RU123868U1

RU123868U1 - CENTRIFUGAL PUMP DRIVING WHEEL

Info

Publication number: RU123868U1
Application number: RU2012128196/28U
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Арбузов; Владимир Евгеньевич Дубковский
Original assignee: Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Фенокс"
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-01-10

Abstract

1. Рабочее колесо центробежного насоса, включающее втулку, жестко соединенную с фланцем с расположенными на его рабочей поверхности основными криволинейными лопастями и дополнительными криволинейными лопастями, расположенными на тыльной стороне фланца, отличающееся тем, что выполнено в виде единой цельной детали, полученной литьем из сплава металла.2. Рабочее колесо центробежного насоса по п.1, отличающееся тем, что выполнено литьем из сплава цветных металлов, например алюминия.3. Рабочее колесо центробежного насоса по п.1, отличающееся тем, что выполнено литьем из сплава черных металлов.4. Рабочее колесо центробежного насоса по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что выполнено литьем в кокиль.5. Рабочее колесо центробежного насоса по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что выполнено литьем под давлением.1. The impeller of a centrifugal pump, including a sleeve rigidly connected to the flange with the main curved blades located on its working surface and additional curved blades located on the back of the flange, characterized in that it is made as a single integral part obtained by casting from a metal alloy .2. The impeller of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is made by casting from an alloy of non-ferrous metals, for example aluminum. The impeller of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is cast from an alloy of ferrous metals. The impeller of a centrifugal pump according to one of claims 2 and 3, characterized in that it is made by casting in a chill mold. 5. The impeller of a centrifugal pump according to one of claims 2 and 3, characterized in that it is made by injection molding.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в охлаждающей жидкостной системе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в частности автомобиля.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in a cooling liquid system of an internal combustion engine (ICE), in particular a car.

Известно рабочее колесо центробежного насоса (крыльчатка) для жидкостной системы охлаждения двигателя, содержащая монтажную ступицу, на которой смонтированы рабочие лопасти, при этом ступица и лопасти выполнены в виде единой цельно отштампованной детали из металлического листа, при этом тыльная сторона рабочего колеса расположена в одной плоскости (Патент на полезную модель РФ №92099, F01P 5/10, оп. 2010 г.).It is known the impeller of a centrifugal pump (impeller) for a liquid engine cooling system, comprising a mounting hub on which the working blades are mounted, while the hub and blades are made in the form of a single, completely stamped part from a metal sheet, while the back of the impeller is located in one plane (Patent for utility model of the Russian Federation No. 92099, F01P 5/10, op. 2010).

Данная конструкция позволяет повысить производительность водяного насоса на небольших оборотах, для устранения перегрева ДВС в режимах интенсивного движения автомобиля и устранения явления кавитации.This design allows you to increase the performance of the water pump at low speeds, to eliminate overheating of the internal combustion engine in heavy traffic modes and to eliminate the phenomenon of cavitation.

Недостатком данной конструкции является наличие сквозных пазов большой площади, получающихся при вырубке лопаток из листовой стали. Это приводит к срыву потока охлаждающей жидкости, так как часть жидкости перетекает за рабочее колесо. При этом увеличивается турбулентность (завихрение охлаждающей жидкости) при вращении рабочего колеса, что в свою очередь приводит к снижению производительности насоса, вызывает появление области повышенного давления за рабочим колесом перед уплотнительной манжетой, создает дополнительную нагрузку на манжету и приводит к преждевременному выходу ее из строя.The disadvantage of this design is the presence of through grooves of a large area resulting from the cutting of blades made of sheet steel. This leads to a disruption in the flow of coolant, as part of the fluid flows over the impeller. At the same time, turbulence (turbulence of the coolant) increases during the rotation of the impeller, which in turn leads to a decrease in pump performance, causes the appearance of a region of increased pressure behind the impeller in front of the sealing collar, creates an additional load on the cuff and leads to its premature failure.

Наиболее близким аналогом предложенной полезной модели по технической сущности является рабочее колесо центробежного насоса, включающее втулку жестко соединенную с фланцем с расположенными на его рабочей поверхности основными криволинейными лопастями и дополнительными криволинейными лопастями, расположенными на тыльной стороне фланца. (Патент на полезную модель РФ №93475, F04D 29/22, оп. 2010 г.).The closest analogue of the proposed utility model in technical essence is the impeller of a centrifugal pump, which includes a sleeve rigidly connected to the flange with the main curved blades located on its working surface and additional curved blades located on the back of the flange. (Patent for utility model of the Russian Federation No. 93475, F04D 29/22, op. 2010).

Использование основных и дополнительных криволинейных лопастей, загнутых в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, позволяет снизить уровень кавитации жидкости в насосе и поднять его производительностьThe use of the main and additional curved blades bent in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller allows you to reduce the level of cavitation of the liquid in the pump and increase its productivity

Основным недостатком известного рабочего колеса центробежного насоса является то, что оно имеет сборную конструкцию. Пластмассовый рабочий фланец и армированная металлическая втулка имеют разные коэффициенты теплового расширения. С учетом работы рабочего колеса центробежного насоса в агрессивной среде антифриза при температуре от -40°С до +120°С и при значительных нагрузках двигателя внутреннего сгорания, неэффективный отвод тепла от зоны сопряжения фланца и втулки приводит к срыву пластмассового рабочего колеса с металлической втулки, образованию трещин, сколов и выкрашиванию поверхностей рабочего колеса. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению отвода тепла от двигателя внутреннего сгорания, особенно в режимах интенсивного движения (городского), перегреву и уменьшению срока службы насоса и двигателя в целом. Кроме того, длительная работа в агрессивных условиях приводит к старению пластмассы (повышенной хрупкости), что может привести к отламыванию лопаток на рабочем колесеThe main disadvantage of the known impeller of a centrifugal pump is that it has a prefabricated structure. The plastic working flange and the reinforced metal sleeve have different coefficients of thermal expansion. Given the operation of the impeller of a centrifugal pump in an aggressive antifreeze environment at temperatures from -40 ° C to + 120 ° C and with significant loads of the internal combustion engine, inefficient heat removal from the mating zone of the flange and the sleeve leads to the breakdown of the plastic impeller from the metal sleeve, the formation of cracks, chips and chipping of the surfaces of the impeller. This, in turn, leads to a deterioration in heat removal from the internal combustion engine, especially in heavy traffic (urban) modes, overheating and a decrease in the service life of the pump and the engine as a whole. In addition, prolonged operation in aggressive conditions leads to the aging of plastics (increased fragility), which can lead to breaking off of the blades on the impeller

Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение срока службы рабочего колеса центробежного насоса.The objective of the proposed utility model is to increase the service life of the impeller of a centrifugal pump.

Поставленная задача достигается тем, что известное рабочее колесо центробежного насоса, включающее втулку жестко соединенную с фланцем с расположенными на его рабочей поверхности основными криволинейными лопастями и дополнительными криволинейными лопастями, расположенными на тыльной стороне фланца выполнено в виде единой цельной детали, полученной литьем из сплава металла.The task is achieved in that the known impeller of a centrifugal pump, including a sleeve rigidly connected to the flange with the main curved blades located on its working surface and additional curved blades located on the back of the flange, is made in the form of a single integral part obtained by casting from a metal alloy.

Рабочее колесо центробежного насоса выполнено литьем из сплава цветных металлов, например алюминия.The impeller of a centrifugal pump is cast from a non-ferrous metal alloy, such as aluminum.

Рабочее колесо центробежного насоса выполнено литьем из сплава черных металлов.The impeller of a centrifugal pump is cast from an alloy of ferrous metals.

Рабочее колесо центробежного насоса выполнено литьем в кокиль.The impeller of a centrifugal pump is molded into a chill mold.

Рабочее колесо центробежного насоса выполнено литьем под давлением.The impeller of a centrifugal pump is injection molded.

Предложенное рабочее колесо центробежного насоса является более износостойким за счет исполнения в виде единой цельной детали, отлитой заодно втулки и фланца с основными криволинейными лопастями на рабочей поверхности и дополнительными криволинейными лопастями на тыльной стороне фланца, загнутыми в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса, за счет изготовления из сплава цветных или черных металлов литьем в кокиль или под давлением, что обеспечивает одинаковый коэффициент теплового расширения по всей поверхности рабочего колеса и значительное снижение кавитации, а также, исключение пластмассы как конструкционного материала. Это обеспечивает увеличение срока службы насоса и двигателя внутреннего сгорания в целом.The proposed impeller of a centrifugal pump is more wear-resistant due to the execution as a single integral part, molded at the same time of the sleeve and flange with the main curved blades on the working surface and additional curved blades on the back of the flange, bent in the opposite direction of rotation of the impeller, due to manufacturing from an alloy of non-ferrous or ferrous metals by casting in a chill mold or under pressure, which ensures the same coefficient of thermal expansion over the entire surface the impeller and a significant reduction in cavitation, as well as the exclusion of plastic as a structural material. This provides an increase in the service life of the pump and the internal combustion engine as a whole.

Кроме того, предложенная полезная модель рабочего колеса центробежного насоса обеспечивает более плотное соединение втулки рабочего колеса с приводным валом благодаря тому, что отлитая деталь более массивная, посадка на вал выполнена с большим натягом, что также способствует решению поставленной задачи.In addition, the proposed utility model of the impeller of a centrifugal pump provides a more tight connection of the impeller bushing with the drive shaft due to the fact that the cast part is more massive, the fit on the shaft is made with great interference, which also helps to solve the problem.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображено предлагаемое рабочее колесо центробежного насоса;Figure 1 shows the proposed impeller of a centrifugal pump;

на фиг.2 - вид сбоку на фиг.1 в разрезе.figure 2 is a side view of figure 1 in section.

Рабочее колесо центробежного насоса системы жидкостного охлаждения ДВС выполнено способом литья в кокиль или подавлением из сплава цветных металлов, предпочтительно, алюминиевого сплава, или сплава черных металлов в виде единой цельной деталиThe impeller of a centrifugal pump of an internal combustion engine liquid cooling system is made by die casting or suppression of a non-ferrous metal alloy, preferably an aluminum alloy, or an alloy of ferrous metals in the form of a single integral part

Рабочее колесо центробежного насоса содержит втулку 1, выполненную заодно с фланцем 2 с расположенными на его рабочей поверхности 3, предпочтительно, семью основными криволинейными лопастями 4 и двенадцатью дополнительными криволинейными лопастями 5, расположенными на тыльной стороне 6 фланца 2. (см. фиг.1 и фиг.2)The impeller of the centrifugal pump contains a sleeve 1, made integral with the flange 2 with located on its working surface 3, preferably seven main curved blades 4 and twelve additional curved blades 5 located on the back side 6 of flange 2. (see figure 1 and figure 2)

Изготовление рабочего колеса центробежного насоса способом литья из сплава металлов, в том числе, из алюминиевого сплава повышает теплообмен и увеличивает устойчивость к коррозии основных криволинейных лопастей 4, дополнительных криволинейных лопастей 5, фланца 2 и втулки 1.The manufacture of the impeller of a centrifugal pump by casting from a metal alloy, including aluminum alloy, increases heat transfer and increases the corrosion resistance of the main curved blades 4, additional curved blades 5, flange 2 and sleeve 1.

Основные криволинейные лопасти 4, расположенные на рабочей поверхности 3 фланца 2 и дополнительные криволинейные лопасти 5, расположенные на тыльной стороне 6, выполнены по спирали и загнуты в направлении, противоположном направлению вращения рабочего колеса.The main curved blades 4, located on the working surface 3 of the flange 2 and additional curved blades 5, located on the back side 6, are made in a spiral and bent in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller.

Во фланце 2 выполнены семь разгрузочных каналов 7, входы и выходы которых подведены к основным криволинейным лопастям 4 и к дополнительным криволинейным лопастям 5.In the flange 2 there are seven discharge channels 7, the inputs and outputs of which are connected to the main curved blades 4 and to the additional curved blades 5.

Получение металлических изделий предложенной конструкции рабочего колеса происходит путем заливки расплавленного металла в литейную форму с последующим его затвердеванием способами литья в кокиль или под давлением.Obtaining metal products of the proposed design of the impeller occurs by pouring molten metal into a mold with its subsequent hardening by casting in a chill mold or under pressure.

При вращении вала (не показано) основные криволинейные лопасти 4, расположенные на рабочей поверхности 3 фланца 2, создают давление на отводящем патрубке центробежного насоса, обеспечивая циркуляцию охлаждающей двигатель внутреннего сгорания жидкости. При этом дополнительные криволинейные лопасти 5, расположенные на тыльной стороне 6 фланца 2, создают дополнительный циркуляционный поток охлаждающей жидкости между рабочей поверхностью 3 и тыльной стороной 6 фланца 2, чем обеспечивают снятие давления в уплотнительной полости (не показано) центробежного насоса.When the shaft (not shown) is rotated, the main curved blades 4 located on the working surface 3 of the flange 2 create pressure on the outlet pipe of the centrifugal pump, providing circulation of the liquid cooling the internal combustion engine. Moreover, additional curved blades 5 located on the back side 6 of the flange 2 create an additional circulation flow of coolant between the working surface 3 and the back side 6 of the flange 2, thereby relieving pressure in the sealing cavity (not shown) of the centrifugal pump.

Происходит локальное изменение давления, что значительно снижает явление кавитации и соответственно, разрушение поверхности основных криволинейных лопастей 4 и дополнительных криволинейных лопастей 5, коррозии рабочей поверхности 3 и тыльной стороны 6 фланца 2, устраняет возможность появления дисбаланса рабочего колеса. Тем самым продлевается срок службы центробежного насоса.A local change in pressure occurs, which significantly reduces the phenomenon of cavitation and, accordingly, the destruction of the surface of the main curved blades 4 and additional curved blades 5, corrosion of the working surface 3 and the back side 6 of the flange 2, eliminates the possibility of imbalance of the impeller. This extends the life of the centrifugal pump.

Предложенную полезную модель предполагается использовать на НПООО «Фенокс» в конструкции рабочего колеса для центробежных насосов, в частности для моделей автомобилей ВАЗ 2109 и ВАЗ 2112.The proposed utility model is supposed to be used at the Phenox NPOOO in the design of the impeller for centrifugal pumps, in particular for models of VAZ 2109 and VAZ 2112 cars.

Испытания опытных образцов, выполненных с использованием предложенной полезной модели, подтвердили увеличение срока службы рабочего колеса центробежного насоса на 7-9% по сравнению с прототипом, соответствующее увеличение производительности насоса в целом и снижение опасности перегрева двигателя внутреннего сгорания.Tests of prototypes made using the proposed utility model confirmed an increase in the service life of the impeller of a centrifugal pump by 7–9% compared with the prototype, a corresponding increase in pump performance in general, and a decrease in the risk of overheating of an internal combustion engine.

Claims

1. The impeller of a centrifugal pump, including a sleeve rigidly connected to the flange with the main curved blades located on its working surface and additional curved blades located on the back of the flange, characterized in that it is made as a single integral part obtained by casting from a metal alloy .

2. The impeller of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is made by casting from an alloy of non-ferrous metals, for example aluminum.

3. The impeller of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that it is cast from an alloy of ferrous metals.

4. The impeller of a centrifugal pump according to one of paragraphs.2 and 3, characterized in that it is made by casting in a chill mold.

5. The impeller of a centrifugal pump according to one of paragraphs.2 and 3, characterized in that it is made by injection molding.