Робоче колесо відцентрового насоса

Реферат: UA 101977 U UA 101977 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області насособудування і призначена для використання в відцентрових насосах. Відома конструкція робочого колеса відцентрового насоса, яка містить основні лопаті, які створюють міжлопатеві канали, і додаткові укорочені лопаті. Додаткові лопаті виконані Sподібної форми, їх вихідні кромки розташовані на осьових лініях між лопатевих каналів у сторону тильних сторін основних лопатей, (ав. св. СРСР № 1231273, м.кл. F04D 29/24, 15.08.1986). Зазначена конструкція робочого колеса дозволяє при обертанні поділити потік робочої рідини на дві частини, забезпечити рівність витрат робочої рідини по двом частинам міжлопатевих каналів. Недоліком відомого робочого колеса є те, що при необхідності збільшення напору в насосі при незмінному діаметрі робочого колеса, потрібно збільшувати кут установки основної лопаті на виході з робочого колеса β2. Така конструкція робочого колеса має низький коефіцієнт корисної дії (к.к.д.). Причиною цього являються гідравлічні втрати в міжлопатевих каналах робочого колеса, які обумовлені утворенням вихрових зон в результаті наявності дифузорних ділянок у створених каналах протікання рідини. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію робочого колеса, яка б забезпечила підвищення ККД насосу шляхом зменшення гідравлічних втрат в міжлопатевих каналах робочого колеса при одночасному збільшенні напору, що створює насос. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому робочому колесі відцентрового насоса, яке містить основний і покривний диски і закріплені між ними основні лопаті, які разом утворюють міжлопатеві канали з рівномірно розташованими в цих каналах укороченими додатковими лопатями з вхідною та вихідною кромками, згідно з корисною моделлю, основні лопаті на виході з робочого колеса установлені із збільшеним кутом β 2, що складає від 70° до 80°, що створює насос, а додаткові лопаті виконані у клиновидному вигляді із збільшенням основи клина в напрямку руху рідини, при цьому кут клина лежить в інтервалі від 10° до 15°, діаметр вхідних воронок додаткових лопатей складає від 0,7 до 0,75 зовнішнього діаметра робочого колеса, а вихідний діаметр кромок розміщений на зовнішньому діаметрі робочого колеса, окрім цього основні лопаті по всій довжині у напрямку від входу в робоче колесо до виходу з нього мають плавне потовщення від 3 мм до 10 мм. Збільшення кута установки основних лопатей на виході з робочого колеса дозволяє отримати додаткову гідравлічну потужність, що дозволить підвищити напір без збільшення діаметра робочого колеса, при виконанні кута установки основних лопатей меншим, ніж 70° забезпечити необхідне підвищення напору буде неможливо; а більшим за 80° - не можливо буде досягти стабільності H-Q характеристики, що може призвести до помпажу рідини в насосі. Додаткові лопаті, які виконані у клиновидному вигляді з кутом клина в інтервалі від 10° до 15°, дозволять зменшити гідравлічні втрати при взаємодії потоків рідини на виході з робочого колеса, які утворені додатковими лопатями, за рахунок зменшення нерівномірності розподілу швидкості у створених каналах протікання рідини, а також разом з виконанням плавного потовщення від 3 мм до 10 мм по всій довжині основних лопатей у напрямку руху рідини, забезпечити сталу H-Q характеристику насоса, що призводить до уникнення можливості виникнення помпажу в насосі. Установка додаткових лопатей з кутом клина меншим 10° при потовщенні основних лопатей меншим, ніж від 3 мм до 10 мм у напрямку руху рідини не призводить до стабільності H-Q характеристики насоса. При виконанні додаткових лопатей з кутом клина більшим 15° при потовщені основних лопатей більшим, ніж від 3 мм до 10 мм у напрямку руху рідини призводить до зростання втрат гідравлічної потужності, що понижує гідравлічний к.к.д. насоса. Діаметр вхідних кромок додаткових лопатей лежить у межах від 0,7 до 0,75 зовнішнього діаметра робочого колеса для забезпечення плавності переходу напрямку руху потоку від кута установки лопаті на вході в робоче колесо β1 до кута установки лопаті на виході з робочого колеса β2. Якщо діаметр вхідних кромок додаткових лопатей менш 0,7 або більш 0,75 зовнішнього діаметра робочого колеса, то на виході з робочого колеса не забезпечується плавність потоку рідини. Вихідний діаметр кромок додаткових лопатей повинен бути розміщений на зовнішньому діаметрі робочого колеса для забезпечення плавності потоку рідини на виході з робочого колеса. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: Фіг. 1, 2 - тривимірна модель робочого колеса відцентрового насоса; Фіг. 3 - поперечний переріз робочого колеса відцентрового насоса. Таким чином, запропонована конструкція робочого колеса з усіма істотними ознаками дозволяє забезпечити підвищення напору при високому значенні ККД, безвідривне і плавне 1 UA 101977 U 5 10 15 20 обтікання основних та додаткових лопатей робочого колеса, а також стабільну H-Q характеристику насоса. Робоче колесо містить основний та покривний диски 1, 2 відповідно. Між цими дисками 1, 2 основні лопаті 3, які утворюють міжлопатеві канали 4. В міжлопатевих каналах 4 розташовані додаткові лопаті 5 з вхідною 6 і вихідною 7 кромками. Основні лопаті 3 на виході з робочого колеса установлені із збільшеним кутом β2, що складає від 70° до 80°. Діаметр вхідних воронок додаткових лопатей Dдодаток складає від 0,7 до 0,75 зовнішнього діаметра робочого колеса D2. Кут установки клина додаткових лопатей φкл становить від 10° до 15°. Основні лопаті 3 по всій довжині у напрямку від входу до виходу з робочого колеса мають плавне потовщення, що складає від 3 мм до 10 мм. Робоче колесо працює наступним чином. При обертанні робочого колеса потік рідини надходить у міжлопатеві канали 4, які утворені основним диском 1, покривним диском 2 та основними лопатями 3. При русі рідини у міжлопатевих каналах 4 вхідні кромки 6 додаткових лопатей 5 забезпечують поділ потоку рідини на дві частини. Так як додаткові лопаті 5 виконані клиновидної форми, то у міжлопатевих каналах 4 зменшуються дифузорні ділянки, що приводить до зменшення нерівномірності розподілу швидкості у міжлопатевих каналах 4 і усуненню зон вихроутворення, а це супроводжується зменшенням гідравлічних втрат у робочому колесі та на вході потоку у відвід насоса. Наявність додаткових лопатей 5 вимагає розташування вихідних кромок 7 на зовнішньому діаметрі. Таким чином запропоноване технічне рішення дозволяє: - підвищити напір, що створює насос, без збільшення діаметра робочого колеса; - зменшити нерівномірності розподілу швидкості у міжлопатевих каналах, усунути зони вихороутворення і отримати плавне і безвідривне обтікання основних та додаткових лопатей та стабільну H-Q характеристику, що підвищило б його ККД. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Робоче колесо відцентрового насоса, що містить основний і покривний диски і закріплені між ним основні лопаті, які разом утворюють міжлопатеві канали з рівномірно розташованими в цих каналах укороченими додатковими лопатями з вхідною і вихідною кромками, яке відрізняється тим, що основні лопаті на виході з робочого колеса установлені із збільшеним кутом, що складає від 70° до 80°, а додаткові лопаті виконані у клиновидному вигляді із збільшенням основи клина в напрямку руху рідини, при цьому кут клина лежить в інтервалі від 10° до 15°, діаметр вхідних кромок додаткових лопатей складає від 0,7 до 0,75 зовнішнього діаметра робочого колеса, а вихідний діаметр кромок розміщений на зовнішньому діаметрі робочого колеса, крім цього основні лопаті мають плавне потовщення від 3 мм до 10 мм у напрямку від входу до виходу з робочого колеса. 2 UA 101977 U 3 UA 101977 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4