RU2260716C1 - Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines - Google Patents

Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines Download PDF

Info

Publication number
RU2260716C1
RU2260716C1 RU2003136952/06A RU2003136952A RU2260716C1 RU 2260716 C1 RU2260716 C1 RU 2260716C1 RU 2003136952/06 A RU2003136952/06 A RU 2003136952/06A RU 2003136952 A RU2003136952 A RU 2003136952A RU 2260716 C1 RU2260716 C1 RU 2260716C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
section
cavitation
hydraulic machines
pump
Prior art date
Application number
RU2003136952/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003136952A (en
Inventor
А.А. Степкин (RU)
А.А. Степкин
Ю.А. Степкина (RU)
Ю.А. Степкина
Original Assignee
Степкин Андрей Андреевич
Степкина Юлия Андреевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Степкин Андрей Андреевич, Степкина Юлия Андреевна filed Critical Степкин Андрей Андреевич
Priority to RU2003136952/06A priority Critical patent/RU2260716C1/en
Publication of RU2003136952A publication Critical patent/RU2003136952A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2260716C1 publication Critical patent/RU2260716C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to devices aimed at reduction of cavitation in hydraulic machines. Method precludes break of liquid flow at striking of liquid against parts of hydraulic machines by forming controllable flow in near the boundary areas of hydraulic machines and increasing kinetic energy owing to imparting rotating component to flow in direction of movement of pump impeller. Plasticity is imparted to liquid flow by delivering air in amount of 2-5% of amount of supplied water. Device to reduce cavitation includes section of hydraulic machine pipeline made straight and eccentrically narrowing with profiled resistance elements in form of fragments of Archimedean spiral installed on its walls along passage part with inclination in flow. Section is arranged before centrifugal pump. Ratio of larger diameter of pipeline section to its smaller diameter is 1.8-1.5, and ratio of length of section to larger diameter is 1.5-2.0. Section is furnished with cylindrical rarefaction chamber installed before pump and with device to feed air into rarefaction chamber.
EFFECT: provision of reduction of cavitation in hydraulic machines.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам и устройствам для снижения уровня кавитации в гидравлических машинах, а именно в центробежных насосах. Изобретение также может быть применено в способах и устройствах, использующих контролируемый уровень кавитации для очистки воды и осадков.The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods and devices for reducing the level of cavitation in hydraulic machines, namely in centrifugal pumps. The invention can also be applied in methods and devices using a controlled level of cavitation to purify water and sediments.

Известен способ снижения кавитации в гидравлических машинах, заключающийся в предотвращении разрыва потока от столкновения жидкости с движущейся крыльчаткой насоса за счет уменьшения угла падения движущегося потока на лопасть крыльчатки [см. заявку Японии 2002, 195144, F 03 В 3/02; 3/18; 11/04, опубл. 10.07.2002].There is a method of reducing cavitation in hydraulic machines, which consists in preventing a flow break from a collision of a liquid with a moving impeller of the pump by reducing the angle of incidence of the moving stream on the impeller blade [see Japanese Application 2002, 195144, F 03 B 3/02; 3/18; 11/04, publ. 07/10/2002].

Известен способ снижения кавитации в гидравлических машинах, заключающийся в предотвращении разрыва потока, возникающего от соударения прямого потока воды и обратного перетоков в насосе Френсиса и его кавитационного воздействия на крыльчатку насоса путем формирования их соударения под требуемыми углами [см. патент Японии №4041977, F 03 В 11/04, F 03 В 11/00, опубл. 12.02.1992].There is a method of reducing cavitation in hydraulic machines, which consists in preventing flow disruption arising from the collision of the direct flow of water and the reverse flows in the Francis pump and its cavitation effect on the pump impeller by forming their collision at the required angles [see Japan patent No. 4041977, F 03 In 11/04, F 03 In 11/00, publ. 02/12/1992].

Недостатками приведенных аналогов является низкая степень подавления кавитации, что не позволяет предотвратить вызванную кавитацией эрозию частей машин.The disadvantages of the above analogues is the low degree of cavitation suppression, which does not prevent the erosion of machine parts caused by cavitation.

Известен способ снижения кавитации в гидравлических машинах, включающий предотвращения разрыва потока от столкновения жидкости с частями гидравлических машин путем формирования управляемого движения потока в приграничных с частями гидравлических машин областях и увеличения его кинетической энергии [см. патент России №2188965, F 03 В 11/04, опубл. 10.09.2002]. Кавитационную эрозию выпуклой стенки криволинейного колена отсасывающей трубы гидротурбины снижают, уменьшая пульсацию потоков воды в проточной части путем подвода кинетической энергии в прилегающий к выпуклой стенке приграничный слой жидкости и увеличивая сопротивление пульсационным составляющим скорости, направленным вверх по потоку.A known method of reducing cavitation in hydraulic machines, including preventing a flow break from a fluid collision with parts of hydraulic machines by forming controlled flow movement in areas adjacent to parts of hydraulic machines and increasing its kinetic energy [see Russian patent No. 2188965, F 03 11/04, publ. 09/10/2002]. Cavitational erosion of the convex wall of the curved bend of a suction pipe of a hydraulic turbine is reduced by reducing the pulsation of water flows in the flowing part by supplying kinetic energy to the boundary layer of fluid adjacent to the convex wall and increasing the resistance to the pulsating velocity components directed upstream.

Наиболее близким к предлагаемому способу снижения кавитации в гидравлических машинах является способ, включающий предотвращение разрыва потока жидкости с частями гидравлических машин путем формирования управляемого движения потока в приграничных с частями гидравлических машин областях и увеличения его кинетической энергии за счет того, что потоку придают вращательное движение по направлению движения рабочего колеса [см. авторское свидетельство СССР №1290012, F 04 D 9/04, опубл. 15.02.1987].Closest to the proposed method for reducing cavitation in hydraulic machines is a method that includes preventing a rupture of the fluid flow with parts of the hydraulic machines by forming a controlled flow movement in areas adjacent to the parts of the hydraulic machines and increasing its kinetic energy due to the fact that the flow is imparted a rotational movement in the direction impeller movements [see USSR copyright certificate No. 1290012, F 04 D 9/04, publ. 02/15/1987].

Однако данный способ не позволяет в необходимой степени предотвратить вызываемую кавитацией эрозию частей машин. Кроме того, при использовании насосов для перекачки обрабатываемой воды при очистке ее биологическими методами, создаваемый при работе насосов уровень кавитации неблагоприятен для используемой полезной микрофлоры и подавляет ее действие. В то же время низкий уровень кавитации является фактором, способствующим более эффективной очистке воды и стоков [см. патент России №1798332, C 02 F 11/00, опубл. 1998, патент России №2146231, С 02 F 3/12, опубл. 2000, И.Пигал «Кавитация». М., «Мир», 1975, с.70). Также известно, что придание пластичности потоку жидкости путем подачи в нее воздуха снижает кавитацию [см. патент Германии №1503273, F 03 B 11/04, опубл. 31.05.1972]. Однако при неконтролируемой подаче воздуха возникают осложнения, связанные с расслоением потока на слои воздуха и воды, что препятствует нормальной работе насоса или же уровень достигаемого снижения кавитации недостаточен.However, this method does not allow to the necessary degree to prevent the erosion of machine parts caused by cavitation. In addition, when using pumps for pumping treated water when cleaning it with biological methods, the cavitation level created during pump operation is unfavorable for the useful microflora used and inhibits its effect. At the same time, a low level of cavitation is a factor contributing to a more effective treatment of water and effluents [see Russian patent No. 1798332, C 02 F 11/00, publ. 1998, patent of Russia No. 2146231, C 02 F 3/12, publ. 2000, I. Pigal “Cavitation”. M., Mir, 1975, p. 70). It is also known that imparting plasticity to a fluid flow by supplying air to it reduces cavitation [see German patent No. 1503273, F 03 B 11/04, publ. 05/31/1972]. However, with uncontrolled air supply, there are complications associated with the stratification of the flow into layers of air and water, which interferes with the normal operation of the pump or the level of achieved reduction in cavitation is insufficient.

Известно устройство для снижения кавитации в гидравлических машинах, в котором насос содержит улиткообразный кожух, формирующий полость, направляющую поток воды высокого давления на крыльчатку для взаимодействия с ней под необходимым углом [см. заявку Японии 2002, 195144, F 03 В 3/02; 3/18; 11/04, опубл. 10.07.2002].A device for reducing cavitation in hydraulic machines is known, in which the pump contains a cochlear-shaped casing forming a cavity directing the flow of high-pressure water to the impeller for interaction with it at the required angle [see Japanese Application 2002, 195144, F 03 B 3/02; 3/18; 11/04, publ. 07/10/2002].

Известно устройство для снижения кавитации, которое содержит кольцеобразную отклоняющую стенку перед местом выхода переточной воды к прямому потоку в насосе Френсиса [см. патент Японии №4041977, F 03 В 11/04, 11/00, опубл. 12.02.1992].A device for reducing cavitation is known, which contains an annular deflecting wall in front of the outlet of the transfer water to the direct flow in the Francis pump [see Japan patent No. 4041977, F 03 In 11/04, 11/00, publ. 02/12/1992].

Известно устройство для снижения кавитации в гидравлических машинах [см. патент России №2188965, F 03 В 11/04, опубл. 10.09.2002], включающее ряд профилированных пристенных лопаток, установленных по потоку, и трубопроводы, перепускающие жидкость из межлопаточной приграничной зоны высокого давления у вогнутой стенки в приграничную к выпуклой стенке межлопаточную зону пониженного давления. При этом лопатки и трубопроводы установлены в криволинейном колене отсасывающей трубы гидротурбины.A device for reducing cavitation in hydraulic machines is known [see Russian patent No. 2188965, F 03 11/04, publ. September 10, 2002], which includes a number of profiled wall blades installed downstream and pipelines transferring fluid from the interscapular border zone of high pressure near the concave wall to the interscapular zone of low pressure adjacent to the convex wall. In this case, the blades and pipelines are installed in the curved elbow of the suction pipe of the turbine.

Недостатком устройства является низкая степень снижения кавитации.The disadvantage of this device is the low degree of reduction in cavitation.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, включающее участок трубопровода гидравлической машины, расположенный перед центробежным насосом и выполненный прямолинейным и суженным, с установленными на его стенках вдоль проточной части с наклоном по потоку профилированными элементами сопротивления [см. авторское свидетельство СССР №1290012, F 04 D 9/04, опубл. 15.02.1987].Closest to the proposed device is a device that includes a section of the pipeline of a hydraulic machine located in front of a centrifugal pump and made straight and narrowed, with profiled resistance elements installed on its walls along the flow part with an inclination in the flow [see USSR copyright certificate No. 1290012, F 04 D 9/04, publ. 02/15/1987].

Однако известное устройство не обеспечивает достаточный уровень снижения кавитации.However, the known device does not provide a sufficient level of cavitation reduction.

Задачей предлагаемой группы изобретений, которые образуют единый изобретательный замысел, является снижение кавитации за счет оптимизации количества подаваемого в поток воздуха до числа кавитации 0,01-0,05 и ниже, т.е. до уровня, полезного при очистке воды, без расслоения потока и нарушения работы насоса, и предотвратить разрушение машин, вызываемое кавитацией.The objective of the proposed group of inventions, which form a single inventive concept, is to reduce cavitation by optimizing the amount of air supplied to the flow to the cavitation number of 0.01-0.05 and lower, i.e. to a level useful in water treatment, without stratification of the flow and disruption of the pump, and to prevent the destruction of machines caused by cavitation.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является снижение кавитации до чисел кавитации 0,01-0,05 и ниже.The technical result of the proposed technical solution is to reduce cavitation to cavitation numbers of 0.01-0.05 and below.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что в известном способе снижения кавитации в гидравлических машинах, включающем предотвращение разрыва потока от столкновения жидкости с частями гидравлических машин путем формирования управляемого движения потока в приграничных с частями гидравлических машин областях и увеличения его кинетической энергии, для чего потоку придают вращательную компоненту по направлению движения рабочего колеса насоса, согласно изобретению потоку жидкости придают пластичность путем подачи в поток воздуха, причем воздуха подается 2-5% от объема подаваемой воды.The specified technical result in terms of the method is achieved by the fact that in the known method of reducing cavitation in hydraulic machines, which includes preventing flow disruption from a fluid collision with parts of hydraulic machines by forming controlled flow movement in areas adjacent to parts of hydraulic machines and increasing its kinetic energy, for which the rotational component is attached to the flow in the direction of movement of the impeller of the pump, according to the invention, the fluid flow is plasticized by flow into the air stream, and air is supplied 2-5% of the volume of water supplied.

Технический результат в части устройства достигается тем, что в известном устройстве, включающем участок трубопровода гидравлической машины, расположенный перед центробежным насосом и выполненный прямолинейным и суженным, с установленными на его стенках с наклоном по потоку профильтрованными элементами сопротивления, согласно изобретению участок трубы сужен эксцентрически при соотношении большего диаметра упомянутого участка к его меньшему диаметру 1,8-1,5, а соотношение длины участка к большему диаметру составляет 1,5-2, при этом участок снабжен цилиндрической камерой разрежения, расположенной перед насосом, и устройством, подводящим воздух в камеру разрежения, а каждый профилированный элемент сопротивления выполнен в форме фрагмента спирали Архимеда.The technical result in terms of the device is achieved by the fact that in the known device, including the pipeline section of the hydraulic machine, located in front of the centrifugal pump and made straight and narrowed, with filtered resistance elements mounted on its walls with an inclined flow, according to the invention, the pipe section is narrowed eccentrically at a ratio the larger diameter of the said section to its smaller diameter is 1.8-1.5, and the ratio of the length of the section to the larger diameter is 1.5-2, while OK is equipped with a cylindrical rarefaction chamber located in front of the pump, and a device supplying air to the rarefaction chamber, and each profiled resistance element is made in the form of a fragment of an Archimedes spiral.

Способ осуществляют следующим образомThe method is as follows

Предотвращают разрыв потока жидкости от столкновения жидкости с частями гидравлических машин путем формирования управляемого движения потока приграничных с частями гидравлических машин областях и увеличении его кинетической энергии, для чего потоку придают вращательное движение по направлению вращения рабочего колеса, и дополнительно, согласно изобретению потоку жидкости придают пластичность путем подачи в поток воды воздуха в количестве 2-5% от объема подаваемой воды. В результате воздействия на поток, он движется по спиралевидной траектории ускоренно, и вместо того, чтобы «рубиться» лопастями рабочего колеса, как бы «ввинчивается» в гидравлическую машину. Подаваемый в указанных количествах воздух способствует тому, что среда как бы растягивается, и число кавитации может быть снижено до 0,001-0,005.They prevent the flow of fluid from breaking off from a collision of fluid with parts of hydraulic machines by forming a controlled movement of the flow of areas bordering the parts of the hydraulic machines and increasing its kinetic energy, for which the flow is given a rotational movement in the direction of rotation of the impeller, and further according to the invention, the fluid flow is plasticized by supplying air to the water stream in an amount of 2-5% of the volume of water supplied. As a result of the impact on the flow, it moves along a spiral trajectory accelerated, and instead of being “chopped” by the impeller blades, it is “screwed” into the hydraulic machine. The air supplied in the indicated quantities helps the medium to stretch, as it were, and the cavitation number can be reduced to 0.001-0.005.

При подаче воздуха менее 2% от объема подаваемой воды уровень кавитации не снижается до требуемых величин чисел кавитации. При большей, чем 5% подачей воздуха, работа насоса нарушается из-за расслоения потока жидкости на воду и воздух, и число кавитации вновь увеличивается из-за возникающих вибраций.When the air supply is less than 2% of the volume of the supplied water, the cavitation level does not decrease to the required values of cavitation numbers. With a greater than 5% air supply, the pump is disturbed due to the stratification of the fluid flow into water and air, and the cavitation number again increases due to the occurring vibrations.

ПримерExample

При подаче потока жидкости в рабочую полость гидравлической машины со скоростью 1 м/с и количестве подаваемого воздуха 2%, число кавитации снижается с 6 единиц до 0,001. Это объясняется тем, что скорость потока жидкости увеличивается до 16 м/сек. За счет увеличивающегося объема водовоздушной смеси и приобретения качества пластичности исключается возможность разрыва потока жидкости и создания при этом кавитационных каверн. Это способствует увеличению срока службы насоса до 30 лет.When a fluid stream is fed into the working cavity of a hydraulic machine at a speed of 1 m / s and the amount of air supplied is 2%, the number of cavitation decreases from 6 units to 0.001. This is because the fluid flow rate increases to 16 m / s. Due to the increasing volume of the water-air mixture and the acquisition of the quality of plasticity, the possibility of breaking the fluid flow and creating cavitation cavities is excluded. This helps to increase the pump life up to 30 years.

На чертеже показано устройство для снижения кавитации.The drawing shows a device to reduce cavitation.

Устройство для снижения кавитации в гидравлических машинах представляет собой прямолинейный эксцентрически суженый до диаметра d участок 1 длиной L трубопровода 2 диаметра Д, установленный перед центробежным насосом 3. Участок 1 снабжен цилиндрической камерой 4 разрежения, установленной непосредственно перед рабочим колесом (не показано) насоса 3, и устройством 6 для подачи воздуха, например, трубку Пито, выход которой установлен в камере 4 разрежения. На внутренних стенках участка 1 установлены элементы сопротивления в виде фрагментов 5 спирали Архимеда.A device for reducing cavitation in hydraulic machines is a straight section eccentrically narrowed to a diameter d of a section 1 of length L of a pipe 2 of diameter D installed in front of a centrifugal pump 3. Section 1 is equipped with a cylindrical rarefaction chamber 4 installed directly in front of the impeller (not shown) of pump 3, and a device 6 for supplying air, for example, a pitot tube, the output of which is installed in the vacuum chamber 4. On the inner walls of section 1, resistance elements are installed in the form of fragments 5 of the Archimedes spiral.

Количество фрагментов 5 спирали Архимеда, установленных на стенках, зависит от объема подаваемой воды и, следовательно, от диаметра трубопровода, и должно быть не менее двух. Соотношение большего диаметра Д участка 1 к его меньшему диаметру d равно 1,8-1,5, а соотношение длины L участка 1 к большему диаметру Д составляет 1,5-2. В этом случае достигается уровень кавитации 0,01-0,05.The number of fragments 5 of the Archimedes spiral mounted on the walls depends on the volume of water supplied and, therefore, on the diameter of the pipeline, and should be at least two. The ratio of the larger diameter D of the plot 1 to its smaller diameter d is 1.8-1.5, and the ratio of the length L of the plot 1 to the larger diameter D is 1.5-2. In this case, a cavitation level of 0.01-0.05 is achieved.

Устройство работает следующим образом. Подаваемая в трубопровод 2 вода, попадая в суживающийся участок 1, приобретает ускорение, кроме того, установленные на внутренних стенках суживающегося участка 1 элементы сопротивления в виде фрагментов 5 спирали Архимеда придают потоку жидкости вращательную компоненту движения. Закручиваемая рабочим колесом насоса 3 вода как бы ввинчивается в межлопаточное пространство рабочего колеса насоса 3 максимально за счет подобранных геометрических соотношений размеров суживающегося участка 1, приспосабливаясь к движению рабочего колеса. В приграничных с лопастями областях поток движется со скоростью и по направлению движения рабочего колеса насоса 3, обтекая его. Тем самым предотвращаются разрывы потока жидкости от столкновения жидкости с лопастями рабочего колеса насоса 3, и кавитация снижается. При подаче воздуха в камеру 4 разрежения от устройства 6 плотные потоки оттесняют водовоздушную смесь к периферии и снижают кавитационное воздействие на лопасти рабочего колеса насоса 3. Установка фрагментов 5 спирали Архимеда в суживающемся эксцентрически участке 1 трубы с указанным соотношением диаметров d, Д участка 1 и его длины L позволяет придать водному потоку наряду с поступательным движением вращательную компоненту движения по направлению вращения рабочего колеса насоса 3 без снижения скорости потока. Этим самым предотвращается разрыв потока жидкости от столкновения с лопастями рабочего колеса. Сужение участка 1 трубы придает потоку ускорение, тем самым увеличивается кинетическая энергия потока. Указанные факторы предотвращают разрыв потока от столкновения жидкости с частями гидравлических машин, а именно с лопастями центробежных насосов. Наличие камеры 4 разрежения с устройством 6 ввода воздуха в поток позволяет создавать пластичную среду, состоящую из водовоздушной смеси, которая «не рубится» лопастями рабочего колеса, а обтекает его. Эксцентрическое сужение участка 1 трубопровода 2 позволяет при введении воздуха в поток избежать скапливания воздуха в верхней части участка 1, что могло бы привести к снижению скорости потока и полному «запиранию» участка 1. Устройство позволяет уменьшить число кавитации до 0,001-0,005 и кавитационный износ частей машин.The device operates as follows. The water supplied to the pipeline 2, getting into the tapering section 1, acquires acceleration, in addition, the resistance elements installed in the walls of the tapering section 1 in the form of fragments 5 of the Archimedes spiral give the fluid flow a rotational component of motion. The water twisted by the impeller of the pump 3 is, as it were, screwed into the interscapular space of the impeller of the pump 3 as much as possible due to the selected geometric proportions of the sizes of the tapering section 1, adapting to the movement of the impeller. In areas bordering with the blades, the flow moves with speed and in the direction of movement of the impeller of the pump 3, flowing around it. This prevents breaks in the fluid flow from a collision of the liquid with the blades of the impeller of the pump 3, and cavitation is reduced. When air is supplied to the rarefaction chamber 4 from the device 6, dense streams push the air-water mixture to the periphery and reduce the cavitation effect on the impeller vanes of the pump 3. Installation of fragments 5 of the Archimedes spiral in an eccentrically tapering pipe section 1 with the indicated ratio of diameters d, D of section 1 and its length L allows you to give the water flow along with the translational motion of the rotational component of the movement in the direction of rotation of the impeller of the pump 3 without reducing the flow rate. This prevents a rupture of the fluid flow from a collision with the impeller blades. The narrowing of the pipe section 1 gives the stream acceleration, thereby increasing the kinetic energy of the stream. These factors prevent flow disruption from fluid collisions with parts of hydraulic machines, namely, centrifugal pump vanes. The presence of a rarefaction chamber 4 with a device 6 for introducing air into the stream allows the creation of a plastic medium consisting of a water-air mixture that is not “chopped” by the impeller blades, but flows around it. The eccentric narrowing of section 1 of the pipeline 2 allows avoiding the accumulation of air in the upper part of section 1 when introducing air into the flow, which could lead to a decrease in the flow rate and complete “locking” of section 1. The device allows to reduce the cavitation number to 0.001-0.005 and cavitation wear of parts cars.

Пример выполнения устройстваDevice execution example

Для перекачивания жидкости в количестве 150 м3/час применяется устройство с участком 1 в виде эксцентрически суженного конуса из соображений предотвращения скопления воздуха в его верхней части. Входной диаметр Д равен 230 мм, выходной - d равен 115 мм. Длина конической части L составляет 414 мм. Общая длина устройства составляет 439 мм. Длина камеры 4 разрежения составляет 25 мм. Фрагменты 5 закручивающейся спирали имеют переменный наклон по отношению оси всасывающего патрубка насоса 3. Начальная часть спирали, которая составляет до 10% длины конуса, параллельна его оси, затем по принципу Архимедовой спирали плавно закручивается в сторону движения рабочего колеса. Длина и количество фрагментов 5 спирали рассчитываются исходя из коэффициента дискретности Kq спирали. Для снижения числа кавитации до 0,001 устройство содержит трубку Пито, через которую в зону разрежения подается воздух. Закручивающийся поток оттесняет водовоздушную смесь к периферии, где создается пластичная среда, предотвращающая разрывы потока от столкновения с рабочим колесом и явления кавитации.For pumping liquid in an amount of 150 m 3 / h, a device with section 1 in the form of an eccentrically narrowed cone is used for reasons of preventing air accumulation in its upper part. The input diameter D is 230 mm, the output diameter d is 115 mm. The length of the conical part L is 414 mm. The total length of the device is 439 mm. The length of the rarefaction chamber 4 is 25 mm. Fragments 5 of the spinning spiral have a variable inclination with respect to the axis of the suction pipe of pump 3. The initial part of the spiral, which is up to 10% of the length of the cone, is parallel to its axis, then, according to the principle of the Archimedean spiral, smoothly twists in the direction of movement of the impeller. The length and number of fragments 5 of the spiral are calculated based on the discrete coefficient Kq of the spiral. To reduce the number of cavitation to 0.001, the device contains a pitot tube through which air is supplied to the rarefaction zone. A swirling flow pushes the water-air mixture to the periphery, where a plastic medium is created, which prevents flow breaks from collision with the impeller and the phenomenon of cavitation.

Claims (2)

1. Способ снижения кавитации в гидравлических машинах, включающий предотвращение разрыва потока жидкости от столкновения жидкости с частями гидравлических машин путем формирования управляемого движения потока в приграничных с частями гидравлических машин областях и увеличения его кинетической энергии, для чего потоку придают вращательную компоненту движения по направлению движения рабочего колеса насоса, отличающийся тем, что потоку жидкости придают пластичность путем подачи в поток воздуха, причем воздуха подается 2-5% от объема подаваемой воды.1. A method of reducing cavitation in hydraulic machines, including preventing a break in the fluid flow from a collision of the fluid with parts of the hydraulic machines by forming a controlled flow movement in areas adjacent to the parts of the hydraulic machines and increasing its kinetic energy, for which the rotational component of the movement is imparted to the flow in the direction of movement of the worker pump wheels, characterized in that plasticity is imparted to the fluid flow by feeding into the air flow, wherein 2-5% of the volume under the air is supplied water collection. 2. Устройство для снижения кавитации в гидравлических машинах, включающее участок трубопровода гидравлической машины, расположенный перед центробежным насосом и выполненный прямолинейным и суженным, с установленными на его стенках вдоль проточной части с наклоном по потоку профилированными элементами сопротивления, отличающееся тем, что участок сужен эксцентрически при отношении его большего диаметра упомянутого участка к его меньшему диаметру, равным 1,8-1,5, а отношение длины участка к его большему диаметру составляет 1,5-2, при этом участок снабжен цилиндрической камерой разрежения, расположенной перед насосом, и устройством, подводящим воздух в камеру разрежения, а каждый профилированный элемент сопротивления выполнен в форме фрагмента спирали Архимеда.2. A device for reducing cavitation in hydraulic machines, including a section of the pipeline of the hydraulic machine located in front of the centrifugal pump and made straight and narrowed, with profiled resistance elements installed on its walls along the flow section with an inclined flow, characterized in that the section is narrowed eccentrically when the ratio of its larger diameter to the said portion to its smaller diameter equal to 1.8-1.5, and the ratio of the length of the portion to its larger diameter is 1.5-2, while the drain is equipped with a cylindrical rarefaction chamber located in front of the pump and a device supplying air to the rarefaction chamber, and each profiled resistance element is made in the form of a fragment of an Archimedes spiral.
RU2003136952/06A 2003-12-24 2003-12-24 Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines RU2260716C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136952/06A RU2260716C1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136952/06A RU2260716C1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003136952A RU2003136952A (en) 2005-06-10
RU2260716C1 true RU2260716C1 (en) 2005-09-20

Family

ID=35833703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003136952/06A RU2260716C1 (en) 2003-12-24 2003-12-24 Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2260716C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649425C1 (en) * 2016-12-30 2018-04-03 Андрей Андреевич Степкин Method and installation of the odor formation prevention of bad smelling substance in transportation and wastewater treatment systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649425C1 (en) * 2016-12-30 2018-04-03 Андрей Андреевич Степкин Method and installation of the odor formation prevention of bad smelling substance in transportation and wastewater treatment systems

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003136952A (en) 2005-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101573123B1 (en) Nozzle for blasting liquid detergents with dispersed abrasive particles
SE525924C2 (en) Nozzle and method for cleaning gas turbine compressors
AU2009243891B2 (en) Device for mixing gas into a flowing liquid
CN109499783B (en) Front spiral flow guiding device for cavitation resistance of horizontal spiral centrifugal machine
US4792275A (en) Pump construction
JP2011088045A (en) Revolving type fine air bubble generator
RU2260716C1 (en) Method of and device for reducing cavitation in hydraulic machines
US11739774B1 (en) Flow modifying device with performance enhancing vane structure
CN1077232C (en) Helical penstock
CN202348686U (en) Single-screw pump for reaction kettle with stirring and guiding functions
RU2330732C2 (en) Device for pipelines cavity cleaning
RU49608U1 (en) CAVITATION REACTOR
CN114076258A (en) Material slurry conveying pipeline deceleration energy dissipation regulating system
US20110280718A1 (en) Pressurizing centrifugal pump
SU1760170A1 (en) Pumping unit
CN212218205U (en) Mixed water jet steel scale removing machine
CN114183400B (en) Water pump with energy-saving and efficiency-increasing functions
CN113019722B (en) Multi-stage rotational flow cavitation system with self-cleaning function
WO2011006853A1 (en) Exchangeable nozzle device for pressure relief of materials containing erosive compounds
RU2149680C1 (en) Device for dissolving, emulsification and dispersing of various materials
RU2597079C1 (en) Airlift
WO2024144535A1 (en) System where the water inside the flush tank is discharged into the bowl of the ceramic sanitary ware by imparting a swirling motion to the water
CN111604818A (en) Mixed water jet steel scale removing machine
RU2635118C1 (en) Scrubber for gas cleaning
RU6349U1 (en) TURBULENT-VORTEX CLEANER

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071102

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121225

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20151110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171225

PD4A Correction of name of patent owner
NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191127