RU2065086C1

RU2065086C1 - Torque flow pump

Info

Publication number: RU2065086C1
Authority: RU
Inventors: Г.Д. Шекун
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: manufacture of pumps for control of output of torque flow pump due to employment of radial suction device with adjustable passage area. SUBSTANCE: profiled head 8 of suction device 2 of torque flow pump is made in the form of body of revolution with tight surface. Central portion of head 8 is arranged inside housing 1 and its peripheral portion is arranged outside housing 1. Axial motion of head 8 relative to housing 1 provides for forming adjustable radial passage of suction device 2. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для регулирования подачи насоса. The invention relates to the field of pump engineering and can be used to control the flow of the pump.

Известен свободно-вихревой насос, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательных устройствами в виде патрубков, подключенных к вихревой камере, ограниченной передней и задней стенками корпуса, в последней из которых выполнено углубление с размещенным в нем рабочим колесом, снабженного ступицей, а передняя стенка в центральной части снабжена полым профилированным насадком, сообщенным с входным патрубком (1). За счет повышения эффективности преобразования энергии при уменьшении объема перекачиваемой среды, подвергаемой закрутке, такая конструкция насоса позволяет повысить КПД и напор насоса. Known free-vortex pump containing a housing with suction and discharge devices in the form of nozzles connected to a vortex chamber bounded by the front and rear walls of the housing, the latter of which is made a recess with an impeller placed therein, equipped with a hub, and the front wall in the Central parts equipped with a hollow profiled nozzle in communication with the inlet pipe (1). By increasing the efficiency of energy conversion while reducing the volume of the pumped medium being twisted, this design of the pump allows to increase the efficiency and pressure of the pump.

Однако указанная конструкция не обеспечивает регулирование подачи насоса в зависимости от потребности внешней сети. However, this design does not provide control of the pump flow depending on the needs of the external network.

Известна также конструкция свободно-вихревого насоса, содержащая корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, подключенными к вихревой камере, ограниченной передней и задней стенками корпуса, в последней из которых выполнено углубление с размещенным в нем рабочим колесом, а передняя стенка установлена с возможностью осевого перемещения (2). В конструкции насоса предусмотрено регулирование подачи за счет изменения ширины вихревой камеры. Also known is the design of a free-vortex pump, comprising a housing with a suction and discharge nozzles connected to a vortex chamber bounded by the front and rear walls of the housing, the latter of which has a recess with an impeller placed in it, and the front wall is mounted with axial movement ( 2). The design of the pump provides for flow control by changing the width of the vortex chamber.

Однако отклонение ширины вихревой камеры от оптимальной приводит к снижению КПД насоса, так как уменьшается его эффективность на нерасчетных режимах, связанная изменением объема перекачиваемой жидкости, подвергаемой закрутке. However, the deviation of the width of the vortex chamber from the optimum leads to a decrease in the efficiency of the pump, since its efficiency decreases in off-design modes, due to a change in the volume of the pumped liquid, which is subjected to swirling.

Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности насоса при регулировании подачи за счет использования регулируемого радиального входного канала всасывающего устройства. The invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the pump when regulating the flow through the use of an adjustable radial inlet channel of the suction device.

Технический результат достигается за счет того, что профилированный насадок выполнен в виде тела вращения с непроницаемой поверхностью, центральная часть которого размещена внутри корпуса, а периферийная установлена с осевым зазором относительно наружной поверхности корпуса с образованием регулируемого радиального входного канала всасывающего устройства. Возможность осевого перемещения насадка способствует образованию регулируемого радиального канала всасывающего устройства. Конструкция насоса предусматривает частичное расположение насадка в ступице рабочего колеса. Такие конструктивные особенности расширяют функциональные возможности свободно-вихревого насоса и повышают его эффективность на нерасчетных режимах, так как вихревая камера в этом случае остается неизменной, а перекачиваемая среда по радиальному каналу всасывающего устройства непосредственно попадает в активную зону камеры. Такая организация подвода жидкой среды способствует лучшему энергообмену и стабилизации закрученного потока в вихревой камере. The technical result is achieved due to the fact that the shaped nozzles are made in the form of a body of revolution with an impenetrable surface, the central part of which is placed inside the housing, and the peripheral one is installed with an axial clearance relative to the outer surface of the housing with the formation of an adjustable radial inlet channel of the suction device. The possibility of axial movement of the nozzle contributes to the formation of an adjustable radial channel of the suction device. The design of the pump provides a partial location of the nozzle in the hub of the impeller. Such design features expand the functionality of the free-vortex pump and increase its efficiency in off-design modes, since the vortex chamber in this case remains unchanged, and the pumped medium through the radial channel of the suction device directly enters the active zone of the chamber. This organization of the supply of a liquid medium contributes to better energy exchange and stabilization of the swirling flow in the vortex chamber.

Рабочий поток жидкости, проходя через радиальный входной канал всасывающего устройства, уже перед вихревой камерой обладает определенным запасом кинетической энергии, и благодаря профилированной поверхности насадка, попадает в вихревую камеру с подкруткой. Использование вихревой камеры с тороидальной поверхностью постоянного сечения по окружности, в которой расположены лопатки рабочего колеса, создается условие, когда перекачиваемая среда претерпевает наименьшие деформации. Механическая энергия вращения рабочего колеса преобразуется в кинематическую энергию вращения перекачиваемой жидкости только в периферийной области вихревой камеры, и закрутке таким образом подвергается меньший объем жидкости, так как применение насадка предотвращает распространение вихревого шнура как в центральную часть вихревой камеры, так и в полость входного патрубка. Осевое перемещение профилированного насадка относительно наружной поверхности корпуса способствует изменению площади проходного сечения радиального канала, представляющего входное устройство, и регулированию расхода перекачиваемой жидкой среды, которая затем подвергается интенсивной закрутке в вихревой камере. Для предотвращения образования осевого зазора между ступицей рабочего колеса и профилированным насадком при перемещении последнего насадок частично расположен в ступице рабочего колеса, центральная часть которой снабжена цилиндрической полостью. Такое конструктивное решение позволяет предотвратить возникновение осевого зазора между насадком и ступицей рабочего колеса и ликвидировать образование паразитного объема вихревой камеры в центральной ее части. При этом профилированный насадок выполнен в виде тела вращения с непроницаемой поверхностью, что способствует более плавному регулированию подачи насоса. The working fluid flow, passing through the radial inlet channel of the suction device, already in front of the vortex chamber has a certain supply of kinetic energy, and due to the profiled surface of the nozzle, it enters the swirl chamber with a twist. The use of a vortex chamber with a toroidal surface of constant cross section around the circumference in which the impeller vanes are located creates the condition when the pumped medium undergoes the least deformation. The mechanical energy of rotation of the impeller is converted into kinematic energy of rotation of the pumped fluid only in the peripheral region of the vortex chamber, and thus a smaller volume of liquid is twisted, since the use of the nozzle prevents the vortex cord from spreading both to the central part of the vortex chamber and to the cavity of the inlet pipe. The axial movement of the shaped nozzle relative to the outer surface of the housing contributes to a change in the area of the bore of the radial channel representing the input device and to the regulation of the flow rate of the pumped liquid medium, which is then subjected to intensive swirling in the vortex chamber. To prevent the formation of an axial clearance between the impeller hub and the shaped nozzle when moving the last nozzle, it is partially located in the impeller hub, the central part of which is provided with a cylindrical cavity. This design solution allows you to prevent the occurrence of axial clearance between the nozzle and the hub of the impeller and to eliminate the formation of spurious volume of the vortex chamber in its central part. In this case, the shaped nozzles are made in the form of a body of revolution with an impenetrable surface, which contributes to a more smooth regulation of the pump flow.

На чертеже представлен схематично продольный разрез свободно-вихревого насоса с радиальным всасывающим устройством. The drawing shows a schematic longitudinal section of a free-vortex pump with a radial suction device.

Свободно-вихревой насос содержит корпус 1 с радиальным входным устройством 2 и вихревой камерой 3 и установленное в корпусе 1 рабочее колесо 4 с лопатками 5, ступица 6 которого закреплена на валу 7. Насос снабжен полым профилированным насадком 8, установленным в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения и контроля ее положения с образованием входного радиального канала 9 посредством втулок 10 и болтов 11. Насос снабжен нагнетательным устройством в виде патрубка 12. The free-vortex pump comprises a housing 1 with a radial inlet device 2 and a vortex chamber 3 and an impeller 4 with blades 5 mounted in the housing 1, the hub 6 of which is fixed to the shaft 7. The pump is equipped with a hollow profiled nozzle 8 mounted in the housing 1 with the possibility of axial movement and control of its position with the formation of the input radial channel 9 by means of bushings 10 and bolts 11. The pump is equipped with a discharge device in the form of a pipe 12.

Свободно-вихревой насос работает следующим образом. Free vortex pump operates as follows.

В результате разрежения, создаваемого развитым полем центробежных сил, обусловленных интенсивной закруткой лопатками 5 рабочего колеса 4 перекачиваемой жидкой среды в вихревой камере 3, поток жидкости проходит через всасывающее устройство 2 и радиальный канал 9. Увлекаемый вихревым течением в камеру 3 поток жидкой среды после интенсивной закрутки отбрасывается в выходной патрубок 12. As a result of the rarefaction created by the developed field of centrifugal forces due to the intensive swirling of the blades 5 of the impeller 4 of the pumped liquid medium in the vortex chamber 3, the fluid flow passes through the suction device 2 and the radial channel 9. The fluid flow after the intensive swirl carried by the vortex flow into the chamber 3 discarded into the outlet 12.

Изменение положения и фиксация подвижного профилированного насадка 8 при помощи втулок 10 и болтов 11 приводит к изменению ширины осевого зазора между наружной поверхностью корпуса 1 и внутренней поверхностью профилированного насадка 8, что обуславливает изменение площади входного радиального канала 9 и изменение подачи насоса. Changing the position and fixing the movable shaped nozzle 8 with bushings 10 and bolts 11 leads to a change in the axial clearance between the outer surface of the housing 1 and the inner surface of the shaped nozzle 8, which causes a change in the area of the inlet radial channel 9 and a change in the pump flow.

Регулирование ширины осевого зазора и площади проходного сечения радиального канала 9 при помощи набора съемных втулок 10 различной длины позволяет производить контроль промежуточных установок профилированного насадка 8 и обеспечивать требуемый расход перекачиваемой жидкой среды в соответствии с параметрами внешней сети. При этом внутренняя поверхность насадка образована радиусом, идентичным радиусу образования полости вихревой камеры и лопаточных каналов рабочего колеса. Adjusting the axial clearance width and the bore of the radial channel 9 using a set of removable sleeves 10 of various lengths allows you to control the intermediate settings of the shaped nozzle 8 and to provide the required flow rate of the pumped liquid medium in accordance with the parameters of the external network. The inner surface of the nozzle is formed by a radius identical to the radius of formation of the cavity of the vortex chamber and the blade channels of the impeller.

Claims

1. A free-vortex pump comprising a housing with suction and discharge devices connected to a vortex chamber bounded by the front and rear walls of the housing, the latter of which has a recess with an impeller with a hub located in it, and the input channel of the suction device is formed by a hollow profiled nozzle mounted with axial movement relative to the housing, characterized in that the nozzle is made in the form of a body of revolution with an impenetrable surface, central Naya part of which is housed within the housing, and the peripheral is set with axial clearance relative to the outer surface of the housing to form an adjustable radial inlet duct of the suction device.

2. The pump according to claim 1, characterized in that a cylindrical cavity is made in the central part of the wheel hub and the central part of the nozzle is partially located in the impeller hub.