RU185106U1

RU185106U1 - Centrifugal pump

Info

Publication number: RU185106U1
Application number: RU2018104673U
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Нифантов; Сергей Владимирович Тойбич; Павел Сергеевич Пацей
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АДЕС"
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2018-11-21

Abstract

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для перекачки жидкостей, и может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд. Техническим результатом, достигаемым полезной моделью, является повышение КПД центробежного насоса. Сущность полезной модели заключается в том, что центробежный насос состоит из корпуса и рабочего колеса, которое содержит лопатки и имеет вход и выход, и снабжено на выходе разделителем потока жидкости, выполненным в виде кольцевой пластины, и отличается тем, что кольцевая пластина выполнена плоской и установлена в плоскости поперечного сечения рабочего колеса. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the field of devices designed for pumping liquids, and can be used in industry, agriculture and for domestic use. The technical result achieved by the utility model is to increase the efficiency of a centrifugal pump. The essence of the utility model lies in the fact that the centrifugal pump consists of a casing and an impeller, which contains blades and has an inlet and an outlet, and is equipped with a liquid flow separator made in the form of an annular plate, and differs in that the annular plate is made flat and mounted in the plane of the cross section of the impeller. 8 s P. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для перекачки жидкостей, и может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд.The utility model relates to the field of devices designed for pumping liquids, and can be used in industry, agriculture and for domestic use.

Известен центробежный насос, состоящий из корпуса, внутри которого установлено рабочее колесо, которое имеет вход жидкости, выход жидкости и лопатки [CN 2204344, дата приоритета: 02.08.1993 г., дата публикации: 02.08.1995 г., МПК: F04D 07/04].A centrifugal pump is known, consisting of a housing, inside of which an impeller is installed, which has a fluid inlet, a fluid outlet and blades [CN 2204344, priority date: 02.08.1993, publication date: 02.08.1995, IPC: F04D 07 / 04].

Известен центробежный насос, состоящий из корпуса, содержащего рабочее колесо, состоящее из плоских основного и покрывного дисков, имеющее вход жидкости, выход жидкости и лопатки, изогнутые в одной плоскости [CN 205779755, дата приоритета: 19.05.2016 г., дата публикации: 07.12.2016 г., МПК: F04D 13/06].A centrifugal pump is known, consisting of a housing containing an impeller, consisting of a flat main and cover disks, having a fluid inlet, fluid outlet and vanes bent in one plane [CN 205779755, priority date: 05/19/2016, publication date: 07.12 .2016, IPC: F04D 13/06].

В качестве прототипа выбран центробежный насос, состоящий из корпуса и рабочего колеса, установленного внутрь корпуса, при этом рабочее колесо состоит из плоского основного и конического покрывного дисков и содержит лопатки, изогнутые в двух плоскостях, при этом рабочее колесо имеет вход и выход жидкости [CN 204152837, дата публикации: 11.02.2015 г., МПК: F04D 29/24].A centrifugal pump consisting of a casing and an impeller mounted inside the casing is selected as a prototype, while the impeller consists of a flat main and conical cover discs and contains vanes curved in two planes, while the impeller has an inlet and outlet of fluid [CN 204152837, publication date: 02/11/2015, IPC: F04D 29/24].

Недостатком прототипа и известных центробежных насосов является то, что, при расходе перекачиваемой жидкости менее расчетного, на выходе из рабочего колеса, а также в кольцевом или спиральном отводе корпуса образуются вихри, которые могут приводить к потере энергии движения перекачиваемой жидкости, снижению КПД и эксплуатационных характеристик центробежного насоса.The disadvantage of the prototype and known centrifugal pumps is that, when the flow rate of the pumped liquid is less than calculated, vortices are formed at the exit of the impeller, as well as in the annular or spiral outlet of the housing, which can lead to a loss in the energy of movement of the pumped liquid, lower efficiency and operational characteristics centrifugal pump.

Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эксплуатационных характеристик центробежного насоса.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the operational characteristics of a centrifugal pump.

Техническим результатом, достигаемым полезной моделью, является повышение КПД центробежного насоса.The technical result achieved by the utility model is to increase the efficiency of a centrifugal pump.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Центробежный насос состоит из корпуса и рабочего колеса, которое содержит лопатки, имеет вход, выход и снабжено на выходе разделителем потока жидкости, выполненным в виде кольцевой пластины. В отличие от прототипа кольцевая пластина выполнена плоской и установлена в плоскости поперечного сечения рабочего колеса.A centrifugal pump consists of a casing and an impeller, which contains blades, has an inlet, an outlet, and is equipped with an outlet for separating the liquid flow, made in the form of an annular plate. Unlike the prototype, the annular plate is flat and mounted in the plane of the cross section of the impeller.

Рабочее колесо центробежного насоса может иметь плоскую или вогнутую форму. Рабочее колесо состоит из основного и покрывного дисков и лопаток. Рабочее колесо имеет вход, расположенный в центральной части, и выход, расположенный по боковой (торцевой) поверхности. Рабочее колесо имеет радиальные рабочие каналы, образованные между лопатками, проходящие от входа к выходу. Лопатки предназначены для создания центробежной силы и преобразования механической энергии вращения рабочего колеса в энергию движения жидкости.The impeller of a centrifugal pump may be flat or concave. The impeller consists of a main and cover disks and blades. The impeller has an entrance located in the central part, and an exit located on the side (end) surface. The impeller has radial working channels formed between the blades, passing from entrance to exit. The blades are designed to create centrifugal force and convert the mechanical energy of rotation of the impeller into the energy of fluid motion.

Разделитель потока жидкости выполнен в виде плоской кольцевой пластины, что обеспечивает возможность разделения и организации потока жидкости, выходящего из рабочего колеса в корпус, при этом форма и размер разделителя, а также место расположения разделителя на выходе рабочего колеса могут быть определены в зависимости от необходимого соотношения масс жидкости. Например, разделитель потока жидкости может представлять собой плоскую кольцевую пластину или отдельные сегменты, имеющие прямой или изогнутый профиль.The separator of the fluid flow is made in the form of a flat annular plate, which allows the separation and organization of the fluid flow exiting from the impeller into the housing, while the shape and size of the separator, as well as the location of the separator at the output of the impeller, can be determined depending on the required ratio masses of fluid. For example, the fluid flow separator may be a flat annular plate or individual segments having a straight or curved profile.

Разделитель потока жидкости установлен на выходе в плоскости поперечного сечения рабочего колеса, что подразумевает то, что край разделителя потока жидкости может быть приближен либо расположен на одном уровне с торцевой поверхностью рабочего колеса, при этом разделитель может быть установлен параллельно плоскости входа рабочего колеса, либо параллельно основному или покрывному дискам. Разделитель потока жидкости может иметь ширину до 50% от диаметра рабочего колеса. При этом для обеспечения структурной прочности разделитель потока жидкости может иметь толщину, составляющую от 10 до 100% толщины лопатки на выходе рабочего колеса.The liquid flow separator is installed at the exit in the plane of the cross section of the impeller, which implies that the edge of the liquid flow separator can be approximated or located at the same level with the end surface of the impeller, while the separator can be installed parallel to the impeller inlet plane, or parallel main or cover disks. The liquid splitter may have a width of up to 50% of the impeller diameter. Moreover, to ensure structural strength, the liquid flow separator may have a thickness of 10 to 100% of the thickness of the blade at the exit of the impeller.

Разделитель потока жидкости может быть установлен на выходе рабочего колеса без смещения или со смещением относительно поперечного сечения рабочего колеса, проходящего через центр выхода.The liquid flow separator can be installed at the impeller outlet without displacement or with displacement relative to the cross section of the impeller passing through the center of the outlet.

Корпус центробежного насоса содержит входной и выходной патрубки и обеспечивает возможность подвода жидкости ко входу рабочего колеса и отвода жидкости от выхода рабочего колеса. При этом отвод жидкости от выхода рабочего колеса обеспечивается за счет внутренней поверхности корпуса, которая для этого может иметь в поперечном сечении цилиндрическую, спиралевидную или круговую форму.The centrifugal pump housing contains inlet and outlet nozzles and provides the possibility of supplying fluid to the input of the impeller and drainage of fluid from the output of the impeller. In this case, the drainage of liquid from the exit of the impeller is provided due to the inner surface of the housing, which for this can have a cylindrical, spiral-shaped or circular shape in cross section.

Дополнительно для повышения организованности потока жидкости и КПД центробежного насоса внутренняя поверхность корпуса может быть снабжена ответным разделителем потока жидкости, который может быть образован непосредственно внутренней поверхностью корпуса или может быть выполнен в виде отдельного элемента, присоединенного ко внутренней поверхности корпуса. Ответный разделитель потока жидкости может быть установлен напротив разделителя потока жидкости рабочего колеса и может иметь аналогичную ему конструкцию. При этом величина технологического зазора между ними может составлять от 2 до 200% толщины лопатки на выходе, способствуя снижению вихрей в потоке жидкости. Например, в случае если разделитель потока жидкости рабочего колеса выполнен в виде кольцевой пластины, то ответный разделитель потока жидкости может быть также выполнен в виде кольцевой пластины.Additionally, to improve the organization of the fluid flow and the efficiency of the centrifugal pump, the inner surface of the housing can be equipped with a reciprocal separator of the fluid flow, which can be formed directly by the inner surface of the housing or can be made in the form of a separate element attached to the inner surface of the housing. The reciprocal fluid flow separator can be installed opposite the impeller fluid flow separator and can have a similar design. Moreover, the size of the technological gap between them can be from 2 to 200% of the thickness of the blade at the outlet, helping to reduce the vortices in the fluid flow. For example, if the impeller fluid flow separator is made in the form of an annular plate, then the fluid flow separator in response can also be made in the form of an annular plate.

Дополнительно для повышения организованности потока жидкости и КПД центробежного насоса корпус центробежного насоса может содержать дополнительные ответные разделители потока жидкости, обеспечивающие возможность создания двух и более раздельных камер в корпусе, в которых жидкость может двигаться с разными скоростями. Дополнительные ответные разделители могут быть установлены симметрично или ассиметрично относительно ответного разделителя потока жидкости.Additionally, to improve the organization of the fluid flow and the efficiency of the centrifugal pump, the centrifugal pump housing may contain additional reciprocal separators of the fluid flow, which makes it possible to create two or more separate chambers in the housing, in which the fluid can move at different speeds. Additional response dividers may be mounted symmetrically or asymmetrically with respect to the response flow separator.

Дополнительно корпус с дополнительными ответными разделителями может содержать элементы управления объемом пропускаемой жидкости, которые могут быть представлены клапанами, заслонками, затворами и др. Таким образом, при перекачивании малого объема жидкости обеспечивается возможность использования только одной из камер внутри корпуса, благодаря чему на перемещение жидкости затрачивается меньше энергии, что ведет к повышению КПД центробежного насоса.In addition, the housing with additional reciprocal separators may contain controls for the volume of fluid to be passed, which can be represented by valves, dampers, valves, etc. Thus, when pumping a small volume of fluid, it is possible to use only one of the chambers inside the housing, so it takes to move the fluid less energy, which leads to increased efficiency of the centrifugal pump.

Элементы центробежного насоса могут быть изготовлены из металлов или сплавов, например, из сплавов на основе железа, алюминия или меди, либо из пластика или композиционного материала, либо из комбинаций этих материалов.Elements of a centrifugal pump can be made of metals or alloys, for example, from alloys based on iron, aluminum or copper, or from plastic or composite material, or from combinations of these materials.

Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что кольцевая пластина выполнена плоской и установлена в плоскости поперечного сечения рабочего колеса, благодаря чему, за счет разделения потока жидкости на несколько частей на выходе из рабочего колеса и организованной закрутке потока жидкости в корпусе повышается организованность движения потока жидкости из выходного патрубка центробежного насоса, что позволяет для номинальных режимов работы, а также режимов работы при расходе жидкости менее номинального в два и более раза повысить стабильность скорости потока жидкости, двигающегося из выходного патрубка центробежного насоса, обеспечивая достижение технического результата, заключающегося в повышении КПД центробежного насоса, тем самым повышая его эксплуатационные характеристики.The utility model has previously unknown from the prior art a set of essential features, characterized in that the annular plate is made flat and installed in the plane of the cross section of the impeller, due to which, due to the separation of the fluid flow into several parts at the exit of the impeller and the organized swirl of the fluid flow in the housing, the organization of fluid flow from the outlet of the centrifugal pump increases, which allows for nominal operating modes, as well as operating modes s at a flow rate less than a nominal two or more times to increase the stability of the liquid flow rate, moving from the outlet pipe of a centrifugal pump providing the achievement of technical result consisting in increasing the efficiency of the centrifugal pump, thereby improving its performance.

Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».The presence of new distinctive essential features indicates the compliance of the utility model with the patentability criterion of “novelty”.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».The utility model can be made of known materials using known means, which indicates the compliance of the utility model with the patentability criterion of "industrial applicability".

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

Фиг. 1 - Рабочее колесо, снабженное на выходе разделителем потока жидкости, изометрическая проекция.FIG. 1 - An impeller equipped with a liquid separator at the outlet, isometric view.

Фиг. 2 - Рабочее колесо, установленное в корпус, снабженное на выходе разделителем потока жидкости, продольный разрез, общий вид.FIG. 2 - Impeller installed in the housing, equipped with a liquid flow separator at the outlet, longitudinal section, general view.

Фиг. 3 - Рабочее колесо, снабженное на выходе разделителем потока жидкости и установленное в корпус, снабженный ответным разделителем потока жидкости, образованным корпусом центробежного насоса, продольный разрез, общий вид.FIG. 3 - An impeller equipped with a fluid flow separator at the outlet and installed in a housing equipped with a fluid flow separator formed by a centrifugal pump housing, longitudinal section, general view.

Центробежный насос состоит из корпуса 1 и рабочего колеса 2, при этом рабочее колесо 2 имеет вход и выход и состоит из основного диска 3, покрывного диска 4, лопаток 5, и снабжено на выходе плоским кольцевым разделителем 6 потока жидкости, а корпус 1 содержит входной патрубок, выходной патрубок (не показаны на чертежах) и ответный разделитель 7 потока жидкости.The centrifugal pump consists of a housing 1 and an impeller 2, while the impeller 2 has an input and an outlet and consists of a main disk 3, a cover disk 4, vanes 5, and is equipped with a flat ring spacer 6 of the fluid flow at the output, and the housing 1 contains an input a nozzle, an outlet nozzle (not shown in the drawings) and a reciprocal separator 7 of the fluid flow.

Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.

Центробежный насос активируется и жидкость через входной патрубок корпуса 1 поступает на вход рабочего колеса 2 и движется вдоль поверхности лопаток 5 к выходу рабочего колеса 2. При этом поток жидкости на выходе рабочего колеса 2 рассекается плоским кольцевым разделителем 6, благодаря чему улучшается организованность движения потока жидкости. Поток жидкости попадает на ответный разделитель 7, который позволяет дополнительно увеличить организованность движения потока жидкости, движущейся к выходному патрубку центробежного насоса.The centrifugal pump is activated and the fluid through the inlet pipe of the housing 1 enters the inlet of the impeller 2 and moves along the surface of the blades 5 to the outlet of the impeller 2. In this case, the fluid flow at the outlet of the impeller 2 is cut by a flat annular separator 6, thereby improving the organization of fluid flow . The fluid flow enters the reciprocal separator 7, which allows you to further increase the organization of the movement of the fluid flow moving to the outlet of the centrifugal pump.

Таким образом, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении КПД центробежного насоса, тем самым повышаются его эксплуатационные характеристики.This ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the efficiency of a centrifugal pump, thereby increasing its operational characteristics.

Claims

1. A centrifugal pump, consisting of a housing and an impeller, which contains the blades and has an inlet and an outlet, while the impeller is provided at the outlet with a liquid flow separator made in the form of an annular plate,
characterized in that the annular plate is flat and installed in the plane of the cross section of the impeller.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the edge of the plate is located at the same level with the end surface of the impeller.

3. The pump according to claim 2, characterized in that the plate has a width of up to 50% of the diameter of the impeller.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the plate has a thickness of from 10 to 100% of the thickness of the blades at the exit of the impeller.

5. The pump according to claim 1, characterized in that the plate is installed in the plane of the cross section of the impeller passing through the center of the exit.

6. The pump according to claim 1, characterized in that the inner surface of the housing is equipped with a reciprocal separator of the fluid flow.

7. The pump according to claim 1, characterized in that the response fluid separator is located opposite the fluid flow separator.

8. The pump according to claim 1, characterized in that the technological gap between the reciprocal separator and the flow separator is from 2 to 200% of the thickness of the blades at the output of the impeller.