RU178531U1 - DRIVING WHEEL WHEEL - Google Patents
DRIVING WHEEL WHEEL Download PDFInfo
- Publication number
- RU178531U1 RU178531U1 RU2017125597U RU2017125597U RU178531U1 RU 178531 U1 RU178531 U1 RU 178531U1 RU 2017125597 U RU2017125597 U RU 2017125597U RU 2017125597 U RU2017125597 U RU 2017125597U RU 178531 U1 RU178531 U1 RU 178531U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- disk
- impeller
- hub
- free
- Prior art date
Links
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 5
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2222—Construction and assembly
- F04D29/2227—Construction and assembly for special materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0055—Rotors with adjustable blades
- F04D15/0061—Rotors with adjustable blades responsive to temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/02—Selection of particular materials
- F04D29/026—Selection of particular materials especially adapted for liquid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям рабочих колес свободновихревых насосов системы охлаждения судовых двигателей внутреннего сгорания.Технический результат - повышение прочности и надежности рабочего колеса путем усовершенствования конструкции устройства. Устройство имеет ступицу и диск с радиальными плоскими лопатками, лопатки выполнены из материала с эффектом памяти формы наклонными относительно диска, сплава Ni-Ti, при этом концы лопаток возле ступицы выполнены свободными с зазором, а нижние концы лопаток жестко закреплены в пазах диска.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely, to the designs of impellers of free-vortex pumps for the cooling system of marine internal combustion engines. The technical result is an increase in the strength and reliability of the impeller by improving the design of the device. The device has a hub and a disk with radial flat blades, the blades are made of material with a shape memory effect inclined relative to the disk, Ni-Ti alloy, while the ends of the blades near the hub are made free with a gap, and the lower ends of the blades are rigidly fixed in the grooves of the disk.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям рабочих колес свободновихревых насосов системы охлаждения судовых двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of engineering, namely to the design of the impellers of free-vortex pumps of the cooling system of marine internal combustion engines.
Известна конструкция рабочего колеса свободновихревого насоса типа «Turo» фирмы «EGGER», выполненная в виде диска с прямыми радиальными лопатками (см. Герман, В.Ф. Свободновихревые насосы: Учебное пособие. - 2-е изд., доп. и перераб. - Сумы: СумГУ, 2013, с. 19, рис. 1.2).The known design of the impeller of a free-vortex pump type "Turo" company "EGGER", made in the form of a disk with straight radial blades (see German, V.F. Free-vortex pumps: a Training manual. - 2nd ed., Ext. And rev. - Sumy: Sumy State University, 2013, p. 19, Fig. 1.2).
Недостатком такого рабочего колеса насоса являются повышенная кавитация, низкая долговечность и надежность рабочего колеса.The disadvantage of such an impeller of the pump are increased cavitation, low durability and reliability of the impeller.
Самым близким по технической сути является конструкция рабочего колеса, снабженного ступицей и диском с радиальными плоскими лопатками, скругленными с рабочей стороны от наружного радиуса R] ступицы до радиуса 
Недостатком этого устройства является то, что лопатки не обладают способностью изменять форму при изменении температуры перекачиваемой жидкости.The disadvantage of this device is that the blades do not have the ability to change shape when the temperature of the pumped liquid changes.
Техническая задача - создание рабочего колеса насоса, позволяющего автоматически регулировать подачу перекачиваемой жидкости, повысить надежность и долговечность свободновихревого насоса путем использования лопаток из материала с эффектом памяти формы.The technical problem is the creation of the impeller of the pump, which allows you to automatically adjust the flow of the pumped liquid, to increase the reliability and durability of the free-vortex pump by using blades made of material with a shape memory effect.
Технический результат - повышение прочности и надежности рабочего колеса путем усовершенствования конструкции устройства.The technical result is an increase in the strength and reliability of the impeller by improving the design of the device.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем ступицу и диск с радиальными плоскими лопатками, скругленными с рабочей и тыльной сторон, лопатки выполнены из материала с эффектом памяти формы наклонными относительно диска, при этом концы лопаток возле ступицы выполнены свободными с зазором, а нижние концы лопаток жестко закреплены в пазах диска.It is achieved by the fact that in the known device comprising a hub and a disk with radial flat blades rounded on the working and back sides, the blades are made of material with a shape memory effect sloping relative to the disk, while the ends of the blades near the hub are made free with a gap, and the lower the ends of the blades are rigidly fixed in the grooves of the disk.
Предлагаемое рабочее колесо с лопатками из материала с эффектом памяти формы можно применять в насосах забортной воды системы охлаждения судового двигателя. В зависимости от районов плавания судов и климатических условий, температура забортной воды изменяется в широких пределах от 0°С до 32°С. Угол наклона лопаток меняется в зависимости от изменения температуры воды. При этом снижается момент сопротивления на валу, когда лопатки изгибаются при одной и той же частоте вращения привода насоса. При уменьшении температуры перекачиваемой жидкости для привода насоса требуется меньшая мощность. Обеспечиваются повышение коэффициента полезного действия судового двигателя и снижение расхода топлива.The proposed impeller with blades made of a material with a shape memory effect can be used in overboard water pumps of the marine engine cooling system. Depending on the navigation areas of the vessels and climatic conditions, the temperature of the seawater varies over a wide range from 0 ° C to 32 ° C. The angle of inclination of the blades varies depending on changes in water temperature. This reduces the moment of resistance on the shaft when the blades are bent at the same speed of rotation of the pump drive. When the temperature of the pumped liquid decreases, less power is required to drive the pump. Provides an increase in the efficiency of the marine engine and lower fuel consumption.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - вид лопатки сбоку). Рабочее колесо содержит ступицу 1 и диск 2 с радиальными плоскими лопатками 3, выполненными из материала с эффектом памяти формы. Лопатки 3 крепятся к диску 2 рабочего колеса при помощи замков «ласточкин хвост» (см. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Справочник. М., Л., "Машиностроение", 1966, с. 533). Это позволяет заменять отдельные лопатки в случае их повреждения.The proposed device is shown in the drawing (Fig. 1 is a General view, Fig. 2 is a side view of the blade). The impeller contains a
Лопатки предлагаемого рабочего колеса выполнены литьем из сплава Ni-Ti, обладающего двунаправленным эффектом памяти формы - способности детали накапливать деформацию при охлаждении (через область прямого мартенситного превращения) и восстанавливать накопленную деформацию при нагреве (через область обратного мартенситного превращения), то есть циклически деталь изменяет форму в интервалах температуры мартенситного превращения. Сплавы Ni-Ti - гибкие материалы, которые обладают хорошей коррозионо-эрозионной стойкостью, высокой прочностью и являются надежным материалом при циклическом использовании (см. Бледнова Ж.М., Степаненко М.А. Роль сплавов с эффектом памяти формы в современном машиностроении. Научно-образовательный курс, 2012, пункт 3, с. 21).The blades of the proposed impeller are cast from a Ni-Ti alloy having a bi-directional shape memory effect — the ability of a part to accumulate deformation upon cooling (through the direct martensitic transformation region) and to restore the accumulated deformation upon heating (through the reverse martensitic transformation region), i.e., the part changes cyclically form in the temperature ranges of the martensitic transformation. Ni-Ti alloys are flexible materials that have good corrosion and erosion resistance, high strength and are reliable material for cyclic use (see Blednova Zh.M., Stepanenko M.A. The role of alloys with shape memory effect in modern mechanical engineering. Scientific -educational course, 2012, paragraph 3, p. 21).
Лопатки изготавливаются с учетом обеспечения номинальной подачи забортной воды при температуре 32°С. Затем они подвергаются старению и пластической деформации, выходящей за пределы обратимой деформации, в мартенситном состоянии, чтобы обеспечить следующие условия: проявление двунаправленного эффекта памяти формы, температуры начала и окончания прямого мартенситного превращения Мн=32°С, Мк=0°С, температуры начала и окончания обратного мартенситного превращения Ан около 0°С, Ак около 32°С, угол положения лопаток относительно плоскости диска рабочего колеса когда насос обеспечивает наименьшую подачу, соответствующую температуре 0°С (см. Ооцука К., Симидзу К. и др. Сплавы с эффектом памяти формы. Пер. с японск. - М.: Металлургия, 1990, с. 158).The blades are made taking into account the nominal supply of sea water at a temperature of 32 ° C. Then they undergo aging and plastic deformation, which goes beyond the limits of reversible deformation, in the martensitic state to provide the following conditions: the manifestation of the bidirectional shape memory effect, the temperature of the beginning and end of the direct martensitic transformation M n = 32 ° C, M k = 0 ° C, the temperature of the beginning and end of the reverse martensitic transformation A n about 0 ° C, A to about 32 ° C, the angle of the position of the blades relative to the plane of the disk of the impeller when the pump provides the lowest flow rate corresponding to a temperature of 0 ° C (s M. Ootsuka K., Shimizu K. et al. Alloys with the effect of shape memory. Translated from Japanese. - M.: Metallurgy, 1990, p. 158).
Рабочее колесо свободновихревого насоса работает следующим образом: с увеличением температуры забортной воды до 32°С лопатки нагреваются, тепловое движение атомов заставляет их выстраиваться в аустенитную решетку, лопатки выпрямляются. При 32°С лопатки полностью выпрямляются, обеспечивая наибольшую подачу воды.The impeller of a free-vortex pump works as follows: with an increase in the temperature of the seawater up to 32 ° С, the blades heat up, the thermal motion of the atoms makes them line up in the austenitic lattice, and the blades straighten out. At 32 ° C, the blades straighten completely, providing the greatest water supply.
С уменьшением температуры забортной воды до 0°С идет процесс охлаждения лопаток, происходит накопление деформации. При 0°С форма лопаток полностью устанавливается в положение, соответствующее наименьшему углу наклона к диску и обеспечивает наименьшую подачу воды.With a decrease in the temperature of sea water to 0 ° C, the cooling of the blades is ongoing, and deformation is accumulating. At 0 ° C, the shape of the blades is fully set to the position corresponding to the smallest angle of inclination to the disk and provides the smallest water supply.
Форма лопатки рабочего колеса насоса изменяется в соответствии с изменением температуры перекачиваемой жидкости, обеспечивает ее расход для охлаждения двигателя. При уменьшении температуры перекачиваемой жидкости, лопатки изгибаются к диску, значительно уменьшается требуемая мощность. Снижаются нагрузка на коленчатый вал, расход топлива и повышается энергоэффективность двигателей.The shape of the impeller blades of the pump changes in accordance with the temperature change of the pumped liquid, provides its flow rate for cooling the engine. When the temperature of the pumped liquid decreases, the blades bend to the disk, the required power is significantly reduced. Reduces the load on the crankshaft, fuel consumption and improves energy efficiency of engines.
Предлагаемое устройство позволяет автоматически регулировать расход перекачиваемой жидкости в зависимости от ее температуры. Число рабочих циклов лопаток предлагаемого рабочего колеса составляет 103 раз. Если нет изменения температуры перекачиваемой жидкости, угол наклона лопаток не изменяется. Использование рабочего колеса с лопатками из материала с эффектом памяти формы позволяет снизить момент сопротивления на валу насоса, когда лопатки изгибаются к диску, следовательно, позволяет снизить расход топлива, повысить коэффициент полезного действия двигателя.The proposed device allows you to automatically adjust the flow rate of the pumped liquid depending on its temperature. The number of duty cycles of the blades of the proposed impeller is 10 3 times. If there is no change in the temperature of the pumped liquid, the angle of inclination of the blades does not change. The use of an impeller with blades made of material with a shape memory effect reduces the moment of resistance on the pump shaft when the blades bend to the disk, therefore, it allows to reduce fuel consumption and increase the efficiency of the engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125597U RU178531U1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | DRIVING WHEEL WHEEL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125597U RU178531U1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | DRIVING WHEEL WHEEL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178531U1 true RU178531U1 (en) | 2018-04-06 |
Family
ID=61867873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125597U RU178531U1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | DRIVING WHEEL WHEEL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178531U1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180172010A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
| US11499563B2 (en) | 2020-08-24 | 2022-11-15 | Saudi Arabian Oil Company | Self-balancing thrust disk |
| US11591899B2 (en) | 2021-04-05 | 2023-02-28 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore density meter using a rotor and diffuser |
| US11644351B2 (en) | 2021-03-19 | 2023-05-09 | Saudi Arabian Oil Company | Multiphase flow and salinity meter with dual opposite handed helical resonators |
| US11913464B2 (en) | 2021-04-15 | 2024-02-27 | Saudi Arabian Oil Company | Lubricating an electric submersible pump |
| US11920469B2 (en) | 2020-09-08 | 2024-03-05 | Saudi Arabian Oil Company | Determining fluid parameters |
| US11994016B2 (en) | 2021-12-09 | 2024-05-28 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole phase separation in deviated wells |
| US12085687B2 (en) | 2022-01-10 | 2024-09-10 | Saudi Arabian Oil Company | Model-constrained multi-phase virtual flow metering and forecasting with machine learning |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU623997A1 (en) * | 1977-03-28 | 1978-09-15 | Предприятие П/Я М-5356 | Centrifugal pump |
| SU1076637A1 (en) * | 1981-08-25 | 1984-02-29 | Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова | Centrifugal pump working wheel |
| SU1576733A1 (en) * | 1988-07-26 | 1990-07-07 | Сумской филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина | Impeller of torque flow pump |
| RU98500U1 (en) * | 2009-07-07 | 2010-10-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | CENTRIFUGAL PUMP |
| EP2628493A2 (en) * | 2004-09-17 | 2013-08-21 | The Penn State Research Foundation | Expandable impeller pump |
-
2017
- 2017-07-17 RU RU2017125597U patent/RU178531U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU623997A1 (en) * | 1977-03-28 | 1978-09-15 | Предприятие П/Я М-5356 | Centrifugal pump |
| SU1076637A1 (en) * | 1981-08-25 | 1984-02-29 | Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова | Centrifugal pump working wheel |
| SU1576733A1 (en) * | 1988-07-26 | 1990-07-07 | Сумской филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина | Impeller of torque flow pump |
| EP2628493A2 (en) * | 2004-09-17 | 2013-08-21 | The Penn State Research Foundation | Expandable impeller pump |
| RU98500U1 (en) * | 2009-07-07 | 2010-10-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | CENTRIFUGAL PUMP |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180172010A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
| US10533558B2 (en) * | 2016-12-21 | 2020-01-14 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
| US11268519B2 (en) | 2016-12-21 | 2022-03-08 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
| US11268520B2 (en) | 2016-12-21 | 2022-03-08 | Saudi Arabian Oil Company | Centrifugal pump with adaptive pump stages |
| US11499563B2 (en) | 2020-08-24 | 2022-11-15 | Saudi Arabian Oil Company | Self-balancing thrust disk |
| US11920469B2 (en) | 2020-09-08 | 2024-03-05 | Saudi Arabian Oil Company | Determining fluid parameters |
| US11644351B2 (en) | 2021-03-19 | 2023-05-09 | Saudi Arabian Oil Company | Multiphase flow and salinity meter with dual opposite handed helical resonators |
| US11591899B2 (en) | 2021-04-05 | 2023-02-28 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore density meter using a rotor and diffuser |
| US11913464B2 (en) | 2021-04-15 | 2024-02-27 | Saudi Arabian Oil Company | Lubricating an electric submersible pump |
| US11994016B2 (en) | 2021-12-09 | 2024-05-28 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole phase separation in deviated wells |
| US12085687B2 (en) | 2022-01-10 | 2024-09-10 | Saudi Arabian Oil Company | Model-constrained multi-phase virtual flow metering and forecasting with machine learning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU178531U1 (en) | DRIVING WHEEL WHEEL | |
| US6741000B2 (en) | Electro-magnetic archimedean screw motor-generator | |
| EP3559476B1 (en) | Centrifugal pump with adaptive pump stages | |
| US3442220A (en) | Rotary pump | |
| RU98500U1 (en) | CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU2551404C2 (en) | High-efficiency propeller blade with increased working section surface | |
| EP2354462A3 (en) | Compressor | |
| CN102352862B (en) | Design method of double helix mixed flow pump impeller | |
| CN102352863B (en) | Design method of single helix mixed flow pump impeller | |
| KR101336221B1 (en) | Ring Type Ship Thruster | |
| CN202431593U (en) | Axial-flow pump impeller adopting spiral blades | |
| CN210555539U (en) | Gravity flow cooling water system utilizing suction effect of propeller | |
| CN202597231U (en) | Lightweight pump impeller | |
| US9890762B2 (en) | Positive boyancy hydraulic power system and method | |
| RU179501U1 (en) | ROTARY DRIVER BLADES TURNING MECHANISM | |
| Pelz et al. | Optimization of power-specific investment costs for small hydropower | |
| RU2510357C1 (en) | Water-jet propeller blade system | |
| RU185519U1 (en) | Damping device for rotor blades of heat turbines | |
| EA201401166A1 (en) | HYDRO REACTIVE ENGINE | |
| Ahn et al. | Development of the driving pump for the low noise large cavitation tunnel | |
| CN204061034U (en) | Many rotor wheel automatic water pumps | |
| RU131823U1 (en) | PUMP FOR REGULATING HEAT EXCHANGE IN ICE | |
| Park et al. | Vortex cavitation inception delay by attaching a twisted thread | |
| CN205297736U (en) | Marine diesel fuel generating set | |
| RU90856U1 (en) | PUMP FOR REGULATING HEAT EXCHANGE IN ICE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190718 |