Робоче колесо насоса

1. Робоче колесо насоса відцентрового чи піввісного типу, призначене для використання у насосі для відкачува ння стічної води, що містить одну або кілька лопатей, робочі кромки яких вигнуті назад до периферії, яке відрізняється тим, що кут вигину (α), що його визначено у кожній точці на робочій кромці як кут між нормаллю до робочої кромки та відносною швидкістю (WR) середовища, що відкачується у цій точці, має величину, яку визначено інтервалом 40 - 55° у місці з'єднання робочої C2 1 3 39998 4 ередовища, що відкачується, дорівнює по суті разом, і літерою z позначається напрям вала лоосьовій швидкості. патевого колеса. Особливістю пропонованого робочого колеса Для оптимального розрахунку геометрії насосу є й те, що місце з'єднання робочої кромки лопатевого колеса насоса необхідно правильно із маточиною розташоване поряд з краєм цієї мвизначити кут вигину. Точний кут вигину а взагалі є аточини. функцією геометрії робочої кромки в меридіональВинахід дає можливість опти мального констному виді (r - z), а також і в осьовому виді (r - θ), руюва ння робочої кромки лопаті для одержання див. фіг.1 та 2. Точне визначення має бути різноманітн их функцій та якостей, надійного і еконфункцією кривої, яка описує форму р обочої кромки омічного відкачування стічної води, яка містить р3 і локальної відносної швидкості W на цій кривій. ечовини-забруднювачі, такі як текстиль, волокна Це може бути математично сформульовано так. тощо. Використовуючи традиційні позначення триУ принципі, винахід складається з трьох компонент, поданих в формулі винаходу. Перша кутника швидкостей C ,U ,W , відносна швидкікомпонента, яку показано на фіг.5, кількісно визначає смугу розподілу кута вигину, яка забезпечує сть W (r ) є функцією положення вектора r у добре функціонування та к.к.д. Діапазон пов'язаний циліндричній системі координат, що сумісно обз розміром, окружною швидкістю та коефіцієнтом тертається. У звичайний спосіб відносна швидкість ертя матеріалу. Незалежна змінна, що її називають (r, θ, z) може також виражатись через свої компонприведеним радіусом, визначається так: енти (W r, Wθ , Wz). Приведений радіус = (r - r1 )/(r2 - r1) (1) Тривимірна крива вздовж робочої кромки 3 Де r1 - радіус з'єднання маточини, r2 - радіус може описуватись у відповідній системі координат, до периферії робочої кромки, і де радіус згідно з системою циліндричних координат, що має почащо сумісно обертається, як фун кція R , яка залежток в центрі вала лопатевого колеса, визначає наить від вектора положення r , тобто йкоротшу ві дстань між дійсною точкою та точкою на продовженні вала робочого колеса. R R( r ,q , z ) . = Осно вою у цій частин і вина ходу є те, що кут Нескінчено малий вектор, паралельний до ровигину робо чої кромки збільшується значною мбочої кромки у кожній то чці, може визначатись як ірою у напрямі назовні ві д мінімального кута 40° dR. З визначення скалярного добутку випливає у з'єднанні маточини до мінімум 55° на перифеформула для точного кута вигину α, що визначаєтрії. Вер хня межа, що знаходиться в діапазоні 6075°, визначає граничн у лінію, ви ще якої на к.к.д., ься як кут між нормаллю до dR та WR , де WR — а також на надійність справляється негативний відносна швидкість, що проектується, яка визнвпли в. Друга ча стина винаходу стосується спеціальначається як ортогональна проекція WR у ті й самій ого втілення, що має особливість, яка полягає в тплощині: ому, що кут вигину має бути практично незалежним від робочої точки, тобто різних потоків та é dR × WR ù p напорів, які також відповідають різним трикутникам ú a = - arccos ê (2) ( (C ,U ,W ) . ( ) ê ( dR × W ) ú ë û 2 Нижче буде подано визначення кута вигину із посиланням на креслення, що додаються. На фіг.1 зображено тривимірний вид лопатевого колеса насоса відповідно до винаходу. На фіг.2 показано радіальний переріз схематично зображеного насоса відповідно до винаходу. На фіг.3 зображено схематичний осьовий вид вхо ду лопатевого колеса. На фіг.4 показана збільшеною ділянка робочої кромки лопаті колеса. На фіг.5 подано діаграму, що показує залежність між заданим вигином робочої кромки та стандартним радіусом відповідно до винаходу. На фігур ах позицією 1 позначено маточину робочого колеса, позицією 2 позначено лопать, що має робочу кромку 3. Позиція 4 відповідає місцю з'єднання робочої кромки з маточиною, і позицією 5 позначено периферію кромки. Позицією 6 позначено нормаль до кромки у визначеній точці. Позиція 7 відповідає стінці корпуса насоса, позицією 8 позначено край маточини, позиція 9 позначає напрям обертання, символ а означає кут вигину, символом позначається відносна швидкість, швидкість рідини у системі координат, що обертається ) R Це означає, що WR та W дорівнюють одна одній чи наближені до номінальної робочої точки, до найкращої ефективної точки. Якщо припускається, що абсолютна вхідн а швидкість не має жодної окружної складової, яка є нормаллю, то Wθ дорівнює окружній швидкості лопатевого колеса. Використовуючи ці визначення та припущення, нижче буде показано, що кут a є незалежним від потоку. Умовами є розташування робочої кромки у площині, яка по суті є перпендикулярною до напряму z вала лопатевого колеса, і розташування робочої кромки там, де абсолютна швидкість є по суті осьовою, це означає, що радіальна компонента WR є близькою до нуля. З тих самих причин окружна складова WR , тобто у θ напрямі, дорівнює периферійному лопатевому колесу і є незалежною від потоку. Осьова складова WR додає малу величину, що н ею мож на нехтува ти, до кута a, оскільки, як показано 2 5 39998 6 вище, dRz дорівнює нулю. Це випливає з визначевитрачання та напору, більш прийнятне втілення ння скалярного добутку. Відповідно, незалежна від надає можливість підтримувати спроможність самоочищення незалежно від різних робочих умов. потоку змінна | WR | не впливає на кут a у рівнянні Третя части на винахо ду сто сується більш при2, оскільки і числівник, і знаменник змінюються йнятного втілення, де місце з'єднання робочої кропропорційно. мки з маточиною знаходиться поряд з кінцем 8 маВідповідно до більш прийнятного втілення точини 1, тобто остання не має центрального вивинаходу робоча кромка лопаті розташовується у ступу. Це зменшує ризик намотування забруднюплощині, яка, по суті, є перпендикулярною до валу вачів: тексти льних та інши х відхо дів, на центральлопатевого колеса. Зважаючи на те, що насос часто ну ча стину ло патевого колеса. працює в широкому діапазоні щодо об'ємного 3 7 39998 8 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 456-20-90 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4