RU2103560C1 - Annular diffuser of centrifugal pump stator - Google Patents
Annular diffuser of centrifugal pump stator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103560C1 RU2103560C1 RU95121609A RU95121609A RU2103560C1 RU 2103560 C1 RU2103560 C1 RU 2103560C1 RU 95121609 A RU95121609 A RU 95121609A RU 95121609 A RU95121609 A RU 95121609A RU 2103560 C1 RU2103560 C1 RU 2103560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- axis
- channels
- cylindrical
- diffuser
- Prior art date
Links
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
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
-
- 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
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
- F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
Abstract
Description
Изобретение относится к области механики, а более конкретно к насосам и компрессорам необъемного вытеснения. The invention relates to the field of mechanics, and more particularly to pumps and compressors of continuous displacement.
В технике известны и нашли широкое распространение кольцевые диффузоры различного конструктивного исполнения в статорах центробежных насосов и компрессоров. Так патент ФРГ на изобретение N 3442665 по МКИ F 04 D 29/44 выдан на диффузор для компрессора. Ring diffusers of various designs in the stators of centrifugal pumps and compressors are known and widely used in technology. So the Federal Republic of Germany patent for invention N 3442665 according to MKI F 04 D 29/44 is issued to a diffuser for a compressor.
В этом техническом решении имеется кольцо диффузора компрессора. Кольцо содержит внутреннюю цилиндрическую поверхность. Имеются также равномерно расположенные по окружности каналы от внутреннего к внешнему контуру кольца. This technical solution has a compressor diffuser ring. The ring contains an inner cylindrical surface. There are also channels evenly spaced around the circumference from the inner to the outer contour of the ring.
Каждый канал имеет цилиндрическую поверхность. Выходная часть каналов выполнена расширяющейся. Это техническое решение выбираем в качестве аналога предлагаемого изобретения. Each channel has a cylindrical surface. The output part of the channels is made expanding. This technical solution is chosen as an analogue of the invention.
Недостаток аналога в том, что он имеет значительные радиальные габариты. В нем не использованы хорошие возможности для снижения радиальных габаритов за счет оптимизации гидравлического тракта диффузора при сохранении его осевой протяженности. The disadvantage of the analogue is that it has significant radial dimensions. It did not use good opportunities to reduce radial dimensions by optimizing the hydraulic path of the diffuser while maintaining its axial length.
Известен лопаточный диффузор центробежного компрессора, в котором образованные боковыми стенками и лопатками каналы диффузора имеют среднюю линию, выполненную по логарифмической спирали (авт. св. СССР N 1546717 по МКИ5 F 04 D 29/44). Это техническое решение выбираем также в качестве аналога изобретения. Недостаток этого аналога в том, что проходное сечение каналов в диффузоре имеет большое отношение периметра к площади проходного сечения, что неблагоприятно сказывается на пульсационных характеристиках КПД насоса. A scapular diffuser of a centrifugal compressor is known, in which the diffuser channels formed by the side walls and vanes have a middle line made in a logarithmic spiral (ed. St. USSR N 1546717 according to MKI5 F 04 D 29/44). This technical solution is also chosen as an analogue of the invention. The disadvantage of this analogue is that the passage section of the channels in the diffuser has a large ratio of the perimeter to the area of the passage section, which adversely affects the pulsation characteristics of the pump efficiency.
Известен также центробежный компрессор с трубчатым направляющим аппаратом за рабочим колесом из патента по заявке Великобритании N 2050510 по МКИ F 04 D 29/44. Диффузор имеет кольцо. Кольцо имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность. Имеются также равномерно расположенные по окружности каналы от внутреннего к внешнему контуру кольца диффузора. Канал на входе имеет цилиндрическую форму, а на выходе выполнен расширяющимся коническим. Это техническое решение выбираем в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Also known is a centrifugal compressor with a tubular guide apparatus behind the impeller of the patent according to the application of Great Britain N 2050510 according to MKI F 04 D 29/44. The diffuser has a ring. The ring has an inner cylindrical surface. There are also channels evenly spaced around the circumference from the inner to the outer contour of the diffuser ring. The inlet channel has a cylindrical shape, and the outlet is made expanding conical. This technical solution is chosen as a prototype of the invention.
Недостаток прототипа в том, что вследствие недостатков в профилировании выходной части каналов диффузора устройства, оно имеет излишние радиальные габариты. The disadvantage of the prototype is that due to disadvantages in profiling the output part of the channels of the diffuser of the device, it has excessive radial dimensions.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что кольцевой диффузор статора центробежного насоса выполнен в виде кольца с внутренней цилиндрической поверхностью и имеет равномерно расположенные по окружности каналы от внутреннего к внешнему контуру кольца. Входная часть каналов цилиндрическая, а выходная либо цилиндрическая, либо расширяющаяся, например, в виде конической поверхности. Выходная часть каналов с внутренней стороны снабжена криволинейным скосом, образованным вращением дуги окружности вокруг оси, которая параллельна и эксцентрична оси кольца причем не менее трех точек преимущественно в начале, конце и середине скоса в сечении симметрии кольца лежат на логарифмической спирали, полюс которой находится на оси кольца. Дуга окружности и ось, вокруг которой ее вращают, лежат в одной плоскости. Кроме того, входная кромка равномерно расположенных по окружности каналов может быть скруглена радиусом. Это способствует также повышению КПД насоса. The essence of the invention lies in the fact that the annular diffuser of the stator of the centrifugal pump is made in the form of a ring with an inner cylindrical surface and has channels evenly spaced around the circumference from the inner to the outer contour of the ring. The inlet of the channels is cylindrical, and the outlet is either cylindrical or expanding, for example, in the form of a conical surface. The output part of the channels is provided on the inside with a curved bevel formed by the rotation of an arc of a circle around an axis that is parallel and eccentric to the axis of the ring, with at least three points mainly at the beginning, end and middle of the bevel in the symmetry section of the ring lying on a logarithmic spiral whose pole is on the axis rings. The arc of a circle and the axis around which it is rotated lie in the same plane. In addition, the input edge of the channels evenly spaced around the circumference can be rounded with a radius. It also contributes to an increase in pump efficiency.
Задача, на решение которой было направлено предложенное техническое решение, состояла в совершенствовании профилирования равномерно расположенных по окружности каналов кольцевого диффузора. The task to which the proposed technical solution was directed was to improve the profiling of the annular diffuser evenly spaced around the circumference of the channels.
Технический результат от реализации изобретения заключается в снижении габаритов конструкции. The technical result from the implementation of the invention is to reduce the dimensions of the structure.
На фиг. 1 представлен кольцевой диффузор статора центробежного насоса в сечении симметрии кольца; на фиг. 2 представлен вид М на участке кольцевого диффузора в зоне одного из равномерно расположенных по окружности каналов; на фиг. 3 представлено место I в увеличенном размере по отношению к фиг. 1; на фиг. 4 представлено сечение ТТ на фиг. 3; на фиг. 5 представлен кольцевой диффузор со звездообразным наружным контуром. In FIG. 1 shows an annular diffuser of a centrifugal pump stator in a section of ring symmetry; in FIG. 2 shows a view of M in the area of the annular diffuser in the area of one of the channels evenly spaced around the circumference; in FIG. 3 shows an enlarged place of I in relation to FIG. one; in FIG. 4 is a sectional view of the CT in FIG. 3; in FIG. 5 shows an annular diffuser with a star-shaped outer contour.
Представленный на фиг. 1 кольцевой диффузор имеет трубчатый направляющий аппарат и содержит: 1 - внутренняя цилиндрическая поверхность кольца; 2 - наружная цилиндрическая поверхность кольца. Между внутренней и наружной поверхностями кольца выполнены равномерно расположенные по окружности каналы. Presented in FIG. 1 ring diffuser has a tubular guide apparatus and contains: 1 - inner cylindrical surface of the ring; 2 - the outer cylindrical surface of the ring. Between the inner and outer surfaces of the ring, channels are uniformly spaced around the circumference.
Каждый канал имеет входной цилиндрический элемент 3, выходной конический элемент 4. Выходная часть канала также содержит криволинейный скос 5. Each channel has an input
Радиус r2 дуги окружности скоса 5 равен радиусу r1 окружности цилиндрического элемента 3, как видно на фиг. 2, 3 и 4.The radius r 2 of the arc of the circumference of the
Плоскость дуги окружности r2 перпендикулярна плоскости на фиг. 1 (фиг. 4).The plane of the circular arc r 2 is perpendicular to the plane of FIG. 1 (Fig. 4).
Криволинейный скос 5 получен вращением указанной дуги вокруг оси, эксцентричной оси кольца с координатами а, b и радиусом R (фиг. 1 и 3).
Величины a, b и R определяются следующим образом. The values of a, b and R are defined as follows.
Вначале определяются координаты 3-х точек E, G, H на фиг. 3. Эти точки принадлежат логарифмической спирали. Уравнение логарифмической спирали, как известно (в полярных координатах) имеет вид: ρ = cekφ , где ρ - текущий радиус, c - начальное сечение радиуса, e - основание натуральных логарифмов, K - коэффициент пропорциональности, φ - центральный угол наклона логарифмической спирали.First, the coordinates of the 3 points E, G, H in FIG. 3. These points belong to a logarithmic spiral. The equation of the logarithmic spiral, as is known (in polar coordinates), has the form: ρ = ce kφ , where ρ is the current radius, c is the initial section of the radius, e is the base of the natural logarithms, K is the proportionality coefficient, φ is the central angle of inclination of the logarithmic spiral.
Полюс спирали в начале координат в точке 0 (фиг. 1 и 3). В декартовых координатах это уравнение имеет вид:
,
где X и Y - значение точек логарифмической кривой в системе декартовых координат.The pole of the spiral at the origin at point 0 (Figs. 1 and 3). In Cartesian coordinates, this equation has the form:
,
where X and Y are the values of the points of the logarithmic curve in the Cartesian coordinate system.
Второе уравнение получаем в результате дифференцирования этого уравнения по X. The second equation is obtained by differentiating this equation with respect to X.
. .
Из конструктивной разработки известны координаты точки и угол касательной к логарифмической спирали в этой точке. From the design, the coordinates of the point and the angle of the tangent to the logarithmic spiral at this point are known.
Исходя из этого и объединяя уравнение 1 и 2 в систему и решая ее, подставляя в нее значения X, Y и dy/dx в точке E, получаем значение величины C и K. Величины C и K могут быть получены не только математическим расчетом, например, на ЭВМ, но и методом конструктивного прочерчивания. Proceeding from this and combining
Касательная к логарифмической спирали в точке E совпадает с образующей конической поверхности 4. Из уравнения 1 получим значение Y в точках G и H, для которых задаемся значениями X. The tangent to the logarithmic spiral at point E coincides with the generatrix of the
Таким образом получим три точки логарифмической спирали E(X1; Y1); G(X2; Y2); H(X3; Y3).Thus, we obtain three points of the logarithmic spiral E (X 1 ; Y 1 ); G (X 2 ; Y 2 ); H (X 3 ; Y 3 ).
На фиг. 3 данная логарифмическая спираль показана штрихпунктирной линией. In FIG. 3, this logarithmic spiral is shown by a dash-dot line.
Значение радиуса R и координаты положения его центра (а, b) определяем, подставляя значения X и Y в точках E, G и H, т. е. система уравнений для этого будет иметь вид:
(X1-a)2+(Y1-b)2=R2
(X2-a)2+(Y2-b)2=R2
(X3-a)2+(Y3-b)2=R2
Таким образом, поверхность скоса 5 получена вращением дуги окружности, совпадающей с окружностью поверхности 4 вокруг оси P, параллельной оси кольца диффузора.The value of the radius R and the coordinates of the position of its center (a, b) are determined by substituting the values of X and Y at points E, G and H, i.e., the system of equations for this will look like:
(X 1 -a) 2 + (Y 1 -b) 2 = R 2
(X 2 -a) 2 + (Y 2 -b) 2 = R 2
(X 3 -a) 2 + (Y 3 -b) 2 = R 2
Thus, the surface of the
Радиус этой дуги может быть и меньшим, что снизит эффективность скоса 5. The radius of this arc can be smaller, which will reduce the efficiency of the
Входные кромки 6 каналов на фиг. 1 по контуру S.U.N. в ряде случаев могут быть выполнены скругленными. Это обеспечивает снижение гидравлических потерь на входе в каналы. The input edges 6 of the channels in FIG. 1 along S.U.N. in some cases, can be rounded. This provides a reduction in hydraulic losses at the entrance to the channels.
Кольцевой диффузор по наружному диаметру может иметь звездообразную форму (фиг. 5) при этом равномерно расположенные по окружности каналы (с элементами 3, 4, 5) идентичны каналам (с элементами 3, 4, 5) на фиг. 1 и 3. Следует также отметить, что поверхность 4 может быть цилиндрической, являясь продолжением поверхности 3. The annular diffuser in outer diameter can have a star-shaped shape (Fig. 5), while the channels (with
Направление потока на фиг. 3 показано стрелками. При работе кольцевого диффузора в насосе поток после рабочего колеса имеет траекторию движения по логарифмической спирали. (Миллионщиков М.Д. Турбулентные течения в пристеночном слое и трубах. М.: Атомная энергия, 1979, т. 28, вып. 3). The flow direction in FIG. 3 is shown by arrows. During the operation of the annular diffuser in the pump, the flow after the impeller has a trajectory of movement along a logarithmic spiral. (Millionaires M.D. Turbulent flows in the parietal layer and tubes. M: Atomic energy, 1979, v. 28, issue 3).
Вследствие этого выполнения скоса 5 по логарифмической спирали обеспечивает снижение потерь потока, т. е. повышение КПД и снижение пульсаций давления на выходе из насоса. As a result of this, the
Также такое конструктивное исполнение каналов кольцевого диффузора способствует снижению его габаритов. Also, such a design of the annular diffuser channels helps to reduce its dimensions.
Отметим, что, как известно из теории, выполнение поверхности 4 конической во многих случаях эффективнее чем выполнение ее цилиндрической. Note that, as is known from theory, the implementation of a
Возможно также, что точки E, G и H будут находится не в сечении кольцевого диффузора как это имеет место на фиг. 1, а в сечениях, параллельных этому сечению. Кроме того, точки E, G и H могут быть расположены в других местах представленного на фиг. 3 участка логарифмической спирали. It is also possible that points E, G, and H will not be in the cross section of the annular diffuser, as is the case in FIG. 1, but in sections parallel to this section. In addition, points E, G, and H may be located at other locations in FIG. 3 sections of a logarithmic spiral.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121609A RU2103560C1 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Annular diffuser of centrifugal pump stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95121609A RU2103560C1 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Annular diffuser of centrifugal pump stator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95121609A RU95121609A (en) | 1998-01-10 |
RU2103560C1 true RU2103560C1 (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20174959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95121609A RU2103560C1 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Annular diffuser of centrifugal pump stator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2103560C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448275C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-04-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Radial-flow pump |
RU2448279C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-04-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Radial-flow pump diffuser |
WO2013002667A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Pratt & Whitney Canada Corp | Diffuser pipe and assembly for gas turbine engine |
US9874223B2 (en) | 2013-06-17 | 2018-01-23 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser pipe for a gas turbine engine and method for manufacturing same |
RU2676168C1 (en) * | 2018-02-14 | 2018-12-26 | Сергей Викторович Яблочко | Guide vane for centrifugal multi-stage pump |
RU2677301C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677304C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677299C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677303C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677306C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2680777C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-02-26 | Сергей Викторович Яблочко | Centrifugal multi-stage pump guide vanes |
-
1995
- 1995-12-20 RU RU95121609A patent/RU2103560C1/en active IP Right Revival
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448275C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-04-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Radial-flow pump |
RU2448279C1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-04-20 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Тэн" | Radial-flow pump diffuser |
WO2013002667A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Pratt & Whitney Canada Corp | Diffuser pipe and assembly for gas turbine engine |
US8425188B2 (en) | 2011-06-30 | 2013-04-23 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser pipe and assembly for gas turbine engine |
US9874223B2 (en) | 2013-06-17 | 2018-01-23 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Diffuser pipe for a gas turbine engine and method for manufacturing same |
RU2676168C1 (en) * | 2018-02-14 | 2018-12-26 | Сергей Викторович Яблочко | Guide vane for centrifugal multi-stage pump |
RU2677301C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677304C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677299C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677303C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2677306C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-01-16 | Сергей Викторович Яблочко | Guide device for centrifugal multi-stage pump |
RU2680777C1 (en) * | 2018-02-14 | 2019-02-26 | Сергей Викторович Яблочко | Centrifugal multi-stage pump guide vanes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2103560C1 (en) | Annular diffuser of centrifugal pump stator | |
RU2118463C1 (en) | Scroll case for turbomachines | |
EP2531732B1 (en) | Centrifugal compressor diffuser vanelet | |
US6695579B2 (en) | Diffuser having a variable blade height | |
US3333762A (en) | Diffuser for centrifugal compressor | |
US3861826A (en) | Cascade diffuser having thin, straight vanes | |
US6312222B1 (en) | Centrifugal fluid machine | |
US4012166A (en) | Supersonic shock wave compressor diffuser with circular arc channels | |
US4626168A (en) | Diffuser for centrifugal compressors and the like | |
US3860360A (en) | Diffuser for a centrifugal compressor | |
US3997281A (en) | Vaned diffuser and method | |
JP3393653B2 (en) | Pumping or multi-phase compressors and their uses | |
US5203674A (en) | Compact diffuser, particularly suitable for high-power gas turbines | |
EP0040534A1 (en) | Compressor diffuser | |
EP1507977A1 (en) | Discrete passage diffuser | |
US3986791A (en) | Hydrodynamic multi-stage pump | |
RU2216648C2 (en) | Device for transmitting fluid medium between two tandem-mounted stages of multistage centrifugal turbomachine | |
JPH0642478A (en) | Liquid ring pump having improved housing shape | |
DE112017003333T5 (en) | centrifugal compressors | |
RU2429386C2 (en) | Fan unit with free radial wheel rotor | |
JP3342914B2 (en) | Turbo device | |
US20060120866A1 (en) | Centrifugal impeller and pump apparatus | |
US2063194A (en) | Rotary pump and compressor | |
JPS58170890A (en) | Liquid sealed pump | |
RU2080489C1 (en) | High-speed radial fan |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081221 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101120 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |