RU2164313C2

RU2164313C2 - Pump

Info

Publication number: RU2164313C2
Application number: RU99110340A
Authority: RU
Inventors: И.Н. Хамин
Original assignee: Хамин Иван Никифорович
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vortex pumps. SUBSTANCE: pump has a split housing with inlet and outlet branch pipes and impeller. Dividing gate formed by projections and cavities of housing is installed between branch pipes. Concentric passage grooves divided by concentric projections are made on end surface of impeller. Grooves and projections of impeller and projections and cavities of housing are made to provide getting of impeller projections into housing cavities at minimum clearances. Projections and grooves of impeller are divided into several sectors in radial plane. Sectors are separated from each other by spaces uniformly arranged over circumference and having no projections. Depth of spaces is equal to depth of passage grooves. Inlet branch pipe of pump is made on side wall of housing in form of slot in radial plane. EFFECT: increased head. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вихревым насосам, преобразующим механическую энергию двигателя в механическую энергию перемещающей жидкости, и может найти широкое применение в технике. The invention relates to vortex pumps that convert the mechanical energy of the engine into the mechanical energy of a moving fluid, and can be widely used in engineering.

Известные вихревые насосы, передающие свою энергию жидкостям, путем ее завихрения рабочим колесом, содержащие разъемный корпус с входным и выходным патрубками, рабочее колесо, выполненное в виде двух жестко соединенных между собой дисков с лопатками на торцах, обращенных друг другу, и лопатками со стороны вала, установленными на наружной поверхности междисковой втулки. Между входными и выходными патрубками, в полости проточного канала, установлен затвор, жестко связанный с корпусом (авторское свидетельство СССР N 234150, кл. F 04 D 5/00, 26.01.1970). Known vortex pumps transferring their energy to liquids by turbulence by the impeller, comprising a detachable housing with inlet and outlet nozzles, an impeller made in the form of two disks rigidly interconnected with vanes at the ends facing each other and vanes on the shaft side mounted on the outer surface of the interdisk hub. Between the inlet and outlet nozzles, in the cavity of the flow channel, a shutter is mounted rigidly connected to the housing (USSR author's certificate N 234150, class F 04 D 5/00, 01/26/1970).

Наличие проточного гидравлического канала большого сечения и отсутствие лопаток непосредственно в самом проточном канале не может создать мощного завихрения у рабочего тела и, следовательно, высокого напора жидкости. The presence of a hydraulic flow channel of large cross section and the absence of blades directly in the flow channel itself cannot create a powerful turbulence in the working fluid and, therefore, a high pressure of the liquid.

Наиболее близким к изобретению является вихревой насос, содержащий разъемный корпус с входным и выходным патрубками, установленным между патрубками разделяющим затвором и выполненными на корпусе впадинами и выступами и рабочее колесо, на торцевой поверхности которого выполнены концентрические проточные канавки, разделенные концентрическими выступами, причем канавки и выступы колеса и выступы и впадины корпуса имеют соответствующие конфигурации, обеспечивающие возможность вхождения выступов колеса во впадины корпуса с минимальным зазором (патент РФ N 2062361, кл. F 04 D 5/00, 20.06.1996). Closest to the invention is a vortex pump containing a detachable housing with inlet and outlet nozzles installed between the nozzles separating the shutter and hollows and protrusions made on the housing and an impeller, on the end surface of which are made concentric flow grooves separated by concentric protrusions, the grooves and protrusions the wheels and protrusions and depressions of the casing have appropriate configurations, allowing the protrusions of the wheel to enter the depressions of the casing with a minimum the gap (RF patent N 2062361, CL F 04 D 5/00, 06/20/1996).

Задачей изобретения является повышение эффективности и работоспособности насосов с вихревым принципом действия и повышение напора жидкости. The objective of the invention is to increase the efficiency and performance of pumps with a vortex principle of action and increase the pressure of the liquid.

Указанная задача решается тем, что в вихревом насосе, содержащем разъемный корпус с входным и выходным патрубками, установленным между патрубками разделяющим затвором и выполненными на корпусе впадинами и выступами и рабочее колесо, на торцевой поверхности которого выполнены концентрические проточные канавки, разделенные концентрическими выступами, причем канавки и выступы колеса и выступы и впадины корпуса имеют соответствующие конфигурации, обеспечивающие возможность вхождения выступов колеса во впадины корпуса с минимальными зазорами, в радиальной плоскости выступы и канавки колеса разделены на несколько секторов, отделенных один от другого равномерно распределенными по окружности и не имеющими выступов полостями, глубина которых равна глубине проточных канавок, затвор образован выступами и впадинами корпуса, а входной патрубок выполнен на боковой стенке корпуса в виде щели в радиальной плоскости. This problem is solved in that in a vortex pump containing a detachable housing with inlet and outlet nozzles installed between the nozzles separating the shutter and hollows and protrusions made on the housing and an impeller, on the end surface of which are made concentric flow grooves separated by concentric protrusions, and the grooves and the protrusions of the wheel and the protrusions and depressions of the housing have corresponding configurations, allowing the protrusions of the wheel to enter the depressions of the housing with minimal the protrusions and grooves of the wheel in the radial plane are divided into several sectors separated from each other by cavities uniformly distributed around the circumference and not having protrusions, the depth of which is equal to the depth of the flow grooves, the shutter is formed by protrusions and hollows of the housing, and the inlet pipe is made on the side wall of the housing in the form of a gap in the radial plane.

На фиг. 1 изображен вихревой насос, поперечный разрез. In FIG. 1 shows a vortex pump, a cross section.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Насос содержит разъемный корпус, состоящий из частей 1, 2 и 3, с выходным патрубком 4. Выходной патрубок 5 выполнен на боковой стенке 2 в виде щели в радиальной плоскости. В корпусе с возможностью вращения установлено рабочее колесо 6 с втулкой 7, закрепленное на валу 8 (втулка 7 и колесо 6 могут быть выполнены заодно целое). Между патрубками 4 и 5 установлен разделяющий затвор, образованный выступами 12 и впадинами 14 на корпусе (выступы 12 заштрихованы). На торцевой поверхности колеса 6 со стороны входного патрубка 5 выполнены узкие концентрические проточные канавки 9, разделенные концентрическими выступами 10. Канавки 9 и выступы 10 колеса 6 и выступы 12 и впадины 14 корпуса имеют соответствующие конфигурации, обеспечивающие возможность вхождения выступов 10 колеса 6 во впадины 14 корпуса с минимальными зазорами. В радиальной плоскости выступы 10 и канавки 9 колеса 6 разделены на несколько секторов, отделенных один от другого равномерно распределенными по окружности и не имеющими выступов полостями 11. Глубина полостей 11 равна глубине проточных канавок 9. Одна из частей корпуса - часть 2 выполнена в виде крышки, выступы 12 и впадины 14, образующие затвор, выполнены на последней. Выступы 12 имеют торцевые поверхности 13. The pump contains a detachable housing, consisting of parts 1, 2 and 3, with an outlet pipe 4. The outlet pipe 5 is made on the side wall 2 in the form of a gap in the radial plane. The impeller 6 with the sleeve 7 mounted on the shaft 8 is mounted rotatably in the housing (the sleeve 7 and the wheel 6 can be integral with one another). Between the nozzles 4 and 5 there is a separating shutter formed by the protrusions 12 and depressions 14 on the housing (the protrusions 12 are shaded). On the end surface of the wheel 6 from the side of the inlet 5, narrow concentric flow grooves 9 are made, separated by concentric protrusions 10. The grooves 9 and the protrusions 10 of the wheel 6 and the protrusions 12 and the cavities 14 of the casing have corresponding configurations allowing the protrusions 10 of the wheel 6 to enter the cavities 14 housings with minimal gaps. In the radial plane, the protrusions 10 and the grooves 9 of the wheel 6 are divided into several sectors separated from each other by cavities 11 uniformly distributed around the circumference and not having protrusions. The depth of the cavities 11 is equal to the depth of the flow grooves 9. One of the body parts - part 2 is made in the form of a cover , the protrusions 12 and depressions 14 forming a shutter are made on the latter. The protrusions 12 have end surfaces 13.

Вихревой насос работает следующим образом. The vortex pump operates as follows.

При вращении вала 8 с рабочим колесом 6 по часовой стрелке (см. фиг. 1) выступы 10, проходя между выступами 12 затвора (см. заштрихованные 6 выступов), будут выталкивать порции жидкости из впадин 14 со скоростью вращения рабочего колеса 6 над окном патрубка 5, создавая завихрения жидкости и этим самым вовлекая в движение другие порции жидкости (движение жидкости показано стрелками). When the shaft 8 rotates with the impeller 6 clockwise (see Fig. 1), the protrusions 10 passing between the protrusions 12 of the shutter (see shaded 6 protrusions) will push out portions of liquid from the depressions 14 with the rotational speed of the impeller 6 above the nozzle window 5, creating fluid swirls and thereby involving other portions of the fluid in the motion (fluid motion is indicated by arrows).

В отличие от известных вихревых насосов в данном насосе жидкость по проточным каналам нагнетается торцевыми поверхностями выступов 10 колеса 6. При прохождении полостей 11 через затвор их объем уменьшается на объем шести выступов 12 затвора. За счет увеличения объема полостей 11 при выходе их из затвора (например, в два раза) на входе патрубка 5 будет создаваться разрежение, в результате которого будет происходить всасывание жидкости из патрубка 5 в полость 11. При вращении рабочего колеса 6 жидкость в полостях 11 будет перемещаться за счет центробежных сил от центра к периферии колеса 6 и при совмещении полости 11 с патрубком 4 будет выбрасываться в патрубок 4 под давлением. При этом на выходе патрубка 4 будет создаваться дополнительный напор жидкости за счет того, что при заходе полостей 11 в зону затвора и перекрытия проточных канавок 9 выступами 12 будет происходить обратный процесс - сокращение объема полостей в два раза (т.е. полный объем полости 11 минус сумма объемов шести выступов 12). Часть жидкости вытесняется и по направляющим торцевым поверхностям 13 затвора подается под напором в патрубок 4, а вторая часть жидкости остается в полости 11 между выступами 12 и совершает движение вдоль впадин 14 со скоростью вращения рабочего колеса 6. При вращении колеса выступы 10 своими торцевыми поверхностями (как лопасти в центробежном насосе) воздействуют на жидкость и увлекают ее за собой. Шесть секторов (в каждом секторе по 7 выступов) будут воздействовать на жидкость, и жидкость не сможет в проточных канавках 9 снизить скорость или остановиться при возникновении нагрузки на выходе. В результате повышается эффективность работы насоса и его напор. In contrast to the known vortex pumps in this pump, the fluid is pumped through the flow channels through the end surfaces of the protrusions 10 of the wheel 6. When the cavities 11 pass through the shutter, their volume decreases by the volume of six protrusions 12 of the shutter. By increasing the volume of the cavities 11 when they exit the shutter (for example, twice), a vacuum will be created at the inlet of the nozzle 5, as a result of which liquid will be sucked from the nozzle 5 into the cavity 11. When the impeller 6 rotates, the liquid in the cavities 11 will move due to centrifugal forces from the center to the periphery of the wheel 6 and when combining the cavity 11 with the pipe 4 will be ejected into the pipe 4 under pressure. At the same time, an additional liquid head will be created at the outlet of the nozzle 4 due to the fact that when the cavities 11 enter the shutter zone and the flow grooves 9 are closed by the protrusions 12, the reverse process will occur - halving the volume of the cavities (i.e., the total volume of the cavity 11 minus the sum of the volumes of six protrusions 12). Part of the liquid is displaced and along the guide end surfaces 13 of the shutter is supplied under pressure to the nozzle 4, and the second part of the liquid remains in the cavity 11 between the protrusions 12 and moves along the depressions 14 with the rotational speed of the impeller 6. When the wheel rotates, the protrusions 10 with their end surfaces ( like blades in a centrifugal pump) act on a fluid and carry it along with it. Six sectors (7 protrusions in each sector) will act on the liquid, and the liquid will not be able to slow down in the flow grooves 9 or stop when there is a load at the outlet. The result is increased pump efficiency and pressure.

Claims

A vortex pump comprising a detachable housing with inlet and outlet nozzles installed between the nozzles by a separating shutter and hollows and protrusions made on the housing, an impeller, on the end surface of which are made concentric flow grooves separated by concentric protrusions, and the grooves and protrusions of the wheel and protrusions and depressions the casings have appropriate configurations, allowing the wheel protrusions to enter the cavities of the housing with minimal gaps, characterized in that in the radial The protrusions and grooves of the wheel are divided into several sectors separated from each other by cavities uniformly distributed around the circumference and not having protrusions, the depth of which is equal to the depth of the flow grooves, the shutter is formed by the protrusions and depressions of the housing, and the inlet pipe is made in the form of a gap on the side wall of the housing in the radial plane.