RU2159360C2

RU2159360C2 - Centrifugal suction dredge pump working wheel

Info

Publication number: RU2159360C2
Application number: RU99102636A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Кобелев; Г.В. Викторов
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering working wheels of pumps handling slurry. SUBSTANCE: working wheel has disks and blades placed between disks. Working surface of blade is made to epicycloid from inlet to outlet and to logarithmic spiral on rear side. Longitudinal screw grooves are made on working side of blade from inlet to outlet. Grooves are connected with cross groove made at outlet from working side of blade. Invention is aimed at increasing wear resistance of pump by reducing intensive impact action of hard particles at blade working side outlet owing to transformation of compact action of hard particles onto blade surface into sliding in longitudinal screw grooves on blade working side. EFFECT: improved wear resistance of pump. 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных насосов. The invention relates to a pump engineering industry, and in particular to designs of impellers of centrifugal pumps.

Известно рабочее колесо центробежного насоса (см. а.с. 905515, МКИ F 04 D 29/24, Бюл. 6, 1982), содержащее диск и лопасти, выполненные в виде гуммированного каркаса, выполненного из резинотканевого материала. Known impeller of a centrifugal pump (see AS 905515, MKI F 04 D 29/24, Bull. 6, 1982) containing a disk and blades made in the form of a gummed frame made of rubber-fabric material.

Недостатком является невысокая износостойкость, обусловленная наличием напряженных зон по всей рабочей поверхности лопасти, образованных под ударным воздействием твердых частиц, что способствует разрушению каркаса из резинотканевого материала в случайно-вероятностных местах контакта с твердыми частицами. The disadvantage is the low wear resistance due to the presence of stress zones along the entire working surface of the blade, formed under the impact of solid particles, which contributes to the destruction of the frame made of rubber-fabric material in randomly probable places of contact with solid particles.

Известно рабочее колесо центробежного грунтового насоса (см. а.с. 1435847, МКИ F 04 D 29/24, Бюл. 41, 1988), содержащее диски и расположенные между ними лопасти с рабочей, профилированной от входа до выхода по эпициклоиде и с тыльной, профилированной по логарифмической спирали сторонами. It is known the impeller of a centrifugal soil pump (see AS 1435847, MKI F 04 D 29/24, Bull. 41, 1988), containing disks and blades located between them with a working one, profiled from the entrance to the exit along the epicycloid and from the back profiled along a logarithmic spiral by the sides.

Недостатком технического решения является недостаточная износостойкость насоса вследствие того, что даже наличие соответствующего профилирования рабочей и тыльной сторон лопасти с изменением угла входа и выхода не устраняет ударного повторного соударения твердых частиц с лопастью. Особенно в области выхода, что интенсифицирует разрушение лопасти в данной зоне контакта. The disadvantage of the technical solution is the insufficient wear resistance of the pump due to the fact that even the presence of appropriate profiling of the working and back sides of the blade with a change in the angle of entry and exit does not eliminate the shock re-collision of solid particles with the blade. Especially in the exit region, which intensifies the destruction of the blade in this contact zone.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение износостойкости насоса путем снижения интенсивного ударного воздействия твердых частиц на выходе рабочей стороны лопасти за счет преимущественного преобразования ударного воздействия твердых частиц на поверхность лопасти в скользящее перемещение в продольных винтообразных канавках на рабочей стороне лопасти. The technical task of the proposed solution is to increase the wear resistance of the pump by reducing the intense impact of solid particles at the output of the working side of the blade due to the predominant conversion of the impact of solid particles on the surface of the blade into a sliding movement in longitudinal helical grooves on the working side of the blade.

Технический результат достигается тем, что рабочее колесо центробежного грунтового насоса, содержащее диски и расположенные между ними лопасти с рабочей, профилированной от входа до выхода по эпициклоиде, и с тыльной, профилированной по логарифмической спирали, сторонами, при этом на рабочей стороне лопасти от входа до выхода выполнены продольные винтообразные канавки, соединенные с поперечной канавкой, которая выполнена на выходе с рабочей стороны лопасти. The technical result is achieved by the fact that the impeller of a centrifugal soil pump, containing disks and vanes located between them with a working one, profiled from the entrance to the exit along the epicycloid, and with the back profiled along a logarithmic spiral, the sides, while on the working side of the blade from the entrance to the exit is made of longitudinal helical grooves connected to the transverse groove, which is made at the exit from the working side of the blade.

На фиг.1 - изображено рабочее колесо, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Figure 1 - shows the impeller, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same, top view.

Рабочее колесо центробежного насоса содержит диск 1 и лопасти 2, профилированные с рабочей стороны 3 по эпициклоиде и профилированные с тыльной стороны 4 по логарифмической спирали. При этом на рабочей стороне 3 выполнены продольные винтообразные канавки 5, соединенные с поперечной канавкой 6, выполненной на выходе лопасти 2. The impeller of a centrifugal pump contains a disk 1 and blades 2, profiled from the working side 3 by the epicycloid and profiled from the back side 4 by a logarithmic spiral. At the same time, on the working side 3 there are longitudinal helical grooves 5 connected to the transverse groove 6 made at the outlet of the blade 2.

Рабочее колесо центробежного грунтового насоса работает следующим образом. The impeller of a centrifugal soil pump operates as follows.

При возникновении течения в рабочем колесе поток гидросмеси с твердыми частицами набегает на лопасть 2, перемещаясь между дисками 1, он растекается вдоль рабочей 3 и тыльной 4 сторон, профилированных соответственно по эпициклоиде и логарифмической спирали. Твердые частицы, соударяясь с рабочей стороной 3, на начальном участке не отскакивают от нее, а благодаря хорошей обтекаемости, эпициклоидного профиля и благоприятному перераспределению действующих на частицы гидросмеси сил потока с твердыми частицами прижимается к рабочей стороне 3. При этом под воздействием центробежных сил обеспечивается заполнение продольных винтообразных канавок 5 твердыми частицами, как обладающими большей массой по сравнению с соизмеримыми в объемном отношении частицами жидкости. Эффективная реализация данного процесса обеспечивается путем соответствующего выбора кривизны продольных винтообразных канавок 6. Основное требование к такому выбору заключается в том, чтобы в любой точке поверхности канавок 5 сумма отрывающих твердые частицы от последней кориолисовой силы и центробежной силы (возникающей из-за кривизны поверхности канавок 5) не превосходила величины центробежной силы, вызываемой вращением колеса. When a flow occurs in the impeller, the flow of a slurry with solid particles runs onto the blade 2, moving between the disks 1, it spreads along the working 3 and the back 4 sides, profiled along the epicycloid and the logarithmic spiral. The solid particles, colliding with the working side 3, do not bounce off of it in the initial section, but due to good streamlining, an epicycloid profile and favorable redistribution of the flow forces with solid particles acting on the particles of the hydraulic mixture, it is pressed to the working side 3. At the same time, centrifugal forces provide filling longitudinal helical grooves 5 with solid particles, as having a larger mass compared to fluid particles comparable in volumetric relation. The effective implementation of this process is ensured by the appropriate choice of the curvature of the longitudinal helical grooves 6. The main requirement for this choice is that at any point on the surface of the grooves 5, the sum of the solids tearing off the solid particles from the last Coriolis force and centrifugal force (arising due to the curvature of the grooves surface 5 ) did not exceed the value of the centrifugal force caused by the rotation of the wheel.

Твердые частицы гидросмеси, соизмеримые с размером продольных винтообразных канавок 5, перемещаются к выходу лопасти 2 и поступают в поперечную канавку 6. Геометрия поверхности поперечной канавки 6 подстраивается под кривизну выхода тыльной стороны 4 так, что в месте они образуют непрерывно суживающийся к выходу лопасти 2 криволинейный серповидный профиль. При этом создаются предельно благоприятные условия для плавного слияния потоков в отводе после их схода со сторон 3 и 4. В результате наблюдается плавный сброс твердых частиц из поперечной канавки 6, т.е. устраняется срывное кромочное явление за лопастью 2 колеса. А, как известно из теории о турбулентных отрывных течениях, нестационарность процессов вихреобразования на стенке с плавной кривизной существенно ниже, чем на стенке с резким изломом. The solids of the slurry, commensurate with the size of the longitudinal helical grooves 5, move to the exit of the blade 2 and enter the transverse groove 6. The surface geometry of the transverse groove 6 is adjusted to the curvature of the output of the back side 4 so that in place they form a continuously curved toward the exit of the blade 2 curvilinear sickle profile. In this case, extremely favorable conditions are created for smooth merging of flows in the branch after their descent from sides 3 and 4. As a result, a smooth discharge of solid particles from the transverse groove 6 is observed, i.e. the stall edge phenomenon behind the blade 2 of the wheel is eliminated. And, as is known from the theory of turbulent separated flows, the unsteadiness of vortex formation processes on a wall with smooth curvature is significantly lower than on a wall with a sharp break.

Оригинальность технического решения заключается в том, что наличие продольных винтообразных канавок и поперечной канавки на рабочей профилированной по эпициклоиде стороне лопасти обеспечивает повышение износостойкости насоса, благодаря плавному слиянию потоков с рабочей и тыльной сторонами, что ликвидирует или существенно снижает срывные кромочные явления за лопастями колеса с уменьшением не только потерь в насосе, но и практического устранения, контактного разрушения рабочей стороны при соударении с твердыми частицами после отскока их от лопасти на входном участке и по мере движения к выходу. Кроме того, наблюдается повышение надежности работы насоса за счет снижения интенсивности вибрационных явлений, т.к. уменьшаются пульсации статического давления. The originality of the technical solution lies in the fact that the presence of longitudinal helical grooves and a transverse groove on the working side of the blade that is profiled along the epicycloid provides increased wear resistance of the pump due to the smooth merging of flows with the working and back sides, which eliminates or significantly reduces stalling edge phenomena behind the wheel blades with a decrease not only losses in the pump, but also practical elimination, contact destruction of the working side during collision with solid particles after rebound ka from their blades in the inlet portion, and as we move towards the exit. In addition, there is an increase in the reliability of the pump due to a decrease in the intensity of vibration phenomena, since pulsations of static pressure decrease.

Claims

The impeller of a centrifugal soil pump, containing disks and blades located between them with a working profiled from the inlet to the exit along the epicycloid and with the rear profiled along a logarithmic spiral, characterized in that longitudinal helical grooves are made on the working side of the blade from the inlet to the outlet, connected to transverse groove, which is made at the outlet from the working side of the blade.