпечення плавного звуження між водорізом і внутрішніми периферійними поверхнями основної насосної камери і випускного каналу. У деяких варіантах здійснення винаходу сам виступ може, наприклад, мати, загалом, закруглені кромки. Виступ може, наприклад, мати форму опуклості або заглиблення або форму 2 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 язика, хоча можливі інші форми, які досягають бажаного робочого режиму потоку. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ може проходити в сам випускний канал. У деяких варіантах здійснення винаходу основна насосна камера може містити дві протилежні стінові частини, і виступ розташований, загалом, в центрі між бічними стіновими частинами. У деяких варіантах здійснення винаходу і залежно від обставин конкретного варіанта застосування, виступ може розташовуватися не в центрі, але може бути розташований поза центром або може відступати від однієї з бічних стінових частин. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ може бути виконаний з еластомерного, металевого або будь-якого іншого придатного матеріалу, який має відповідні характеристики зносостійкості. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ може бути пристосований до перехідної поверхні відомого корпусу насоса для формування профільованої секції з використанням будьякої придатної техніки фіксації або з'єднання. У деяких варіантах здійснення винаходу основна насосна камера може мати, загалом, спіральну форму. В одному варіанті здійснення винаходу корпус насоса може бути в формі вкладиша для насоса, що має зовнішній корпус. У деяких варіантах здійснення винаходу корпус насоса містить дві бічні частини, які можуть бути з'єднані одна з одною для формування корпусу насоса, при цьому кожна з бічних частин містить частину основної насосної камери, випускний канал і водоріз, і кожна частина водоріза має зв'язане з ним посилення. У деяких варіантах здійснення винаходу посилення включає виступ на одній з частин водоріза і взаємодіючу з ним виїмку на іншій з частин водоріза, при цьому виступ вставляється у виїмку, коли бічні частини з'єднані одна з одною. У деяких варіантах здійснення винаходу водоріз включає передню кромку, при цьому посилення віднесене від передньої кромки водоріза. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ проходить у виїмку, коли він вставлений достатньо для врахування будь-якого зношування корпусу при використанні. У деяких варіантах здійснення винаходу посилення віднесене від внутрішньої периферійної поверхні насосної камери і від внутрішньої периферійної поверхні випускного каналу. У деяких варіантах здійснення винаходу виїмка і виступ є, загалом, прямокутними в перерізі і мають подовжню вісь, яка проходить в напрямку водоріза. У деяких варіантах здійснення винаходу посилення включає виїмку в кожній частині водоріза і вставку, що має протилежні кінцеві частини, які вставляються у відповідні виїмки. У деяких варіантах здійснення винаходу вставка сформована з пластмаси, керамічного або металевого матеріалу. Згідно з другим об'єктом створений вкладиш для відцентрового насоса, що містить дві бічні частини, які можуть бути з'єднані одна з одною таким чином, що вкладиш насоса містить основну насосну камеру, вхідний отвір в основну насосну камеру і випускний канал, який проходить від основної насосної камери, причому основна насосна камера і випускний канал мають внутрішню периферійну поверхню, перехідну частину, яка має перехідну поверхню між внутрішніми периферійними поверхнями вказаної насосної камери і випускного каналу, причому перехідна частина включає водоріз, кожна з бічних частин містить частину основної насосної камери, випускного каналу і перехідної частини, і кожна частина перехідної частини має зв'язане з нею посилення. Посилення зменшує вплив потоку і впливи вібрації і тиску на зношування каучукового вкладиша, особливо в зоні водоріза. Посилення може також зменшити небезпеку руйнування або розриву частини водоріза. У деяких варіантах здійснення винаходу посилення включає виступ на одній з частин перехідної частини і взаємодіючу з ним виїмку на іншій з частин перехідної частини, причому виступ вставляється у виїмку, коли бічні частини з'єднані одна з одною. У деяких варіантах здійснення винаходу водоріз включає передню кромку, при цьому посилення в перехідній частині віднесене від передньої кромки водоріза. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ проходить у виїмку, коли він вставлений достатньо для врахування будь-якого зношування вкладиша при використанні. У деяких варіантах здійснення винаходу посилення віднесене від внутрішньої периферійної поверхні насосної камери і випускного каналу. У деяких варіантах здійснення винаходу виїмка і виступ є, загалом, прямокутними в перерізі та мають подовжню вісь, що проходить в напрямку водоріза. 3 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У деяких варіантах здійснення винаходу посилення включає виїмку в кожній частині перехідної частини і вставку, яка має протилежні кінцеві частини, що вставляються у відповідні виїмки. У деяких варіантах здійснення винаходу вставка сформована з пластмаси, керамічного або металевого матеріалу. Згідно з третім об'єктом створений відцентровий насос, який містить корпус насоса, як описано вище в будь-якому з попередніх варіантів здійснення винаходу, з основною камерою, вхідним отвором і випускним каналом, і робоче колесо, розташоване всередині основної камери, і встановлене для обертання на валу робочого колеса. У деяких варіантах здійснення винаходу корпус насоса має форму вкладиша, розташованого всередині зовнішнього корпусу. Згідно з четвертим об'єктом створені варіанти способу встановлення вкладиша всередині насоса, описаного вище, в якому вкладиші встановлюються всередині основної камери. Короткий опис креслень Незважаючи на будь-які інші форми, які можуть входити в об'єм пристрою, вказаного в короткому описі, нижче описані конкретні варіанти здійснення винаходу як приклад і з посиланнями на прикладені креслення, на яких зображене наступне: фіг. 1 і 2 зображують вигляди в перспективі звичайного корпусу насоса, описаного вище; фіг. 3 зображує вертикальний вигляд в перерізі корпусу насоса, показаного на фіг. 1 і 2; фіг. 4 - вигляд в перерізі, виконаного по лінії Х-Х на фіг. 3; фіг. 5 - вигляд в перспективі корпусу відцентрового насоса згідно з одним варіантом здійснення винаходу; фіг. 6 - вертикальний вигляд в перерізі корпусу насоса, показаного на фіг. 5; фіг. 7 - вигляд в перерізі, виконаного по лінії Y-Y на фіг. 6; фіг. 8 - вигляд в перспективі корпусу насоса згідно з іншим варіантом здійснення винаходу; фіг. 9 - вертикальний вигляд в перерізі корпусу насоса, показаного на фіг. 8; фіг. 10 - вигляд в перерізі, виконаного по лінії Z-Z на фіг. 9; фіг. 11 - деякі експериментальні обчислювальні результати моделювання для потоку рідини в площині А-А, показаної у варіанті виконання робочого колеса на фіг. 9, але де немає виступу водоріза на місці; фіг. 12 - деякі експериментальні обчислювальні результати моделювання для потоку рідини в площині А-А, показаної у варіанті виконання робочого колеса на фіг. 9; фіг. 13 - інший вигляд в перспективі вкладиша насоса; фіг. 14 - вигляд в перерізі вкладиша насоса, показаного на фіг. 11; фіг. 15 - вигляд в перспективі однієї з пари частин вкладиша згідно з одним варіантом здійснення винаходу; фіг. 16 - вигляд в перспективі іншої з пари частин вкладиша згідно з одним варіантом здійснення винаходу; фіг. 17 - вертикальний вигляд збоку частини, показаної на фіг. 13; і фіг. 18 - вертикальний вигляд збоку частини, показаної на фіг. 14. Докладний опис конкретних варіантів здійснення винаходу На фіг. 5-7 показаний варіант виконання корпусу 30 насоса, що має основну насосну камеру 34. Корпус 30 насоса має, загалом, спіральну форму, подібну до автомобільної шини. У показаному варіанті здійснення винаходу корпус 30 насоса має форму вкладиша, який при використанні розташований всередині конструкції зовнішнього кожуха насоса і всередині якого може приводитися у обертання робоче колесо. Корпус 30 насоса має, загалом, круглі отвори 31 і 32, що знаходяться на його протилежних боках, один з яких утворює вхідний отвір 32 для подачі потоку матеріалу в основну насосну камеру 34. Інший отвір 31 забезпечує вставлення ведучого вала (не показаний), що використовується для обертального приводу робочого колеса (не показане), яке розташоване всередині насосної камери 34. Корпус насоса також включає периферійну стінову частину 36, що має внутрішню периферійну поверхню 37 і випускний канал 38, який проходить тангенціально від стінової частини 36 (тобто в напрямку лінії А-А на фіг. 6), випускний канал, який має внутрішню периферійну поверхню 39. Основна насосна камера 34 має, загалом, спіральну форму і в показаному варіанті здійснення винаходу в будь-якій точці вздовж її окружності має, загалом, напівкруглий переріз, як показано на фіг. 7. В іншому варіанті здійснення винаходу, показаному на фіг. 10, основна насосна камера 34 має, загалом, спіральну форму і в показаному варіанті здійснення винаходу в будь-якій точці вздовж її окружності має, загалом, U-подібний переріз. 4 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корпус 30 насоса, показаний на фіг. 5-7, також включає перехідну поверхню або зону 40, яка проходить між внутрішньою периферійною поверхнею 37 основної насосної камери 34 і внутрішньою периферійною поверхнею 39 випускного каналу 38. Перехідна поверхня або зона утворює перехід між шляхом потоку по спіральній або круговій довжині насосної камери 30 і випусканням рідини через випускний канал 38. Перехідна поверхня або зона 40 включає водоріз 41 і дві плавних або перехідних зони (або дві збіжні зони) 45, які влаштовані так, що вони проходять між водорізом 41 і відповідними внутрішніми периферійними поверхнями 37, 39 основної насосної камери 34 і випускного каналу 38. Водоріз 41 має, загалом, закруглену форму поверхні, що має відступаючий від неї виступ. Як показано на фіг. 5 і 7, виступ має форму опуклості 42 або опуклості з заглибленням, розташованої в центрі між бічними стінками основної насосної камери при погляді на торцевий переріз. Опуклість 42 або опуклість з заглибленням проходять нерівномірно, як частина в іншому аркоподібного або гладкого водоріза 41, але має, загалом, закруглені кромки. В інших формах виступ може мати форму язика або навіть загострену форму. Перехідна поверхня або зона 40 (що включає водоріз 41 з опуклістю 42 і перехідні ділянки 45) пристосована для відділення, в ході використання, потоку шламового матеріалу, який рухається через випускний канал 38, від потоку матеріалу, рециркулюючого всередині основної насосної камери 34. Водоріз 41 призначений для розподілу потоку у випускний канал 38 і зменшення рециркуляції потоку матеріалу в основній насосній камері 34. Представляється, що виступ водоріза і плавні або перехідні ділянки можуть зменшувати величину вихрового потоку, що створюється на обох боках спіральної камери, і знижувати рівень вихрового потоку, спільно зменшуючи величину турбулентності в ділянці водоріза. Нижча швидкість і менший вигин можуть призводити до меншого ерозійного зношування компонентів насоса, які знаходяться в контакті з рухомим мінеральним шламом. У варіанті здійснення винаходу, показаному на фіг. 5-7, і з конкретними посиланнями на фіг. 6, водоріз 41 проходить частково у випускний канал 38, що, як було виявлено, є переважною конфігурацією. Представляється, що виступ водоріза також зменшує імовірність одночасного розвитку двох вихрових структур на обох боках спіральної камери під час використання при накачуванні суміші рідини і твердих частинок. Рівніший і менш турбулентний потік в ділянці водоріза має тенденцію сприяти розвитку тільки однієї домінуючої вихрової структури, але що має нижчу інтенсивність. Зношення і ерозія через одне слабше завихрення будуть меншими і, отже, буде досягнутий триваліший термін служби. Знижені рівні завихрення і турбулентності в ділянці водоріза спіральної камери можуть також поліпшити робочі характеристики насоса і ефективність в широкому діапазоні робочих умов потоку. На фіг. 8-10 показаний інший варіант виконання корпусу 30А насоса, що має основну насосну камеру 34. Корпус 30А насоса має, загалом, спіральну форму, подібну до автомобільної шини. У показаному варіанті здійснення винаходу корпус 30А насоса має форму вкладиша, який при використанні розташований всередині конструкції зовнішнього кожуха насоса і всередині якого може приводитися у обертання робоче колесо. Як згадано раніше, основна насосна камера 34 має, загалом, спіральну форму і в показаному варіанті здійснення винаходу в будь-якій точці вздовж її кола має, загалом, U-подібний переріз. Для зручності використовувалися однакові посилальні позиції для позначення однакових ознак на фіг. 5-7 і на фіг. 8-10. Водоріз і/або виступ, що проходить від водоріза, можуть бути виконані з будь-якого матеріалу, придатного для конфігурування, формування або встановлення, як описано, такого як еластомерний матеріал, або твердих сплавів, які мають високий вміст хрому, або металів, які були оброблені (наприклад, відпущені) таким чином, щоб вони включали мікроструктуру загартованого металу, або зносостійкого керамічного матеріалу, який може забезпечувати придатні характеристики зносостійкості, коли він піддається впливу потоку матеріалів з твердими частинками. У деяких варіантах здійснення винаходу виступ може бути пристосований до перехідної поверхні 40 корпусу насоса попереднього рівня техніки для формування профільованої секції за допомогою будь-якої придатної техніки кріплення або з'єднання, наприклад, штифтового з'єднання, зварювання і адгезійного тужавіння. За деяких обставин можна видалити зношений виступ з його положення на водорізі після періоду використання або, наприклад, якщо частина виступу зруйнована при використанні. Залежно від матеріалу виготовлення, виступ може бути відновлений такими ж способами формування, як описано вище. Матеріали, які використовуються для описаних тут корпусів насосів, можуть бути вибрані з матеріалів, які придатні для конфігурування, формування або встановлення, як описано, 5 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 включаючи тверді сплави, які мають високий вміст хрому, або метали, які оброблені (наприклад, відпущені) таким чином, щоб вони включали мікроструктуру загартованого металу. Оболонки також можуть бути виготовлені з інших зносостійких матеріалів, таких як кераміка, або навіть виконані з ебоніту, якщо корпус виконує функцію вкладиша спіральної камери в насосі. Будь-який з описаних тут варіантів виконання корпусів знаходить застосування у відцентровому шламовому насосі спірального типу. Такі насоси звичайно включають корпус насоса, що має вхідну ділянку і випускну ділянку, і робоче колесо, яке розташоване всередині корпусу насоса і механізований ведучий вал, що обертається в ньому, який в осьовому напрямку з'єднаний з робочим колесом. Оскільки спіральний вкладиш звичайно є зношуваною частиною, зовнішню структуру корпусу насоса періодично відкривають, і зношений спіральний вкладиш видаляють у відходи і замінюють незношеним спіральним вкладишем описаного тут типу. Зношений спіральний вкладиш може мати конструкцію, відмінну від конструкції нового незношеного спірального вкладиша за умови, що новий незношений спіральний вкладиш є сумісним з простором всередині зовнішнього корпусу насоса, допускаючи його пристосування. У деяких варіантах здійснення винаходу корпус є відлитим виробом, виконаним із затверділого розплавленого металу. Ливарний процес включає відливання розплавленого металу в форму і охолоджування і затвердівання металу для одержання заданої форми. Складність ливарного процесу залежить в і деякій мірі від форми і конфігурації ливарної форми для корпусу, в деяких випадках вимагаючи спеціальних технологій для введення розплавленого металу і для відділення відлитого виробу від форми. Експериментальне моделювання Були виконані обчислювальні експерименти для моделювання потоку в різних конструкціях описаного тут корпусу насоса з використанням комерційно доступного програмного забезпечення ANSYS CFX. Це програмне забезпечення застосовує способи обчислювальної гідродинаміки для обчислення поля швидкостей для накачуваної рідини. Програмне забезпечення здатне обчислювати багато які інші цікавлячі зміни, однак швидкість є зміною, яка важлива для показаних тут фігур. Для кожного експерименту обчислювальної гідродинаміки результати потім були оброблені з використанням відповідного модуля СFX. На фіг. 11 (експеримент 1) показані вигляди перерізу в площині А-А, яка перетинає звичайний корпус насоса в радіальній площині, що проходить на 15 градусів по потоку далі водоріза на корпусі насоса типу, який показаний на фіг. 9, але де немає виступу, сформованого на водорізі. На фіг. 12 (експеримент 2 показані вигляди перерізу в площині А-А, яка перетинає варіант корпусу насоса з виступом водоріза в радіальній площині, що проходить на 15 градусів по потоку далі водоріза на корпусі насоса, який показаний на фіг. 9 і який є прикладом водоріза, який включає виступ. Вектори швидкості нанесені на ці площини для аналізу того, як рідина і тверді частинки шламу рухаються по каналу, сформованому між двома протилежними (переднім і заднім) кожухами робочого колеса, і входять в кільцевий простір всередині корпусу насоса, де корпус насоса є U-подібним в перерізі. Величина цих векторів разом з їх щільністю і розподілу вказує величину швидкісного параметра, і викривлені структури векторів, загалом, вказують присутність завихрень. Експеримент 1 На вигляді збоку потоку, показаного на фіг. 11, щільність розподілу векторів вказує величину швидкісного параметра і присутність завихрень. Важливою ділянкою уваги є ділянка, розташована на верхньому краю кожного креслення, яка є ділянкою, де рідина входить в контакт з внутрішньою поверхнею корпусу насоса. Можна спостерігати щільність стрілок. Відповідна ділянка позначена стрілкою з позицією G на кожному графіку векторів швидкості. Важливий також турбулентний потік, що виходить з ділянки між кожухами робочого колеса, позначений стрілкою з позицією Н. Експеримент 2 На вигляді збоку потоку, показаного на фіг. 12, щільність розподілу векторів в ділянці, розташованій на верхньому краю кожного креслення, яка є ділянкою, де рідина входить в контакт з внутрішньою поверхнею корпусу насоса, менше щільності, показаної на фіг. 11 (експеримент 1). Відповідна ділянка на фіг. 12 позначена на графіку векторів швидкості невеликою стрілкою з позицією J. Це означає, що буде менше завихрень (і, таким чином, менше зношування) на внутрішній поверхні корпусу насоса, показаного на фіг. 9, в порівнянні із звичайним типом, показаним на фіг. 3, який не має виступу водоріза. Існує також набагато менше турбулентних потоків, що виходять з ділянки між кожухами робочого колеса, як визначено стрілкою з позицією K, в порівнянні з ділянкою, позначеною стрілкою Η на фіг. 11 для звичайного корпусу. 6 UA 107178 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 13 і 14 показаний вкладиш 30В насоса, який включає дві протилежні частини 26 і 28, які можуть з'єднуватися одна з одною периферійними кромками 27 і 29. Вкладиш 30В насоса сформований з еластомерного матеріалу і пристосований для вміщення всередину зовнішнього твердого корпусу насоса. Для зручності використовувалися однакові посилальні позиції для позначення однакових ознак на фіг. 13-18, як і вище на фіг. 5-10. Вкладиш 30В насоса має основну насосну камеру 34 і має отвори 31 і 32 на його протилежних боках, один з яких є вхідним отвором 31 для подачі потоку матеріалу в основну насосну камеру 34. Інший отвір 32 забезпечує вставляння ведучого вала (не показаний), що використовується для обертального приводу робочого колеса (не показане), яке розташоване всередині насосної камери 34. Вкладиш насоса також включає периферійну стінову частину 36, що має внутрішню периферійну поверхню 37, і випускний канал 38, який має внутрішню периферійну поверхню 39. Основна насосна камера 34 має, загалом, спіральну форму. Вкладиш 30В насоса також включає перехідну поверхню або зону 40, яка проходить між внутрішньою периферійною поверхнею 37 основної насосної камери 34 і внутрішньою периферійною поверхнею 39 випускного каналу 38. Перехідна поверхня або зона 40 включає водоріз 41 і дві плавні або перехідні (або які зливаються) ділянки 45, які влаштовані так, що вони проходять між водорізом 41 і відповідними внутрішніми периферійними поверхнями 37, 39 основної насосної камери 34 і випускного каналу 38. Водоріз 41 має, загалом, закруглену форму поверхні з передньою або вільною кромкою 44, що має відступаючий від неї виступ. Вільна або передня кромка знаходиться поблизу прохідного робочого колеса, коли робоче колесо обертається всередині насосної камери. Як показано на фіг. 13 і 14, виступ має форму опуклості 42, яка виступає уперед, потовщення або виступу з заглибленням і розташований в центрі між бічними стінками основної насосної камери при погляді на торцевий переріз. Опуклість, потовщення або заглиблення 42 проходить нерівномірно, як частина аркоподібного або гладкого водоріза 41, але має, загалом, закруглені кромки. Перехідна поверхня або зона 40 пристосована для відділення, в ході використання, потоку шламового матеріалу, який рухається через випускний канал 38, від потоку матеріалу, який рециркулює всередині основної насосної камери 34. Водоріз 41 призначений для розподілу потоку у випускний канал 38 і зменшення рециркуляції потоку матеріалу в основній насосній камері 34. Як показано на фіг. 15-18, в ділянці водоріза 41 розташоване посилення 50, і, як показано, воно включає виступ 52 на поверхні 56 на одній з частин перехідній частині і взаємодіючу виїмку 54 на поверхні 58 іншої з частин перехідної частини, причому виступ вставляється у виїмку, коли бічні частини з'єднані одна з одною. У іншій формі на кожній з частин перехідної частини розташована виїмка, і в кожну виїмку вставляється вставка (така як шпонка або подібний засіб), коли бічні частини з'єднують одна з одною. Посилення в перехідній частині віднесене від передньої кромки водоріза 41. Вставка може бути сформована з пластмаси, керамічного або металевого матеріалу. Виступ проходить у виїмку, коли він вставлений, таким чином, що його вільний кінець віднесений від зовнішньої поверхні перехідної частини. У всіх формах посилення віднесене від внутрішніх периферійних поверхонь 37, 39 насосної камери 34 і випускного каналу 38. Виїмка і вказаний виступ мають, загалом, прямокутну форму при погляді в перерізі та мають подовжню вісь, що проходить в напрямку водоріза. У попередньому описі певних типових варіантів здійснення винаходу для ясності застосована спеціальна термінологія. Однак винахід не обмежений вибраними спеціальними термінами, і потрібно розуміти, що кожен спеціальний термін включає всі технічні еквіваленти, які працюють подібним чином для досягнення подібної технічної мети. Такі терміни, як "передній" і "задній", "вище" і "нижче" і т. п. використані як слова для зручності визначення опорних точок і не повинні розглядатися як обмежуючі терміни. Посилання в цьому описі на будь-яку попередню публікацію (або одержану з неї інформацію) або будь-який відомий матеріал не повинне розглядатися як визнання або допущення або будь-яка форма вказівки, що ця попередня публікація (або одержана з неї інформація) або відомий матеріал формує частину загальновідомого знання в галузі, до якої належить даний опис. Зрозуміло, що різні зміни, модифікації і/або додавання можуть бути включені в різні конструкції і розташування частин, не відступаючи від суті або об'єму винаходу. 7 UA 107178 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Корпус (30) для відцентрового насоса, який включає в себе основну насосну камеру (34), яка має дві протилежні бічні стінові частини, вхідний отвір (32) для подачі потоку матеріалу в основну насосну камеру (34) при використанні, випускний канал (38), який проходить по дотичній від корпусу насоса (30) і від основної насосної камери (34) і призначений для виходу потоку матеріалу з основної насосної камери при використанні, і перехідну поверхню (40), яка проходить між внутрішньою периферійною поверхнею (37) основної насосної камери (34) і внутрішньою периферійною поверхнею (39) випускного каналу (38) і призначену при використанні для відділення потоку матеріалу, що виходить, від потоку матеріалу, що рециркулює, при використанні в основній насосній камері (34), у випускний канал (38), який відрізняється тим, що якщо дивитися від лінії, яка проходить через центральну вісь корпусу, перехідна поверхня (40) має водоріз (41), який має профільовану секцію, що містить виступ (42), розташований в основному посередині між бічними стіновими частинами, який проходить нерівномірно з решти по суті закругленої аркоподібної або U-подібної перехідної поверхні і має щонайменше одну плавну або перехідну область (45) для утворення плавного звуження між водорізом (41) і внутрішніми периферійними поверхнями (37, 39) основної насосної камери (34) і випускним каналом (38). 2. Корпус за п. 1, який відрізняється тим, що сам виступ (42) має, в основному, закруглені кромки. 3. Корпус за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що виступ (42) має форму опуклості або заглиблення. 4. Корпус за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що виступ (42) має форму язика. 5. Корпус за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що виступ (42) проходить у випускний канал (38). 6. Корпус за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що виступ (42) виконаний з еластомерного або металевого матеріалу. 7. Корпус за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що виступ (42) виконаний з можливістю пристосування до перехідної поверхні відомого корпусу насоса для формування профільованої секції. 8. Корпус за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що основна насосна камера (34) має, в цілому, спіральну форму. 9. Корпус за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді вкладиша для насоса, що має зовнішній корпус. 10. Корпус за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що містить дві бічні частини (26, 28), які з'єднуються одна з одною для формування корпусу насоса, при цьому кожна з бічних частин містить частину основної насосної камери (34), випускного каналу (38) і водоріза (41), і кожна частина водоріза має зв'язаний з нею посилюючий елемент. 11. Корпус за п. 10, який відрізняється тим, що посилюючий елемент (50) включає в себе виступ (52) на одній з частин водоріза і взаємодіючу з ним виїмку (54) на іншій з частин водоріза (41), причому виступ (52) входить у виїмку (54) при з'єднанні бічних частин одна з одною. 12. Корпус за п. 10 або п. 11, який відрізняється тим, що водоріз включає в себе передню кромку, і посилюючий елемент (50) знаходиться на відстані від передньої кромки водоріза. 13. Корпус за п. 11 або п. 12, який відрізняється тим, що виступ (52) проходить у виїмку (54), коли він введений, досить для врахування будь-якого зносу корпусу при використанні. 14. Корпус за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що посилюючий елемент (50) знаходиться на відстані від внутрішньої периферійної поверхні насосної камери, а також від внутрішньої периферійної поверхні випускного каналу. 15. Корпус за будь-яким з пп. 11-14, який відрізняється тим, що виїмка (54) і виступ (52) мають, в цілому, прямокутну форму у перерізі, що має поздовжню вісь, яка проходить у напрямку водоріза. 16. Корпус за п. 11, який відрізняється тим, що вказаний посилюючий елемент включає в себе виїмку (54) в кожній частині водоріза і вставку, яка має протилежні кінцеві частини, що вводяться у відповідні виїмки. 17. Корпус за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді вкладиша для насоса, який має зовнішній корпус. 8 UA 107178 C2 9 UA 107178 C2 10 UA 107178 C2 11 UA 107178 C2 12 UA 107178 C2 13 UA 107178 C2 14 UA 107178 C2 15 UA 107178 C2 16 UA 107178 C2 17 UA 107178 C2 18 UA 107178 C2 19 UA 107178 C2 20 UA 107178 C2 21 UA 107178 C2 22 UA 107178 C2 23 UA 107178 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 24