EA036239B1 - Рабочее колесо центробежного насоса - Google Patents

Рабочее колесо центробежного насоса Download PDF

Info

Publication number
EA036239B1
EA036239B1 EA201890879A EA201890879A EA036239B1 EA 036239 B1 EA036239 B1 EA 036239B1 EA 201890879 A EA201890879 A EA 201890879A EA 201890879 A EA201890879 A EA 201890879A EA 036239 B1 EA036239 B1 EA 036239B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
impeller
blades
centrifugal pump
blade
angle
Prior art date
Application number
EA201890879A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201890879A3 (ru
EA201890879A2 (ru
Inventor
Юрий Александрович НИФАНТОВ
Сергей Владимирович ТОЙБИЧ
Павел Сергеевич ПАЦЕЙ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС"
Publication of EA201890879A2 publication Critical patent/EA201890879A2/ru
Publication of EA201890879A3 publication Critical patent/EA201890879A3/ru
Publication of EA036239B1 publication Critical patent/EA036239B1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205Conventional flow pattern
    • F04D29/2216Shape, geometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24Vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24Vanes
    • F04D29/242Geometry, shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для перекачки жидкостей, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд. Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса центробежного насоса. Сущность изобретения заключается в том, что рабочее колесо центробежного насоса отличается тем, что величина угла выхода лопатки находится в диапазоне от 85 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, обеспечивающими возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и их вытягивания ко входу рабочего колеса.

Description

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для перекачки жидкостей, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд.
Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее лопатки, имеющие искривление в одной плоскости (CN 2204344, дата приоритета: 02.08.1993 г., дата публикации: 02.08.1995 г., МПК: F04D
07/04).
Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее лопатки, искривленные в одной плоскости (CN 205779755, дата приоритета: 19.05.2016 г., дата публикации: 07.12.2016 г., МПК: F04D 13/06).
В качестве прототипа выбрано рабочее колесо центробежного насоса, содержащее искривленные в одной плоскости лопатки, имеющие угол выхода лопатки от 15 до 27° (CN204152837, дата приоритета: 15.10.2014 г., дата публикации: 11.02.2015 г., МПК: F04D 29/24).
Недостаток прототипа заключается в том, что жидкость на выходе из рабочего колеса движется с малой скоростью вследствие того, что угол выхода лопатки имеет малую величину, при этом увеличение этого угла вызывает гидродинамические потери и снижает КПД рабочего колеса, что в конечном итоге в значительной степени снижает эксплуатационные характеристики центробежного насоса.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение эксплуатационных характеристик центробежного насоса.
Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса центробежного насоса.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Рабочее колесо центробежного насоса, отличающееся тем, что величина угла выхода лопатки находится в диапазоне от 85 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, обеспечивающими возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и их вытягивания ко входу рабочего колеса.
Рабочее колесо центробежного насоса может быть изготовлено методом литья или сварно-точеным методом и может иметь плоскую или вогнутую форму. Рабочее колесо состоит из основного и покрывного дисков и лопаток. Рабочее колесо имеет вход в центральной части и выход, расположенный по боковой (торцевой) поверхности. Рабочее колесо имеет радиальные рабочие каналы, образованные между лопатками, проходящие от входа в рабочее колесо к выходу из него. Лопатки предназначены для создания центробежной силы и преобразования механической энергии рабочего колеса в гидродинамическую энергию жидкости. При этом лопатки имеют входные и выходные кромки.
Выходные кромки лопаток обеспечивают возможность выброса жидкости из радиальных рабочих каналов. Выходные кромки расположены на выходе из рабочего колеса. Величина угла выхода лопатки находится в диапазоне от 40 до 90°, что обеспечивает увеличение окружной составляющей абсолютной скорости на концах лопаток. При величине угла менее 40° не обеспечивается повышение создаваемого напора, а при величине угла более 90° возможно чрезмерное увеличение гидравлического сопротивления, снижение эффективности работы и возникновение повышенного износа рабочего колеса. Для обеспечения максимального повышения создаваемого напора величина угла выхода лопатки может находиться в диапазоне от 85 до 90°.
Форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, то есть любое сечение лопатки в любой плоскости имеет искривление, что обеспечивает возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и возможность их максимального вытягивания ко входу рабочего колеса. Поверхность второго порядка может быть профилирована методом расчетов треугольников скоростей во множестве сечений с учетом выбранного значения величины углов выхода лопаток и углов входа лопаток.
Дополнительно для обеспечения снижения гидродинамического сопротивления и увеличения КПД рабочего колеса входная кромка лопатки может быть расположена максимально близко ко входу в рабочее колесо, а величина угла входа лопатки может находиться в диапазоне от 10 до 25°.
Для обеспечения максимального снижения гидродинамического сопротивления и повышения напора при сохранении КПД рабочего колеса величина угла входа лопатки может находиться в диапазоне от 12 до 15°, а величина угла выхода лопатки может находиться в диапазоне от 80 до 90°.
Дополнительно для повышения напора, увеличения жесткости и прочности и улучшения кавитационных характеристик рабочего колеса оно может содержать один или несколько рядов вспомогательных лопаток, форма которых может повторять форму основных лопаток. Выходные кромки вспомогательных лопаток относительно выходных кромок основных лопаток могут быть расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения рабочего колеса. Вспомогательные лопатки первого ряда могут иметь длину от 40 до 60% от длины основных лопаток, а вспомогательные лопатки последующих рядов могут иметь длину от 40 до 60% от длины лопаток предыдущих рядов, что обеспечивает их минимальное гидродинамическое сопротивление потоку жидкости. При этом угол выхода вспомогательной лопатки может находиться в диапазоне от 40 до 90°, что также обеспечивает повышение напора. Также применение вспомогательных лопаток позволяет улучшить массогабаритные характеристики рабочего колеса за счет уменьшения количества и толщины основных лопаток и обеспечивает возможность изготовления рабочего колеса из полимерных материалов.
- 1 036239
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что угол выхода лопатки составляет от 85 до 90°, что обеспечивает увеличение окружной составляющей абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса и приводит к возрастанию динамической составляющей напора, создаваемого рабочим колесом;
форма лопаток описывается поверхностями второго порядка обеспечивающими возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и их максимального вытягивания ко входу рабочего колеса, что обеспечивает возможность размещения входной кромки лопатки максимально близко ко входу в рабочее колесо, и приводит к снижению гидродинамического сопротивления и улучшает кавитационные характеристики рабочего колеса.
Таким образом, совокупность отличительных признаков обеспечивает возрастание динамической составляющей напора, снижает гидродинамическое сопротивление и улучшает кавитационные характеристики рабочего колеса, позволяя достигнуть технический результат, заключающийся в повышении создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса и повысить эксплуатационные характеристики центробежного насоса.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности новизна и изобретательский уровень.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности промышленная применимость.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - схематическое изображение рабочего колеса центробежного насоса с указанием угла выхода лопатки и угла входа лопатки, вид сверху;
фиг. 2 - рабочее колесо центробежного насоса, вид слева, продольный разрез;
фиг. 3 - рабочее колесо центробежного насоса, вид сверху, поперечный разрез;
фиг. 4 - рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, вид слева, продольный разрез;
фиг. 5 - рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, вид сверху, поперечный разрез;
фиг. 6 - рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, трехмерная модель, аксонометрический вид;
фиг. 7 - рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, трехмерная модель, вид слева;
фиг. 8 - лопатка рабочего колеса центробежного насоса, имеющая форму, описываемую поверхностями второго порядка, обеспечивающими возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и их максимального вытягивания ко входу рабочего колеса, общий вид.
Центробежный насос содержит рабочее колесо, которое имеет вход и выход и состоит из основного диска 1, покрывного диска 2 и лопаток 3 с формой, описываемой поверхностями второго порядка. При этом величина угла β1 выхода лопатки равна 90°, а величина угла β2 входа лопатки равна 12°.
Изобретение работает следующим образом.
Центробежный насос погружается в жидкость, и рабочее колесо начинает вращаться. Жидкость поступает на вход в рабочее колесо и с минимальным гидродинамическим сопротивлением, огибая входные кромки лопаток 3, установленные под углом β2, движется вдоль поверхностей второго порядка лопаток 3, взаимодействуя с выходными кромками лопаток 3, установленными под углом β1 и, приобретая максимальную абсолютную скорость, выходит из рабочего колеса центробежного насоса. Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса и повышаются эксплуатационные характеристики центробежного насоса.

Claims (7)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Рабочее колесо центробежного насоса, отличающееся тем, что величина угла выхода лопатки находится в диапазоне от 85 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, обеспечивающими возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и их вытягивания ко входу рабочего колеса.
  2. 2. Рабочее колесо центробежного насоса по п.1, отличающееся тем, что величина угла входа лопатки находится в диапазоне от 10 до 25°.
  3. 3. Рабочее колесо центробежного насоса по п.1, отличающееся тем, что содержит ряд вспомогательных лопаток.
  4. 4. Рабочее колесо центробежного насоса по п.3, отличающееся тем, что вспомогательные лопатки имеют длину от 40 до 60% от длины основных лопаток.
  5. 5. Рабочее колесо центробежного насоса по п.3, отличающееся тем, что величина угла выхода вспомогательной лопатки находится в диапазоне от 40 до 90°.
    - 2 036239
  6. 6. Рабочее колесо центробежного насоса по п.3, отличающееся тем, что содержит дополнительный ряд вспомогательных лопаток.
  7. 7. Рабочее колесо центробежного насоса по п.6, отличающееся тем, что дополнительные вспомогательные лопатки имеют длину от 40 до 60% от длины вспомогательных лопаток.
EA201890879A 2017-07-10 2018-05-03 Рабочее колесо центробежного насоса EA036239B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124511A RU2661801C1 (ru) 2017-07-10 2017-07-10 Рабочее колесо центробежного насоса

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201890879A2 EA201890879A2 (ru) 2019-01-31
EA201890879A3 EA201890879A3 (ru) 2019-05-31
EA036239B1 true EA036239B1 (ru) 2020-10-16

Family

ID=62917259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201890879A EA036239B1 (ru) 2017-07-10 2018-05-03 Рабочее колесо центробежного насоса

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210364006A1 (ru)
EP (1) EP3653887A1 (ru)
EA (1) EA036239B1 (ru)
RU (1) RU2661801C1 (ru)
WO (1) WO2019013672A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733500C1 (ru) * 2020-02-28 2020-10-02 Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом
CN112128120B (zh) * 2020-09-17 2022-08-23 青岛海信日立空调系统有限公司 超薄室内机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU769102A1 (ru) * 1978-11-02 1980-10-07 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Герметичных И Скважинных Насосов (Сктбн) Рабочее колесо центробежного насоса
SU1141221A1 (ru) * 1983-02-09 1985-02-23 МВТУ им.Н.Э.Баумана Рабочее колесо центробежного насоса
CS234599B1 (cs) * 1983-11-28 1985-04-16 Jan Vykopal Oběžné kolo
SU1423809A1 (ru) * 1986-12-30 1988-09-15 Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева Рабочее колесо центробежного насоса
SU1605034A1 (ru) * 1988-08-11 1990-11-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова Лопатка колеса центробежного насоса
CN204152837U (zh) * 2014-10-15 2015-02-11 黄晓东 低比转速高效离心水泵

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1435847A1 (ru) * 1987-01-14 1988-11-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации Рабочее колесо центробежного грунтового насоса
CN2204344Y (zh) 1993-08-02 1995-08-02 成都杜同水轮机研究所 一种离心泵叶轮
RU2126102C1 (ru) * 1997-11-05 1999-02-10 Козлов Анатолий Иванович Насос для жидкости
WO1999036701A1 (fr) * 1998-01-14 1999-07-22 Ebara Corporation Turbomachines centrifuges
RU2161737C1 (ru) * 2000-03-02 2001-01-10 Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" Многоступенчатый центробежный насос
US10584705B2 (en) * 2015-04-30 2020-03-10 Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. Centrifugal pump and method for manufacturing the same
CN205779755U (zh) 2016-05-19 2016-12-07 宁波沃力机电有限公司 一种提高最高扬程的离心式水泵

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU769102A1 (ru) * 1978-11-02 1980-10-07 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Герметичных И Скважинных Насосов (Сктбн) Рабочее колесо центробежного насоса
SU1141221A1 (ru) * 1983-02-09 1985-02-23 МВТУ им.Н.Э.Баумана Рабочее колесо центробежного насоса
CS234599B1 (cs) * 1983-11-28 1985-04-16 Jan Vykopal Oběžné kolo
SU1423809A1 (ru) * 1986-12-30 1988-09-15 Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева Рабочее колесо центробежного насоса
SU1605034A1 (ru) * 1988-08-11 1990-11-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова Лопатка колеса центробежного насоса
CN204152837U (zh) * 2014-10-15 2015-02-11 黄晓东 低比转速高效离心水泵

Also Published As

Publication number Publication date
EA201890879A3 (ru) 2019-05-31
EA201890879A2 (ru) 2019-01-31
WO2019013672A1 (ru) 2019-01-17
EP3653887A1 (en) 2020-05-20
US20210364006A1 (en) 2021-11-25
RU2661801C1 (ru) 2018-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6210116B1 (en) High efficiency pump impeller
KR101252984B1 (ko) 고속 원심 펌프용 유동 벡터 제어기
RU185434U1 (ru) Насос
EA036239B1 (ru) Рабочее колесо центробежного насоса
KR101070136B1 (ko) 원통형 베인을 포함하는 임펠러
US20170009777A1 (en) Fluid pump
RU2692941C1 (ru) Рабочее колесо центробежного насоса для газожидкостных сред
WO2011117801A2 (en) Single-entry radial pump
CN110529426B (zh) 一种高速泵用开式叶轮结构
US1849127A (en) Centrifugal pump
CN109281866B (zh) 水环式自吸泵的仿生叶片
GB2507307A (en) Impeller
RU2700991C1 (ru) Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса
CN112628191B (zh) 一种抑制弯掠叶片径向流动的轴流泵
RU188868U1 (ru) Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса
RU184384U9 (ru) Шнек центробежного насоса
RU188867U1 (ru) Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса
RU188903U1 (ru) Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса
RU2688873C1 (ru) Ступень центробежного насоса
RU2735971C1 (ru) Рабочее колесо ступени лопастного насоса
WO2020167163A1 (ru) Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса (варианты)
RU2741190C1 (ru) Рабочее колесо насоса-турбины со структурой бугорков горбатого кита
RU2021130454A (ru) Направляющий аппарат скважинного центробежного насоса с лопатками, имеющими выступы
RU2754049C1 (ru) Ступень лопастного многоступенчатого насоса
RU2802111C1 (ru) Рабочее колесо насоса-турбины со сферическими биомиметическими наростами

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU