Вільновихровий насос

Реферат: UA 99341 U UA 99341 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області насособудування, і може бути використана при конструюванні вільновихрових насосів для перекачування рідин з різними включеннями. Відома конструкція вільновихрового насоса, яка містить корпус з вихровою камерою, всмоктувальним і нагнітальним патрубками та встановлене в циліндричному заглибленні корпусу робоче колесо. При цьому вхід із всмоктувального патрубка у вихрову камеру має заокруглення з радіусом 0,12-0,13 від діаметру отвору всмоктувального патрубка. В даній конструкції зменшені гідравлічні втрати на вході у вихрову камеру за рахунок злагодження руху вхідного та циркуляційного потоків [а. с. СРСР № 1687888, МПК F 04 D 5/00, публ. 30.10.91., бюл. № 40]. Це рішення по технічній сутності є найбільш близьким до запропонованого. Зазначений вільновихровий насос має обмеження у використані при конструюванні високовитратних вільновихрових насосів, які мають коефіцієнт швидкохідності ns>140. Причиною цього є низький ККД внаслідок збільшення гідравлічних втрат у вихровій камері насоса, ширина якої зростає зі збільшенням швидкохідності насоса, та появою додаткового вихроутворення. В камері відбувається зменшення кутової швидкості обертання рідини і відповідно зміна об'ємів рідини, один з яких виходить з насоса, а інший циркулює у вихровій камері. ККД насоса зі збільшенням швидкохідності знижується настільки, що його використання є економічно недоцільним. Конструкція зазначеного вільновихрового насоса дозволяє застосувати його в області швидкохідностей ns=80-140. В основу корисної моделі поставлена задача отримати в насосі високе значення коефіцієнта швидкохідності зі збереженням високого значення ККД, та розгрузити насос від дії радіальних сил шляхом вдосконалення конструкції корпусу насоса. Поставлена задача вирішується тим, що у вільновихровому насосі, який містить корпус з вихровою камерою, всмоктувальним та напірним патрубками і встановлене в циліндричному заглибленні корпусу робоче колесо, згідно корисної моделі, корпус оснащений розділювальною перегородкою у вигляді спіралі, установленою з можливістю утворення у вихровій камері двох дифузорних спіральних каналів, причому один з каналів, обмежений стінкою корпусу, формує з ним перевідну трубу, яка з'єднує його з напірним патрубком, а інший канал, обмежений стінкою перегородки, безпосередньо відведений в напірний патрубок. Оснащення корпусу вільновихрового насоса з розділювальною перегородкою у вигляді спіралі дозволяє вдвічі збільшити площу прохідного перерізу на вході в напірний патрубок не змінюючи при цьому ширину вихрової камери. Цим самим забезпечується більш високе значення витрати рідини і відповідно коефіцієнта швидкохідності. Зважаючи на дифузорність спіральних каналів, відбувається часткове перетворення кінетичної енергії потоку рідини в енергію тиску. Крім цього корпус з розділювальною перегородкою у вигляді спіралі дозволяє майже повністю розгрузити насос від радіального зусилля, яке виникає по причині нерівномірного розподілу тиску на його стінках. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 зображено повздовжній переріз вільновихрового насоса, а на фіг. 2 - його поперечний переріз. Вільновихровий насос містить корпус 1, з вихровою камерою 2, всмоктувальним та напірним патрубками 3 і 4 та встановлене в циліндричному заглибленні 5 корпусу 1 робоче колесо 6. Корпус 1 оснащений розділювальною перегородкою 10 у вигляді спіралі, яка у вихровій камері 2 утворює два спіральні канали 7 та 8, перший з яких канал 7 обмежений стінкою корпусу 1, а другий канал 8 стінкою перегородки 10, при безпосередньо до напірного патрубка (на фіг. не показано), а частина надходить до вихрових камер 7 та 8, створюючи циркуляційний потік. Далі ці потоки в наслідок вихрового обміну з потоками в камерах з'єднуються і надходять в напірний патрубок. Виконання корпусу з дифузорним каналом 3 дозволяє зменшити металоємність насоса, збільшити площу прохідного перерізу відводу корпусу 1, чим забезпечується більш високе значення витрати рідини і відповідно коефіцієнта швидкохідності. Також, запропоноване рішення дозволяє зменшити додаткові об'ємні втрати за рахунок відсутності перетоків рідини між камерами 7 та 8, та гідравлічні втрати, завдяки зменшенню поверхні тертя рідини об стінки корпусу 1. При цьому, вирівнюється тиск в порожнинах, що призводить до зменшення залишкового осьового зусилля. Наявність дифузорного каналу 3 дозволяє частково перетворити кінетичну енергію руху рідини в потенційну енергію тиску і зменшити руйнування продукту. Використання запропонованої конструкції вільновихрового насоса дозволяє підвищити його ККД рахунок зменшення гідравлічних та об'ємних втрат та зменшити металоємність насоса. 60 1 UA 99341 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Вільновихровий насос, що містить корпус, двобічне робоче колесо, вихрові камери з підвідними напівспіральними каналами, розміщені по обидва боки робочого колеса, установленого на валу з підшипниковими опорами, який відрізняється тим, що всередині корпуса між вихровими камерами, починаючи від робочого колеса до стінки корпуса, виконаний дифузорний канал, який об'єднує порожнини камер. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 2