RU2661801C1 - Рабочее колесо центробежного насоса - Google Patents
Рабочее колесо центробежного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661801C1 RU2661801C1 RU2017124511A RU2017124511A RU2661801C1 RU 2661801 C1 RU2661801 C1 RU 2661801C1 RU 2017124511 A RU2017124511 A RU 2017124511A RU 2017124511 A RU2017124511 A RU 2017124511A RU 2661801 C1 RU2661801 C1 RU 2661801C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- tangent
- blades
- centrifugal pump
- angle
- 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
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
-
- 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
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2216—Shape, geometry
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
-
- 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
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
-
- 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
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
Abstract
Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд. Рабочее колесо центробежного насоса характеризуется тем, что величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 40 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка. Изобретение направлено на повышение создаваемого напора при сохранении кпд рабочего колеса центробежного насоса. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для перекачки жидкостей, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд.
Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее лопатки, имеющие искривление в одной плоскости [CN 2204344, дата приоритета 02.08.1993 г., дата публикации: 02.08.1995 г., МПК: F04D 07/04].
Известно рабочее колесо центробежного насоса, содержащее лопатки, искривленные в одной плоскости [CN 205779755, дата приоритета 19.05.2016 г., дата публикации 07.12.2016 г., МПК: F04D 13/06].
В качестве прототипа выбрано рабочее колесо центробежного насоса, содержащее искривленные в одной плоскости лопатки, имеющие угол между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса от 15 до 27° [CN 204152837, дата приоритета: 15.10.2014 г., дата публикации 11.02.2015 г., МПК: F04D 29/24].
Недостаток прототипа заключается в том, что жидкость на выходе из рабочего колеса движется с малой скоростью вследствие того, что угол между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса имеет малую величину, при этом увеличение этого угла вызывает гидродинамические потери и снижает кпд рабочего колеса, что в конечном итоге в значительной степени снижает эксплуатационные характеристики центробежного насоса.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение эксплуатационных характеристик центробежного насоса.
Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса центробежного насоса.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Рабочее колесо центробежного насоса, отличающееся тем, что величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 40 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка.
Рабочее колесо центробежного насоса может быть изготовлено методом литья или сварно-точеным методом и может иметь плоскую или вогнутую форму. Рабочее колесо состоит из основного и покрывного дисков и лопаток. Рабочее колесо имеет вход в центральной части и выход, расположенный по боковой (торцевой) поверхности. Рабочее колесо имеет радиальные рабочие каналы, образованные между лопатками, проходящие от входа в рабочее колесо к выходу из него. Лопатки предназначены для создания центробежной силы и преобразования механической энергии рабочего колеса в гидродинамическую энергию жидкости. При этом лопатки имеют входные и выходные кромки.
Выходные кромки лопаток обеспечивают возможность выброса жидкости из радиальных рабочих каналов. Выходные кромки расположены на выходе из рабочего колеса. Величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 40 до 90°, что обеспечивает увеличение окружной составляющей абсолютной скорости на концах лопаток. При величине угла менее 40° не обеспечивается повышение создаваемого напора, а при величине угла более 90° возможно чрезмерное увеличение гидравлического сопротивления, снижение эффективности работы и возникновение повышенного износа рабочего колеса. Для обеспечения максимального повышения создаваемого напора величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса может находиться в диапазоне от 80 до 90°.
Форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, то есть любое сечение лопатки в любой плоскости имеет искривление, что обеспечивает возможность осуществления наклона лопаток в направлении вращения рабочего колеса и возможность их максимального вытягивания к входу рабочего колеса. Поверхность второго порядка может быть профилирована методом расчетов треугольников скоростей во множестве сечений с учетом выбранного значения величины углов между касательными к выходной и входной кромкам лопаток и касательными к окружностям рабочего колеса.
Дополнительно для обеспечения снижения гидродинамического сопротивления и увеличения КПД рабочего колеса входная кромка лопатки может быть расположена максимально близко к входу в рабочее колесо, а величина угла между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса может находиться в диапазоне от 10 до 25°.
Для обеспечения максимального снижения гидродинамического сопротивления и повышения напора, при сохранении КПД рабочего колеса, величина угла между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса может находиться в диапазоне от 12 до 15°, а величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса может находиться в диапазоне от 80 до 90°.
Дополнительно для повышения напора, увеличения жесткости, прочности и улучшения кавитационных характеристик рабочего колеса оно может содержать один или несколько рядов вспомогательных лопаток, форма которых может повторять форму основных лопаток. Выходные кромки вспомогательных лопаток относительно выходных кромок основных лопаток, могут быть расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения рабочего колеса. Вспомогательные лопатки первого ряда могут иметь длину от 40 до 60% от длины основных лопаток, а вспомогательные лопатки последующих рядов могут иметь длину от 40 до 60% от длины лопаток предыдущих рядов, что обеспечивает их минимальное гидродинамическое сопротивление потоку жидкости. При этом угол между касательной к выходной кромке вспомогательной лопатки и касательной к окружности рабочего колеса может находиться в диапазоне от 40 до 90°, что также обеспечивает повышение напора. Также применение вспомогательных лопаток позволяет улучшить массогабаритные характеристики рабочего колеса за счет уменьшения количества и толщины основных лопаток и обеспечивает возможность изготовления рабочего колеса из полимерных материалов.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что:
- угол между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса составляет от 40 до 90°, что обеспечивает увеличение окружной составляющей абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса и приводит к возрастанию динамической составляющей напора, создаваемого рабочим колесом.
- форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, что обеспечивает возможность размещения входной кромки лопатки максимально близко к входу в рабочее колесо, приводит к снижению гидродинамического сопротивления и улучшает кавитационные характеристики рабочего колеса.
Таким образом, совокупность отличительных признаков обеспечивает возрастание динамической составляющей напора, снижает гидродинамическое сопротивление и улучшает кавитационные характеристики рабочего колеса, позволяя достигнуть технический результат, заключающийся в повышении создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса, и повысить эксплуатационные характеристики центробежного насоса.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - Схематическое изображение рабочего колеса центробежного насоса с указанием угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса и угла между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса, вид сверху.
Фиг. 2 - Рабочее колесо центробежного насоса, вид слева, продольный разрез.
Фиг. 3 - Рабочее колесо центробежного насоса, вид сверху, поперечный разрез.
Фиг. 4 - Рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, вид слева, продольный разрез.
Фиг. 5 - Рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, вид сверху, поперечный разрез.
Фиг. 6 - Рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, трехмерная модель, аксонометрический вид.
Фиг. 7 - Рабочее колесо центробежного насоса, снабженное вспомогательными лопатками, трехмерная модель, вид слева.
Фиг. 8 - Лопатка рабочего колеса центробежного насоса, имеющая форму, описываемую поверхностями второго порядка, общий вид.
Центробежный насос содержит рабочее колесо, которое имеет вход и выход и состоит из основного диска 1, покрывного диска 2 и лопаток 3 с формой, описываемой поверхностями второго порядка. При этом угол β1 между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса равен 90°, а величина угла β2 между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса равен 12°.
Изобретение функционирует следующим образом.
Центробежный насос погружается в жидкость, и рабочее колесо начинает вращаться. Жидкость поступает на вход в рабочее колесо и с минимальным гидродинамическим сопротивлением, огибая входные кромки лопаток 3, установленные под углом β2, движется вдоль поверхностей второго порядка лопаток 3, взаимодействуя с выходными кромками лопаток 3, установленными под углом β1 и, приобретая максимальную абсолютную скорость, выходит из рабочего колеса центробежного насоса. Таким образом достигается технический результат, заключающийся в повышении создаваемого напора при сохранении КПД рабочего колеса, и повышаются эксплуатационные характеристики центробежного насоса.
Claims (9)
1. Рабочее колесо центробежного насоса, отличающееся тем, что величина угла между касательной к выходной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 40 до 90°, а форма лопаток описывается поверхностями второго порядка.
2. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что величина угла между касательной к выходной кромке лопаток и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 80 до 90°.
3. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что величина угла между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 10 до 25°.
4. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 3, отличающееся тем, что величина угла между касательной к входной кромке лопатки и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 12 до 15°, а величина угла между касательной к выходному концу лопаток и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 80 до 90°.
5. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что содержит ряд вспомогательных лопаток.
6. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 5, отличающееся тем, что вспомогательные лопатки имеют длину от 40 до 60% от длины основных лопаток.
7. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 5, отличающееся тем, что величина угла между касательной к выходному концу вспомогательных лопаток и касательной к окружности рабочего колеса находится в диапазоне от 40 до 90°.
8. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 5, отличающееся тем, что содержит дополнительный ряд вспомогательных лопаток.
9. Рабочее колесо центробежного насоса по п. 8, отличающееся тем, что дополнительные вспомогательные лопатки имеют длину от 40 до 60% от длины вспомогательных лопаток.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124511A RU2661801C1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Рабочее колесо центробежного насоса |
EP18832090.7A EP3653887A1 (en) | 2017-07-10 | 2018-04-28 | Centrifugal pump impeller |
PCT/RU2018/050046 WO2019013672A1 (ru) | 2017-07-10 | 2018-04-28 | Рабочее колесо центробежного насоса |
US16/629,815 US20210364006A1 (en) | 2017-07-10 | 2018-04-28 | Centrifugal pump impeller |
EA201890879A EA036239B1 (ru) | 2017-07-10 | 2018-05-03 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124511A RU2661801C1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2661801C1 true RU2661801C1 (ru) | 2018-07-19 |
Family
ID=62917259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017124511A RU2661801C1 (ru) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | Рабочее колесо центробежного насоса |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210364006A1 (ru) |
EP (1) | EP3653887A1 (ru) |
EA (1) | EA036239B1 (ru) |
RU (1) | RU2661801C1 (ru) |
WO (1) | WO2019013672A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733500C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» | Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112128120B (zh) * | 2020-09-17 | 2022-08-23 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 超薄室内机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1435847A1 (ru) * | 1987-01-14 | 1988-11-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Рабочее колесо центробежного грунтового насоса |
RU2126102C1 (ru) * | 1997-11-05 | 1999-02-10 | Козлов Анатолий Иванович | Насос для жидкости |
WO1999036701A1 (fr) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Ebara Corporation | Turbomachines centrifuges |
RU2161737C1 (ru) * | 2000-03-02 | 2001-01-10 | Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
CN204152837U (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 黄晓东 | 低比转速高效离心水泵 |
EP3088738A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-02 | Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. | Centrifugal pump and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU769102A1 (ru) * | 1978-11-02 | 1980-10-07 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Герметичных И Скважинных Насосов (Сктбн) | Рабочее колесо центробежного насоса |
SU1141221A1 (ru) * | 1983-02-09 | 1985-02-23 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Рабочее колесо центробежного насоса |
CS234599B1 (cs) * | 1983-11-28 | 1985-04-16 | Jan Vykopal | Oběžné kolo |
SU1423809A1 (ru) * | 1986-12-30 | 1988-09-15 | Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева | Рабочее колесо центробежного насоса |
SU1605034A1 (ru) * | 1988-08-11 | 1990-11-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова | Лопатка колеса центробежного насоса |
CN2204344Y (zh) | 1993-08-02 | 1995-08-02 | 成都杜同水轮机研究所 | 一种离心泵叶轮 |
CN205779755U (zh) | 2016-05-19 | 2016-12-07 | 宁波沃力机电有限公司 | 一种提高最高扬程的离心式水泵 |
-
2017
- 2017-07-10 RU RU2017124511A patent/RU2661801C1/ru active
-
2018
- 2018-04-28 EP EP18832090.7A patent/EP3653887A1/en not_active Withdrawn
- 2018-04-28 WO PCT/RU2018/050046 patent/WO2019013672A1/ru unknown
- 2018-04-28 US US16/629,815 patent/US20210364006A1/en not_active Abandoned
- 2018-05-03 EA EA201890879A patent/EA036239B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1435847A1 (ru) * | 1987-01-14 | 1988-11-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Рабочее колесо центробежного грунтового насоса |
RU2126102C1 (ru) * | 1997-11-05 | 1999-02-10 | Козлов Анатолий Иванович | Насос для жидкости |
WO1999036701A1 (fr) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Ebara Corporation | Turbomachines centrifuges |
RU2161737C1 (ru) * | 2000-03-02 | 2001-01-10 | Открытое акционерное общество "Альметьевский насосный завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
CN204152837U (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 黄晓东 | 低比转速高效离心水泵 |
EP3088738A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-02 | Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. | Centrifugal pump and method for manufacturing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733500C1 (ru) * | 2020-02-28 | 2020-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» | Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210364006A1 (en) | 2021-11-25 |
EA036239B1 (ru) | 2020-10-16 |
WO2019013672A1 (ru) | 2019-01-17 |
EA201890879A3 (ru) | 2019-05-31 |
EA201890879A2 (ru) | 2019-01-31 |
EP3653887A1 (en) | 2020-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6210116B1 (en) | High efficiency pump impeller | |
RU2661801C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса | |
CN110594192B (zh) | 一种离心风机的转子结构 | |
RU2692941C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса для газожидкостных сред | |
WO2011117801A2 (en) | Single-entry radial pump | |
CN109281866B (zh) | 水环式自吸泵的仿生叶片 | |
JP2018514690A (ja) | 遠心ポンプ用羽根車組立体 | |
RU2700991C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса | |
CN112628191B (zh) | 一种抑制弯掠叶片径向流动的轴流泵 | |
CN109882448B (zh) | 一种具有圆弧形泵送槽的混流泵转轮室 | |
RU188868U1 (ru) | Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса | |
RU188867U1 (ru) | Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса | |
RU188903U1 (ru) | Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса | |
RU2405972C1 (ru) | Центробежный насос | |
WO2020167163A1 (ru) | Рабочее колесо центробежного многоступенчатого насоса (варианты) | |
RU2735971C1 (ru) | Рабочее колесо ступени лопастного насоса | |
RU184384U1 (ru) | Шнек центробежного насоса | |
RU2754049C1 (ru) | Ступень лопастного многоступенчатого насоса | |
RU2741190C1 (ru) | Рабочее колесо насоса-турбины со структурой бугорков горбатого кита | |
RU184162U1 (ru) | Рабочее колесо центробежного компрессора | |
RU2021130454A (ru) | Направляющий аппарат скважинного центробежного насоса с лопатками, имеющими выступы | |
AU2013100633A4 (en) | Improved centrifugal pump impeller | |
US11181119B2 (en) | Impeller and water pump having the same | |
RU2733500C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом | |
RU2594248C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200910 |