Робоче колесо насосного агрегата

Робоче колесо насосного агрегата, яке являє собою тіло обертання, одна з формотвірних пло 3 25316 твірною площиною 2, на якій з одного боку закріплені три лопатки 3, а на іншому боці закріплена посадкова втулка 4 для з'єднання із привідним валом (на Фіг. не показаний). Лопатки 3 з'єднані з воронкоподібним тілом обертання 5, широке устя якого закріплено до лопаток, а вузьке устя призначене для затікання рідини, що транспортується і при взаємодії з обертовими лопатками 3 переміщається на задану відстань і висоту щодо насосного агрегата. Максимальний напір і подача рідини, що транспортується, забезпечується при величині зовнішнього діаметра (Dнар) робочого колеса 1, що становить 1900-1920мм. Робоче колесо працює в такий спосіб. Після заповнення робочих порожнин насосного агрегата, робоче колесо 1 приводиться в рух. Обертання робочого колеса і його формотвірної площини 2 здійснюється за допомогою з'єднання посадкової втулки 4 із привідним двигуном. За рахунок рідини, яка заповнює насос, при обертанні робочого колеса 1 утворюється розрядження в зоні воронкоподібного тіла обертання 5. Обертові лопатки 3 надають часткам рідини відцентрове прискорення, змушуючи їх р ухатися уздовж лопаток 3 і далі по нагнітальному патрубку до місця транспортування. Запропоноване технічне рішення дозволяє здійснити модернізацію насосного агрегата на базі насоса 2ГрТ-8000/71 УХЛ4 і одержання наступних технічних характеристик при щільності пульпи, що перекачується-1030кг/м 3; потужності привідного двигуна-3200кВт і числа обертів вала за хвилину375: - напір-82м; - подача-8200м 3 у годину. Отримані характеристики ґрунтуються на підставі наведених розрахунків: 1. Максимально можливий діаметр робочого колеса, що проходить в отвір улитки–D1а=1920мм. 2. Характеристика насоса 2ГрТ-8000/71 УХЛ4 з колесом Æ1920мм при 375об/хв.: 2.1 Напір, м вод. ст.: 2 2 æD 1ö ç a ÷ × H = æ 1920 ö × 71 = 81,67 » 82 ç ÷ ç Da ÷ è 1790 ø è ø де Da - існуючий діаметр робочого колеса, мм; Н - існуючий напір насоса, м вод. ст. 2.2 Подача, м 3/год: 2 2 æD 1ö ç a ÷ × Q = æ 1920 ö × 8000 = 9872 ,7 » 9900 ç ÷ ç Da ÷ è 1790 ø è ø де Q - існуюча подача насоса, м 3/г. 2.3. Споживана потужність, кВт: Q 5 5 H ×r æD 1ö ç a ÷ × N = æ 1920 ö × 3600 ç ÷ = çD ÷ 102 × h è 1790 ø è a ø 8000 5 H × 1030 æ 1920 ö =ç ÷ × 3600 » 3186 102 × 0,71 è 1790 ø де N - потужність, споживана існуючим насосом, кВт; r- щільність пульпи, що перекачується, кг/м; h- коефіцієнт корисної дії насоса, рівний 0,71. 4 З урахуванням 20%-ного запасу потужності на пуск необхідна потужність приводу складає N1повн1,2N1=3823кВт. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок, що тільки зміною діаметра робочого колеса неможливо досягти ефективної роботи насоса, оскільки потужність, споживана насосом, перевершує настановну потужність двигуна. Для зниження споживаної потужності необхідно зменшити число лопаток робочого колеса до трьох. Це обґрунтовується нижчеподаним розрахунком по характеристиці напору. Подача при зниженні кількості лопаток до трьох (м 3/год): æ ö ç ÷ 1 ç 1,2 ÷ Q3 = Q4 / ç1+ × = 9900 / 1,213 = 3 æ 744 ö ÷ ç 1-ç ÷÷ ç è 1920 ø ÷ è ø = 8163,5 » 8200 При цьому споживана насосом потужність буде дорівнювати (кВт): N3 = Q 3 × Nr / (3600 × 102 × 0,71) = = 8200 × 82 × 1030 / 260712 = 2656 » 2700 З урахуванням 20%-ного запасу повна пускова потужність буде дорівнювати 3240кВт, що відповідає потужності привідного двигуна. Отримані результати показують, що для досягнення необхідних характеристик насосного агрегата потрібне робоче колесо діаметром 19001920мм із трьома лопатками. Як порівняння приводиться технікоекономічний аналіз насосів 2ГрТ-8000/71 УХЛ4 з робочими колесами базового розміру (Æ1790мм) і робочого колеса запропонованої конструкції (Æ1920мм). Вихідні дані (згідно графіків характеристик насосів Фіг.3 і Фіг.4): Подача, м 3/год - з колесом Æ1790мм, Q 8000 - з колесом Æ1920мм, Qm 8200 Напір, м вод. ст. - з колесом Æ1790мм, H 71 - з колесом Æ1920мм, НТ 82 Споживана потужність, кВт - з колесом Æ1790мм, N 2300 - з колесом Æ1920мм, Nm 2700 Збільшення напору æH ö æ 82 ö DH = ç m - 1÷100 % = ç - 1÷100 % = 15,5 % è H ø è 71 ø Збільшення подачі ( ) ( ) DQ = 100 1 + DH / 100 = 100 1 + 0,155 = 7,5% Збільшення потужності æN ö æ 2700 ö DN = ç m - 1÷100 % = ç - 1÷100 % = 17,4 % è N ø è 2300 ø При настановній потужності привідного двигуна 3200кВт коефіцієнт використання: - до модернізації k= N 2300 = = 0,71875 N у ст 3200 - після модернізації 5 k= 25316 N 2700 = = 0,84375 N у ст 3200 Підвищення ККД складе 1,8%, зниження споживання реактивного струму ∆Iреакт складе 8% відповідно до характеристики приводного двигуна. Теоретичні дослідження і дослідно-промислові випробування показали, що максимальна продуктивність насосного агрегата забезпечується при Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 6 діаметрі робочого колеса, що становить 19001920мм і трьома лопатками. Корисна модель, що заявляється, дозволяє забезпечити максимальні експлуатаційні характеристики насосного агрегата в порівнянні з однотипними пристроями, що мають іншу кількість лопаток і зовнішній діаметр робочого колеса при однаковій потужності привідного електродвигуна. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601