RU2539934C1

RU2539934C1 - Auger wheel pump

Info

Publication number: RU2539934C1
Application number: RU2013130800/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Каширин; Рюрий Иванович Константинов; Михаил Иванович Позняк; Ирина Юрьевна Холопова
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-27
Also published as: RU2013130800A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed pump comprises housing 1, drain chamber 2, discharge pipe 3, rotor shaft 4, auger 5, wheel 7 and impeller 8, said shaft 4 being hollow. Shaft hollow part is communicated via bore 6 with auger blade channel while by bore 9 with impeller chamber. Impeller chamber is communicated via slit gap in shaft 11 with drain chamber 2.

EFFECT: expanded range of pump cavitation stability, higher efficiency, decreased weight and sizes.

1 dwg

Description

Изобретение относится к шнекоцентробежным насосам и может быть использовано в тех областях машиностроения, где требуется применение насосов, перекачивающих жидкости с содержанием растворенного и свободного газа.The invention relates to screw centrifugal pumps and can be used in those areas of engineering where the use of pumps pumping liquids containing dissolved and free gas is required.

При перекачивании газосодержащих жидкостей в межлопаточных каналах шнека (осевого колеса) увеличивается скорость потока перекачиваемой жидкости, в результате чего происходит увеличение динамической составляющей давления потока жидкости и падение статической составляющей.When pumping gas-containing liquids in the interscapular channels of the screw (axial wheel), the flow rate of the pumped fluid increases, resulting in an increase in the dynamic component of the pressure of the fluid flow and a drop in the static component.

В результате падения статической составляющей давления происходит выделение из жидкости газовой фазы.As a result of the fall of the static component of pressure, gas phase is released from the liquid.

В то же время, в межлопаточном канале шнека, от дискового трения и центробежных сил происходит перераспределение статического давления в сторону увеличения его к периферии лопаток, в результате чего происходит сепарация жидкости, наиболее легкая фракция располагается в зоне пониженного давления, т.е. у втулки шнека.At the same time, in the inter-blade channel of the screw, from static friction and centrifugal forces, the static pressure is redistributed towards increasing it to the periphery of the blades, as a result of which liquid is separated, the lightest fraction is located in the zone of reduced pressure, i.e. at the screw hub.

Известны различные способы отвода газовой составляющей из проточной части насоса, например, по патенту США №3692219 МПК F04d, в котором отвод отсепарированных газов выполнен через отверстия в торцевой части корпуса за колесом.There are various ways of removing the gas component from the flow part of the pump, for example, according to US patent No. 3692219 IPC F04d, in which the separation of the separated gases is made through holes in the end of the housing behind the wheel.

Известен шнекоцентробежный насос по авторскому свидетельству СССР №577317 МПК F04d 1/02, взятый за прототип, в котором для сепарации газовой фазы установлено дополнительное осевое колесо (шнек), выполняющее функцию сепараторного устройства, а отвод газовой фазы осуществлен из полости между осевыми колесами системой радиальных отверстий, соединяющих эту полость с осевым отводящим отверстием в валу.A screw centrifugal pump is known according to the USSR author's certificate No. 577317 IPC F04d 1/02, taken as a prototype in which an additional axial wheel (auger) is installed to separate the gas phase, which serves as a separator device, and the gas phase is removed from the cavity between the axial wheels by a radial system holes connecting this cavity with an axial outlet hole in the shaft.

Техническое решение отвода отсепарированного газа насоса, взятого за прототип, имеет существенные недостатки:The technical solution for removing the separated gas of the pump, taken as a prototype, has significant disadvantages:

- увеличенные осевые габариты насоса за счет установки дополнительного осевого колеса и полости отбора газовой фазы, что особенно важно для насосов двигателей ракет и самолетов;- increased axial dimensions of the pump due to the installation of an additional axial wheel and cavity for the selection of the gas phase, which is especially important for pumps of rocket engines and aircraft;

- возможность срыва работы дополнительного осевого колеса из-за накопления в нем газовой фазы;- the possibility of disruption of the additional axial wheel due to the accumulation of a gas phase in it;

- низкое качество сепарации из-за малой разницы давлений по радиусу в полости между осевыми колесами.- low quality of separation due to the small pressure difference along the radius in the cavity between the axle wheels.

Изобретение направлено на повышение кавитационной устойчивости, надежности, энергетических характеристик насоса и уменьшение его габаритов.The invention is aimed at increasing the cavitation stability, reliability, energy characteristics of the pump and reducing its size.

Для этого в шнекоцентробежном насосе отбор газовой фазы осуществлен при помощи радиальных отверстий в ступице межлопаточных каналов шнека, которые соединяют межлопаточную полость с полым валом, который, в свою очередь, соединен отверстиями с газовой полостью гидрозатвора (импеллера), а газовая полость импеллера соединена щелевым отверстием по валу с дренажной полостью, выполненной в корпусе насоса. Такое техническое решение значительно увеличивает качество сепарации газа за счет того, что отбор газа произведен из межлопаточного канала в области ступицы, где наибольшая концентрация газожидкостной смеси, с дополнительным выделением газа из смеси в полости импеллера. В результате двухступенчатой сепарации газа повышаются энергетические характеристики насоса при сокращенных осевых габаритах насоса. Изобретение поясняется чертежом, где представлен шнекоцентробежный насос.To do this, in the screw centrifugal pump, the gas phase was selected using radial holes in the hub of the interscapular channels of the screw, which connect the interscapular cavity to the hollow shaft, which, in turn, is connected by openings to the gas cavity of the valve (impeller), and the gas cavity of the impeller is connected by a slot hole along the shaft with a drainage cavity made in the pump housing. Such a technical solution significantly increases the quality of gas separation due to the fact that the gas is taken from the interscapular channel in the hub area, where the highest concentration of gas-liquid mixture, with additional gas evolution from the mixture in the impeller cavity. As a result of two-stage gas separation, the energy characteristics of the pump increase with reduced axial dimensions of the pump. The invention is illustrated in the drawing, which shows a screw centrifugal pump.

Шнекоцентробежный насос, включающий корпус 1, дренажную полость 2 в корпусе, входной патрубок 3, ротор 4, на пустотелом валу которого установлен шнек 5 с отверстиями 6 в ступице, центробежное колесо 7 и импеллер 8, под лопатками которого отверстия в валу 9, трубопровод перепуска 10 и зазор 11 между валом и корпусом насоса. При работе насоса газосодержащая жидкость поступает в шнек 5, где происходит сепарация жидкости, затем отсепарированная жидкость поступает в центробежное колесо 7, а газосодержащая смесь через отверстия 6 поступает в полость пустотелого вала, а затем, через отверстия 9 в полость импеллера, где происходит чистовая сепарация смеси.A screw centrifugal pump including a housing 1, a drainage cavity 2 in the housing, an inlet pipe 3, a rotor 4, on the hollow shaft of which there is a screw 5 with holes 6 in the hub, a centrifugal wheel 7 and an impeller 8, under whose blades there are holes in the shaft 9, the bypass pipeline 10 and the gap 11 between the shaft and the pump housing. When the pump is operating, the gas-containing liquid enters the screw 5, where the liquid is separated, then the separated liquid enters the centrifugal wheel 7, and the gas-containing mixture through the openings 6 enters the cavity of the hollow shaft, and then through the openings 9 into the impeller cavity, where the final separation takes place mixtures.

Отсепарированная жидкость по трубопроводу 10 поступает на вход в насос, а газ, через зазор 11, поступает в дренажную полость 2. Использование изобретения повышает диапазон работоспособности насоса, всасывающую способность и его энергетические характеристики.The separated liquid through the pipeline 10 enters the pump inlet, and the gas, through the gap 11, enters the drainage cavity 2. The use of the invention increases the range of pump operability, suction capacity and its energy characteristics.

Claims

A screw centrifugal pump, including a rotor, on the shaft of which a screw, a centrifugal wheel, a bearing, an impeller and a pump housing with a drainage cavity are installed, characterized in that the pump shaft is hollow, holes are made in the sleeve of the screw ducts of the screw connecting the screw zone with the cavity of the screw, wherein the shaft cavity is connected by openings in the shaft with the impeller cavity, and the impeller cavity along the shaft is in communication with the pump drainage cavity.