RU113794U1 - SCREW CENTRIFUGAL PUMP - Google Patents

SCREW CENTRIFUGAL PUMP Download PDF

Info

Publication number
RU113794U1
RU113794U1 RU2011108539/06U RU2011108539U RU113794U1 RU 113794 U1 RU113794 U1 RU 113794U1 RU 2011108539/06 U RU2011108539/06 U RU 2011108539/06U RU 2011108539 U RU2011108539 U RU 2011108539U RU 113794 U1 RU113794 U1 RU 113794U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
screw
centrifugal
sleeve
outlet
Prior art date
Application number
RU2011108539/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Кудеяров
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт"
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 "Аккорд Эстейт" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Аккорд Эстейт"
Priority to RU2011108539/06U priority Critical patent/RU113794U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU113794U1 publication Critical patent/RU113794U1/en

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Шнекоцентробежный насос, содержащий центробежное колесо и закрепленное на втулке предвключенное шнековое колесо, установленные на одном валу, и спиральный отвод с коническим диффузором, предвключенное шнековое колесо выполнено оседиагональным с винтовыми лопастями переменного шага, верхние кромки которых очерчивают цилиндрическую или коническую поверхность при вращении колеса, причем упомянутая втулка выполнена с монотонно увеличивающимся диаметром от входа к выходу. A screw centrifugal pump containing a centrifugal wheel and an upstream screw wheel fixed to the bushing, mounted on one shaft, and a spiral outlet with a conical diffuser, the upstream screw wheel is made axial with screw blades of variable pitch, the upper edges of which outline a cylindrical or conical surface when the wheel rotates, and the said sleeve is made with a monotonically increasing diameter from inlet to outlet.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в насосах с высокими антикавитационными и энергетическими качествами.The utility model relates to the field of pump engineering and can be used in pumps with high anti-cavitation and energy qualities.

Известен шнекоцентробежный насос, содержащий центробежное колесо, предвключенное шнековое колесо и спиральный отвод с коническим диффузором, в котором предвключенное шнековое колесо обеспечивает высокие антикавитационные качества насоса и создает необходимый напор для бескавитационной работы центробежного колеса (см. учебник Б.В.Овсянников, Б.И.Боровский. «Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей», Москва, «Машиностроение», 1979 г., с.204 - ближайший аналог).A screw centrifugal pump is known, comprising a centrifugal wheel, an upstream auger wheel and a spiral outlet with a conical diffuser, in which an upstream auger wheel provides high anticavitation qualities of the pump and creates the necessary pressure for cavitationless operation of the centrifugal wheel (see the textbook B.V. Ovsyannikov, B.I. . Borovsky. "Theory and calculation of power units for liquid rocket engines", Moscow, "Engineering", 1979, p.204 - the closest analogue).

Предвключенное шнековое колесо имеет малое число винтовых лопастей (Zл=2-3) постоянного шага, цилиндрическую форму втулки и наружного контура лопастей. Напор шнекового колеса создается за счет повышенных значений угла атаки на входных кромках лопастей (i=4-10°) по отношению к углу натекания потока перекачиваемой жидкости. Отмечается, что в тех случаях, когда создаваемый, при таких условиях, напор шнекового колеса недостаточен для бескавитационной работы центробежного колеса, необходимо применять шнековое колесо переменного шага. Однако, рекомендаций по выбору формы проточной части шнекового колеса переменного шага не дается. Кроме того, известно, см. В.Ф.Чебаевский, В.И.Петров «Кавитационные характеристики высокооборотных шнекоцентробежных насосов», Москва, «Машиностроение», 1973, (стр.51), что в шнековом колесе постоянного шага при повышенных углах атаки образуются отрывные зоны потока на входе и выходе, приводящие к возрастанию гидравлических потерь и уровня пульсаций давления, как в самом шнековом колесе, так и в следующем за ним центробежном колесе. Наличие отрывной зоны у втулки на выходе шнекового колеса создает повышенную неравномерность эпюры скоростей и не позволяет спроектировать входное сечение центробежного колеса на оптимальные геометрические и кинематические параметры, обеспечивающие достижение максимального гидравлического КПД шнекоцентробежного насоса.The upstream screw wheel has a small number of screw blades (Z l = 2-3) of constant pitch, a cylindrical shape of the sleeve and the outer contour of the blades. The screw head pressure is created due to increased values of the angle of attack at the input edges of the blades (i = 4-10 °) with respect to the angle of leakage of the fluid flow. It is noted that in those cases when the screw head pressure created under such conditions is insufficient for cavitation-free operation of the centrifugal wheel, it is necessary to use a variable pitch screw wheel. However, recommendations for choosing the shape of the flowing part of the screw wheel of variable pitch are not given. In addition, it is known, see V.F. Chebaevsky, V.I. Petrov, “Cavitational characteristics of high-speed screw centrifugal pumps”, Moscow, “Mashinostroenie”, 1973, (p. 51), which is in the auger wheel of a constant step with increased angles of attack Separate flow zones are formed at the inlet and outlet, leading to an increase in hydraulic losses and the level of pressure pulsations, both in the screw wheel itself and in the centrifugal wheel following it. The presence of a tear-off zone at the sleeve at the exit of the auger wheel creates an increased unevenness of the velocity diagram and does not allow designing the input section of the centrifugal wheel for optimal geometric and kinematic parameters, ensuring maximum hydraulic efficiency of the screw-centrifugal pump.

Задачей полезной модели является повышение экономичности (КПД) и снижение уровня пульсаций давления до приемлемого уровня, характерного для обычных центробежных насосов, при сохранении высоких антикавитационных качеств шнекоцентробежных насосов, достигнутых при использовании шнековых колес постоянного шага.The objective of the utility model is to increase efficiency (Efficiency) and reduce the level of pressure pulsations to an acceptable level, typical for conventional centrifugal pumps, while maintaining the high anticavitational qualities of screw centrifugal pumps achieved using constant-pitch auger wheels.

Техническим результатом полезной модели является улучшение антикавитационных качеств шнекоцентробежного насоса за счет исключения образования отрывных зон потока на входе и выходе шнекового колеса.The technical result of the utility model is to improve the anti-cavitation qualities of a screw centrifugal pump by eliminating the formation of flow separation zones at the inlet and outlet of the auger wheel.

Поставленная задача решается тем, что шнекоцентробежный насос содержит установленные на одном валу центробежное колесо и предвключенное шнековое колесо, закрепленное на втулке, и спиральный отвод с коническим диффузором, причем предвключенное шнековое колесо выполнено оседиагональным с винтовыми лопастями переменного шага, верхние кромки которых очерчивают цилиндрическую или коническую поверхность при вращении колеса, а упомянутая втулка выполнена с монотонно увеличивающимся диаметром от входа к выходу.The problem is solved in that the screw centrifugal pump comprises a centrifugal wheel mounted on one shaft and an upstream auger wheel mounted on the sleeve, and a spiral outlet with a conical diffuser, the upstream auger wheel made osediagonal with screw blades of variable pitch, the upper edges of which outline a cylindrical or conical the surface during rotation of the wheel, and said sleeve is made with a monotonously increasing diameter from entrance to exit.

Наружный контур колеса, очерчиваемый верхними (наружними) кромками лопастей при его вращении, может иметь цилиндрическую форму - при перекачивании чистых жидкостей или коническую форму - при перекачивании жидкостей с повышенными вязкостью или содержанием механических примесей. Это связано с тем, что при вращении шнекового колеса происходит перетекание вязкостного пограничного слоя и механических примесей вдоль лопасти к периферии колеса и их накопление в области радиального зазора между лопастями и корпусом. В результате возникает повышенное сопротивление вращению и даже, при цилиндрической наружной поверхности лопастей, возможно заклинивание колеса. Упомянутая коническая поверхность имеет монотонно увеличивающийся диаметр от входа к выходу.The outer contour of the wheel, outlined by the upper (outer) edges of the blades during its rotation, can have a cylindrical shape - when pumping clean liquids or a conical shape - when pumping liquids with high viscosity or content of mechanical impurities. This is due to the fact that when the auger wheel rotates, the viscous boundary layer and mechanical impurities flow along the blade to the periphery of the wheel and accumulate in the radial gap between the blades and the casing. As a result, there is increased resistance to rotation and even, with a cylindrical outer surface of the blades, jamming of the wheel is possible. Mentioned conical surface has a monotonously increasing diameter from entrance to exit.

Применение оседиагонального шнекового колеса в качестве предвключенного в шнекоцентробежном насосе позволяет достичь следующие технические результаты:The use of the osediagonal screw wheel as an upstream in the screw centrifugal pump allows to achieve the following technical results:

- обеспечить высокие антикавитационные качества насоса при оптимальных углах атаки (i=3-4°) без образования отрывной зоны и обратных токов на входе;- to provide high anti-cavitation qualities of the pump at optimal angles of attack (i = 3-4 °) without the formation of a separation zone and reverse currents at the inlet;

- создать потребный для бескавитационной работы центробежного колеса напор без образования отрывной зоны у втулки на выходе из шнекового колеса;- create the pressure required for cavitation-free operation of the centrifugal wheel without the formation of a tear-off zone at the sleeve at the exit of the screw wheel;

- спроектировать входное сечение центробежного колеса на оптимльные геометрические и кинематические параметры потока (оптимальное значение коффициента расхода φ0), обеспечивающие достижение максимального значения гидравлического КПД центробежного колеса.- design the inlet section of the centrifugal wheel for the optimal geometric and kinematic flow parameters (the optimum value of the flow coefficient φ 0 ), ensuring the achievement of the maximum value of the hydraulic efficiency of the centrifugal wheel.

Сущность полезной модели поясняется с помощью фигур 1 и 2.The essence of the utility model is illustrated using figures 1 and 2.

На фиг.1 показано продольное сечение предлагаемого насоса с винтовыми лопастями, верхние кромки которых очерчивают цилиндрическую поверхность при вращении колеса, а на фиг.2 показано продольное сечение предлагаемого насоса с винтовыми лопастями, верхние кромки которых очерчивают коническую поверхность при вращении колеса.Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed pump with screw blades, the upper edges of which outline a cylindrical surface during rotation of the wheel, and figure 2 shows a longitudinal section of the proposed pump with screw blades, the upper edges of which outline a conical surface during rotation of the wheel.

Шнекоцентробежный насос содержит центробежное колесо 1, предвключенное оседиагональное шнековое колесо 2 с винтовыми лопастями переменного шага, верхние кромки которых очерчивают цилиндрическую (см. фиг.1) или коническую (см. фиг..2) поверхность при вращении колеса. Колесо 2 закреплено на конусообразной втулке 3, которая в свою очередь установлена также как и колесо 1 на валу 4. С внешней стороны колес предусмотрен спиральный отвод 5. Под «конусообразной» втулкой в шнековом колесе понимается любая форма с монотонно увеличивающимся от входа к выходу диаметром dв(i) в меридиональном сечении колеса в общем виде описываемая кубической параболой в виде:The screw centrifugal pump contains a centrifugal wheel 1, an upstream axially-auger screw wheel 2 with variable pitch helical blades, the upper edges of which outline a cylindrical (see Fig. 1) or conical (see Fig. 2) surface during rotation of the wheel. Wheel 2 is mounted on a cone-shaped sleeve 3, which, in turn, is also installed as wheel 1 on the shaft 4. A spiral bend is provided on the outside of the wheels 5. A “cone-shaped” sleeve in a screw wheel is understood to mean any shape with a monotonously increasing diameter from entrance to exit d in (i) in the meridional section of the wheel in general terms described by a cubic parabola in the form:

гдеWhere

d и d - диаметры втулки шнекового колеса на входе и выходе, соответственно;d 1B and d 2B are the diameters of the screw bush at the inlet and outlet, respectively;

a, b и с - коэффициенты кубической параболы, назначаемые при выборе формы втулки с соблюдением условияa, b and c are the coefficients of the cubic parabola assigned when choosing the shape of the sleeve in compliance with the conditions

a+b+с=1.0;a + b + c = 1.0;

- относительная текущая длина втулки - relative current sleeve length

Lш - общая длина втулкиL W - the total length of the sleeve

Из опыта расчетно-экспериментальных исследований шнековых и оседиагональных насосов установлены нормативные данные на геометрические параметры, ограничивающие диапазон их изменения при условии достижения потребных характеристик:From the experience of computational and experimental studies of screw and axial-diagonal pumps, standard data on geometric parameters are established that limit the range of their changes, provided that the required characteristics are achieved:

- относительный диаметр втулки шнекового колеса на входе - the relative diameter of the screw bush at the inlet

гдеWhere

D1m - наружный диаметр шнекового колеса на входе;D 1m is the outer diameter of the auger wheel at the inlet;

- относительный диаметр втулки шнекового колеса на выходе- the relative diameter of the bush of the screw on the output

гдеWhere

D2m - наружный диаметр шнекового колеса на выходе.D 2m is the outer diameter of the auger wheel at the outlet.

Из опыта проектирования и эксплуатации обычных центробежных насосов известно, см. А.А.Ломакин, «Центробежные и осевые насосы», М. - Л. «Машиностроение», 1966. (стр.179), что максимум гидравлического КПД достигается при коэффициенте расхода φ0опт - отношении осевой скорости к окружной на входе в центробежное колесоFrom the experience of designing and operating conventional centrifugal pumps, it is known, see A. A. Lomakin, “Centrifugal and Axial Pumps”, M. - L. “Mechanical Engineering”, 1966. (p. 179) that the maximum hydraulic efficiency is achieved with a flow coefficient φ 0 opt - the ratio of axial speed to circumferential at the entrance to the centrifugal wheel

φ0опт=V0/U0=tgβ0=0,375-0,267,φ 0 opt = V 0 / U 0 = tgβ 0 = 0.375-0.267,

что соответствует углу натекания потока, соответственно β0=20°-15°.which corresponds to the angle of flow leakage, respectively β 0 = 20 ° -15 °.

Таким образом, при вращении центробежного 1 и предвключенного 2 шнекового колеса под воздействием гидродинамических сил поток перекачиваемой жидкости с оптимальными углами атаки входит в межлопастные каналы оседиагонального шнекового колеса 1, в которых, при дальнейшем течении приобретает окружную составляющую скорости и повышение статического давления. В результате, в потоке жидкости повышается полное давление до величины, превышающей, с необходимым кавитационным запасом, давление упругости пара перекачиваемой жидкости в сечении на входе в центробежное колесо 2, спрофилированное на оптимальные геометрические и кинематические параметры, обеспечивающие получение максимального гидравлического КПД шнекоцентробежного насоса. В спиральном отводе 5 перекачиваемая жидкость собирается от вращающегося центробежного колеса 1 и в коническом диффузоре происходит преобразование кинетической энергии потока в статическое давление.Thus, when the centrifugal 1 and upstream 2 screw wheels rotate under the influence of hydrodynamic forces, the flow of the pumped liquid with optimal angles of attack enters the inter-blade channels of the axial diagonal screw wheel 1, in which, during the further flow, it acquires the peripheral velocity component and an increase in static pressure. As a result, the total pressure in the fluid flow rises to a value exceeding, with the necessary cavitation margin, the vapor pressure of the pumped fluid in the cross section at the inlet of the centrifugal wheel 2, profiled for optimal geometric and kinematic parameters, ensuring the maximum hydraulic efficiency of the screw centrifugal pump. In the spiral outlet 5, the pumped liquid is collected from the spinning centrifugal wheel 1 and the kinetic energy of the flow is converted into static pressure in the conical diffuser.

Claims (1)

Шнекоцентробежный насос, содержащий центробежное колесо и закрепленное на втулке предвключенное шнековое колесо, установленные на одном валу, и спиральный отвод с коническим диффузором, предвключенное шнековое колесо выполнено оседиагональным с винтовыми лопастями переменного шага, верхние кромки которых очерчивают цилиндрическую или коническую поверхность при вращении колеса, причем упомянутая втулка выполнена с монотонно увеличивающимся диаметром от входа к выходу.
Figure 00000001
A screw centrifugal pump comprising a centrifugal wheel and a preincluded auger wheel mounted on a sleeve mounted on one shaft, and a spiral outlet with a conical diffuser, an upstream auger wheel made axially diagonal with variable pitch helical blades, the upper edges of which outline a cylindrical or conical surface during rotation of the wheel, and said sleeve is made with a monotonously increasing diameter from inlet to outlet.
Figure 00000001
RU2011108539/06U 2011-03-05 2011-03-05 SCREW CENTRIFUGAL PUMP RU113794U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108539/06U RU113794U1 (en) 2011-03-05 2011-03-05 SCREW CENTRIFUGAL PUMP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108539/06U RU113794U1 (en) 2011-03-05 2011-03-05 SCREW CENTRIFUGAL PUMP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU113794U1 true RU113794U1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45852838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011108539/06U RU113794U1 (en) 2011-03-05 2011-03-05 SCREW CENTRIFUGAL PUMP

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU113794U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640901C2 (en) * 2016-06-20 2018-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Нефть и Газ" Centrifugal screw pump (versions)
RU2662267C2 (en) * 2016-12-12 2018-07-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Impeller pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640901C2 (en) * 2016-06-20 2018-01-12 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Нефть и Газ" Centrifugal screw pump (versions)
RU2662267C2 (en) * 2016-12-12 2018-07-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Impeller pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3442220A (en) Rotary pump
US4426190A (en) Vane pump
RU2327902C1 (en) Centrifugal screw pump
RU2472039C1 (en) Structural row of vertical electrically driven oil pumps
RU113794U1 (en) SCREW CENTRIFUGAL PUMP
RU2472973C1 (en) Optimisation method of geometrical parameters of flow passages of stages of submersible centrifugal pump with low flow rate
CN202431593U (en) Axial-flow pump impeller adopting spiral blades
RU2606290C1 (en) Centripetal impeller pump for transfer of heated non-uniform by density liquids
US20220356885A1 (en) Inducer for a submersible pump for pumping a slurry containing solids and viscous fluids and method of designing same
RU2534918C2 (en) Auger wheel pump
RU2396463C1 (en) Pump
RU2427725C2 (en) Submerged labyrinth-screw pump
CN110685751B (en) Multistage hydraulic turbine guiding-out wheel device and design method thereof
RU2640901C2 (en) Centrifugal screw pump (versions)
RU2670637C9 (en) Centrifugal pump
RU70322U1 (en) MONOBLOCK PUMP UNIT
US11236764B2 (en) Pump with housing having internal grooves
RU2470188C1 (en) Vertical borehole electrically driven pump booster
RU110808U1 (en) CENTRIFUGAL BILATERAL INPUT PUMP
RU2359154C1 (en) Auger pump
RU2516753C1 (en) Submersible pump for viscous fluid pumping
RU2468256C1 (en) General-purpose transport system of vertical oil electric pump unit
RU2745095C1 (en) Horizontal multistage sectional centrifugal pump
RU134255U1 (en) AUGER CENTRIFUGAL PUMP STEP
US20140241870A1 (en) Pumping apparatus as well as a diffusor for a pumping apparatus