RU2716941C1

RU2716941C1 - Beet pump

Info

Publication number: RU2716941C1
Application number: RU2019106906A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Алексей Сергеевич Емельянов; Владимир Николаевич Кобелев; Максим Олегович Алдаков; Денис Сергеевич Алымов; Марина Юрьевна Лукьянчикова
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-03-17

Abstract

FIELD: pumps.SUBSTANCE: invention relates to pump engineering and can be used in sugar industry for supply of beetroot to washing department of sugar refinery. Beet pump comprises casing with suction and discharge branch pipes and impeller cantilever mounted on shaft. Wheel consists of disks in the form of cones and bent blades. Coatings from resilient material is fitted on casing inner surface and surfaces of impeller. Wheel blade is made of composite material, which includes rubber-fabric shell and prefabricated carcass. Frame comprises a main portion in the form of a rigid structure and a shank in the form of a flexible structure. Rubber-fabric shell is evenly distributed throughout the entire volume of the assembled frame. Curvilinear grooves converge to the output of the curved blade are made on the shank along surface of rubber-fabric shell covered with elastic material. On the inner surface of the delivery branch pipe there are curvilinear grooves, the tangent of which has a clockwise direction, and the tangential curvilinear grooves on the shank has a counterclockwise direction. Curvature of the curvilinear grooves on the inner surface of the delivery branch pipe is made along a cycloid line as brachistochrone.EFFECT: invention is aimed at maintenance of normalized power inputs during long-term operation in conditions of receipt of various concentrations of contaminants in the pressure branch pipe of the beet-pump by providing high-speed movement of particles of contaminants in cavities of curvilinear grooves of the branch pipe.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в сахарной промышленности для подъема и подачи свеклы в моечное отделение сахарного завода.The invention relates to a pump engineering industry and can be used in the sugar industry for raising and feeding beets to the washing department of a sugar factory.

Известен свеклонасос (см. патент РФ №2416741 МПК F04D 7/04/ Опубл. 20.04.2011. Бюл. №11), содержащий корпус с всасывающим и нагнетающим патрубками и консольно установленное на валу рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков в виде конусов и укрепленных между ними изогнутых лопастей, на внутренней поверхности корпуса и поверхностях рабочего колеса размещены покрытия из эластичного материала, при этом изогнутая лопасть рабочего колеса выполнена из композитного материала, который включает резинотканевую оболочку и сборный каркас, содержащий основной участок, представляющий жесткую конструкцию и хвостовик, представляющий гибкую конструкцию, а резинотканевая оболочка равномерно распределена по всему объему сборного каркаса, причем на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки, покрытой эластичным материалом, выполнены криволинейные канавки, сходящиеся к выходу изогнутой лопасти, при этом на внутренней поверхности нагнетающего патрубка выполнены криволинейные канавки, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а касательная криволинейных канавок на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки имеет направление против хода часовой стрелкиKnown beet pump (see RF patent No. 2416741 IPC F04D 7/04 / Publish. 04/20/2011. Bull. No. 11), comprising a housing with suction and discharge nozzles and an impeller cantilever mounted on the shaft, consisting of a front and rear disks in the form the cones and the curved blades fixed between them, on the inner surface of the casing and the surfaces of the impeller are placed coatings of elastic material, while the curved impeller blade is made of composite material, which includes a rubber-fabric shell and a prefabricated frame containing the main section, representing a rigid structure and a shank, representing a flexible structure, and the rubber-fabric shell is evenly distributed throughout the entire volume of the prefabricated frame, and on the shank along the surface of the rubber-fabric shell coated with elastic material, curved grooves are made, converging to the exit of the curved blade, while curved grooves are made on the inner surface of the discharge pipe, the tangent of which has a clockwise direction, and the tangent of curved the wave on the shank along the surface of the rubber-fabric sheath has a counterclockwise direction

Недостатком являются избыточные энергозатраты вращения вала с рабочим колесом, задаваемые как расчетные при максимальном давлении в нагнетательном патрубке по условию нормированного гидравлического сопротивления водяного потока, транспортируемого сверху преимущественно с тяжелыми примесями.The disadvantage is the excessive energy consumption of rotation of the shaft with the impeller, set as calculated at the maximum pressure in the discharge pipe according to the normalized hydraulic resistance of the water flow, transported from above mainly with heavy impurities.

Известен свеклонасос (см. патент РФ №2488025 МПК F04D7/00, F04D15/00 опубл. 20.07.2013),содержащий корпус с всасывающим и нагнетающим патрубками и консольно установленное на валу рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков в виде конусов и укрепленных между ними изогнутых лопастей, на внутренней поверхности корпуса и поверхностях рабочего колеса размещены покрытия из эластичного материала, при этом изогнутая лопасть рабочего колеса выполнена из композитного материала, который включает резинотканевую оболочку и сборный каркас, содержащий основной участок, представляющий жесткую конструкцию и хвостовик, представляющий гибкую конструкцию, а резинотканевая оболочка равномерно распределена по всему объему сборного каркаса, причем на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки, покрытой эластичным материалом, выполнены криволинейные канавки, сходящиеся к выходу изогнутой лопасти, при этом на внутренней поверхности нагнетающего патрубка выполнены криволинейные канавки, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а касательная криволинейных канавок на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки имеет направление против хода часовой стрелки.Known beet pump (see RF patent No. 2488025 IPC F04D7 / 00, F04D15 / 00 publ. 07.20.2013), comprising a housing with suction and discharge nozzles and an impeller cantilevered on the shaft, consisting of a front and rear discs in the form of cones and reinforced between them curved blades, on the inner surface of the housing and the surfaces of the impeller are placed coatings of elastic material, while the curved blade of the impeller is made of composite material, which includes a rubber-fabric shell and a prefabricated frame containing a new section, representing a rigid structure and a shank, representing a flexible structure, and the rubber-fabric shell is evenly distributed over the entire volume of the prefabricated frame, and on the shank along the surface of the rubber-fabric shell coated with elastic material, curved grooves are made, converging to the exit of the curved blade, while on the inside the surface of the discharge pipe is made of curved grooves, the tangent of which has a clockwise direction, and the tangent of curved grooves a shank on the surface of the rubber-shell has a direction counter-clockwise.

Недостатком является возрастание энергозатрат на привод свеклонасоса вследствие увеличения в процессе эксплуатации гидравлического сопротивления нагнетательного патрубка из-за появления загрязнений, которые медленно перемещаются по полостям криволинейных канавок, т.к. на них воздействует лищь центробежная сила. закрученного потока. Это способствует закупориванию полостей с последующим вытеснением загрязнений во внутренний объем нагнетательного патрубка. В результате требуется дополнительная мощность на привод свеклонасоса для проталкивания возросшей массы _массы загрязнений по нагнетательному патрубку. The disadvantage is the increase in energy consumption for driving a beet pump due to an increase in the hydraulic resistance of the discharge pipe during operation due to the appearance of contaminants that slowly move along the cavities of the curved grooves, because they are affected by centrifugal force. swirling flow. This contributes to the clogging of the cavities with the subsequent displacement of contaminants into the internal volume of the discharge pipe. As a result, additional power is required to drive the beet pump to push the increased mass of the mass of contaminants through the discharge pipe.

Технической задачей является поддержание нормированных энергозатрат при длительной эксплуатации в условиях поступления различных концентраций загрязнений в нагнетательный патрубок свеклонасоса путем обеспечения скоростного перемещения частиц загрязнений в полостях криволинейных канавок за счет выполнения их кривизны по линии циклоида как брахистохрона.The technical task is to maintain normalized energy consumption during long-term operation under conditions of various concentrations of contaminants entering the discharge nozzle of the beet pump by ensuring high-speed movement of contaminant particles in the cavities of the curved grooves by performing their curvature along the line of the cycloid as a brachistochron.

Технический результат по поддержанию нормированных энергозатрат на привод свеклонасоса при длительной эксплуатации достигается тем, что свеклонасос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетающим патрубками и консольно установленное на валу рабочее колесо, состоящее из переднего и заднего дисков в виде конусов и укрепленных между ними изогнутых лопастей, на внутренней поверхности корпуса и поверхностях рабочего колеса размещены покрытия из эластичного материала, при этом изогнутая лопасть рабочего колеса выполнена из композитного материала, который включает резинотканевую оболочку и сборный каркас, содержащий основной участок, представляющий жесткую конструкцию и хвостовик, представляющий гибкую конструкцию, а резинотканевая оболочка равномерно распределена по всему объему сборного каркаса, причем на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки, покрытой эластичным материалом, выполнены криволинейные канавки, сходящиеся к выходу изогнутой лопасти, при этом на внутренней поверхности нагнетающего патрубка выполнены криволинейные канавки, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а касательная криволинейных канавок на хвостовике по поверхности резинотканевой оболочки имеет направление против хода часовой стрелки, при этом кривизна криволинейных канавок на внутренней поверхности нагнетающего патрубка выполнена по линии циклоида как брахистохрона. The technical result of maintaining the normalized energy consumption for driving a beet pump during long-term operation is achieved by the fact that the beet pump containing a housing with suction and discharge nozzles and an impeller cantilever mounted on the shaft, consisting of a front and rear disks in the form of cones and curved blades mounted between them, on the inner surface of the housing and the surfaces of the impeller are coated with elastic material, while the curved impeller blade is made of composite m material, which includes a rubber-fabric shell and a prefabricated frame containing a main section representing a rigid structure and a shank representing a flexible structure, and a rubber-fabric shell is evenly distributed throughout the entire volume of the prefabricated frame, and curved grooves are made on the shank along the surface of the rubber-fabric shell coated with elastic material converging to the exit of the curved blade, while curved grooves are made on the inner surface of the discharge pipe, tangent to oryh direction is clockwise, and the tangent of curved grooves in the shank of the shell has a surface rubber-direction counterclockwise, wherein the curvature of the curvilinear grooves on the inner surface of the booster nozzle formed through both brachistochrone cycloid.

На фиг.1 схематически изображен свеклонасос с приводом и системой автоматизированного контроля давления; на фиг.2 - хвостовик изогнутой лопасти рабочего колеса с криволинейными канавками, касательная которых имеет направление против хода часовой стрелки; на фиг.3 внутренняя поверхность нагнетающего патрубка с криволинейными канавками, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, на фиг. 4 криволинейная канавка, кривизна которой выполнена по линии циклоида какFigure 1 schematically shows a beet pump with a drive and an automated pressure control system; figure 2 - the shank of the curved impeller blades with curved grooves, the tangent of which has a counterclockwise direction; in Fig.3 the inner surface of the discharge pipe with curved grooves, the tangent of which has a clockwise direction, in Fig.3; 4 curved groove, the curvature of which is made along the line of the cycloid as

Свеклонасос содержит цилиндрический корпус 1, по горизонтальной оси которого расположен всасывающий патрубок 2, а по касательной к корпусу установлен нагнетающий патрубок 3. Внутри корпуса 1 на валу 4, размещенном в опоре 5, консольно установлено рабочее колесо, состоящее из переднего диска 6, заднего диска 7 и изогнутых лопастей 8. Лопасть 8 выполнена из композиционного материала, который включает резинотканевую оболочку 9 и сборный каркас, содержащий основной участок 10, представляющий жесткую конструкцию, и хвостовик 11, представляющий гибкую конструкцию, при этом на хвостовике 11 по резинотканевой оболочке 9, покрытой эластичным материалом 12, выполнены криволинейные канавки 13, сходящиеся к выходу изогнутой лопатки 8. Задний диск 7 выполнен в виде конуса, а передний диск 6 - в виде усеченного конуса.The beet pump contains a cylindrical casing 1, on the horizontal axis of which there is a suction pipe 2, and a discharge pipe 3 is installed along a tangent to the casing 3. Inside the casing 1, on the shaft 4, located in the support 5, an impeller is installed cantilever, consisting of a front disk 6, a rear disk 7 and curved blades 8. The blade 8 is made of composite material, which includes a rubber-fabric shell 9 and a prefabricated frame containing a main section 10 representing a rigid structure, and a shank 11 representing bending structure, the shank 11 of the shell 9 rubber-coated elastic material 12, the grooves 13 are made curvilinear, converging to the exit curved vanes 8. The rear disc 7 is in the form of a cone, while the front disc 6 - in the form of a truncated cone.

Задний диск 7 вершиной своего корпуса обращен к патрубку 2, а передний диск 6 своим большим основанием обращен к заднему диску 7. Диски 6 и 7 жестко связаны между собой изогнутыми лопастями 8. На внутренней поверхности корпуса 1, поверхности заднего диска 7, переднего диска 6 размещены покрытия 12 из эластичного материала, например, полиэтилена. На внутренней поверхности 14 нагнетательного патрубка 3 выполнены криволинейные канавки 15, касательная которых имеет направление по ходу часовой стрелки, а касательная криволинейных канавок 13 на хвостовике 11 по поверхности резинотканевой оболочки 9, покрытой материалом 12, имеет направление против хода часовой стрелки.The rear disk 7 with the top of its case faces the nozzle 2, and the front disk 6 with its large base faces the rear disk 7. The disks 6 and 7 are rigidly interconnected by curved blades 8. On the inner surface of the housing 1, the surface of the rear disk 7, the front disk 6 placed cover 12 of an elastic material, for example, polyethylene. On the inner surface 14 of the discharge pipe 3, curved grooves 15 are made, the tangent of which has a clockwise direction, and the tangent of curved grooves 13 on the shank 11 along the surface of the rubber-fabric shell 9 coated with material 12 has a counterclockwise direction.

Вал 4 посредством регулятора скорости вращения 16 соединен с приводом 17. Регулятор скорости вращения 16 связан с регулятором давления 18, соединенным с датчиком давления 19, расположенным в нагнетательном патрубке 3. При этом регулятор давления 18 содержит блок сравнения 20 и блок задания 21, причем блок сравнения 20 соединен с входом электронного усилителя 22, оборудованного блоком нелинейной обратной связи 23, а выход электронного усилителя 24 соединен с входом магнитного усилителя 23 с выпрямителем, на выходе подключенным к регулятору скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода 17 свеклонасоса.The shaft 4 by means of a speed controller 16 is connected to the drive 17. The speed controller 16 is connected to a pressure controller 18 connected to a pressure sensor 19 located in the discharge pipe 3. Moreover, the pressure controller 18 contains a comparison unit 20 and a task unit 21, and the block comparison 20 is connected to the input of an electronic amplifier 22, equipped with a nonlinear feedback unit 23, and the output of the electronic amplifier 24 is connected to the input of a magnetic amplifier 23 with a rectifier connected to an output speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings of the drive 17 of the beet pump.

Криволинейные канавки 15 на внутренней поверхности нагнетательного патрубка 3 выполнены с кривизной по линии 25 циклоида как брахистохрона.Curved grooves 15 on the inner surface of the discharge pipe 3 are made with curvature along line 25 of the cycloid as a brachistochron.

Свеклонасос работает следующим образом.Beet pump works as follows.

Мелкодисперсные твердые частицы технологических загрязнений процесса уборки свеклы (например, частицы грунта поля по выращиванию свеклы), а так же атмосферная пыль и каплеобразная масса жидкости транспортирующей свеклу в нагнетательный патрубок 3, перемещается по криволинейным канавкам 15, коагулируют, укрупняются в их полостях. В связи с тем, что перемещение загрязнений в криволинейных канавках 15 происходит под действием лишь центробежных сил закрученного потока т.е. без ускорения силы тяжести, то при длительной эксплуатации наблюдается забивание с последующим закупориванием полостей. В результате наблюдается снижение степени закрутки потока, т.к. внутренняя поверхность нагнетательного патрубка 3 становится практически «гладкой» т.е. без криволинейных канавок для движущегося потока транспортирующего свекловую массу. А так же возрастание гадравлического сопротивления нагнетательного патрубка 3 из-за выпадения, вытесняемых из лопастей криволинейных канавок 15 частиц загрязнений в его внутренний объем.Finely dispersed solid particles of technological contaminants of the beet harvesting process (for example, soil particles from the beet growing field), as well as atmospheric dust and a droplet-like mass of liquid transporting beets to the discharge pipe 3, moves along curved grooves 15, coagulates, coarsens in their cavities. Due to the fact that the movement of contaminants in the curved grooves 15 occurs under the action of only centrifugal forces of the swirling flow i.e. without acceleration of gravity, clogging is observed with prolonged use, followed by clogging of the cavities. As a result, a decrease in the degree of swirling of the flow is observed, since the inner surface of the discharge pipe 3 becomes almost "smooth" ie without curved grooves for a moving stream transporting beetroot mass. As well as an increase in the hydraulic resistance of the discharge pipe 3 due to the loss of 15 particles of contaminants displaced from the blades of the curved grooves into its internal volume.

Все это, как известно, приводит к необходимости возрастания мощности привода свеклонасоса от 10 до 20-25% (см., например, Курчавин В.М., Мезенцев А.П., Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах – Л.: 1985 -80с ил.), что, как следствие, способствует увеличению энергозатрат на привод свеклонасоса.All this, as you know, leads to the need to increase the drive power of the beet pump from 10 to 20-25% (see, for example, Kurchavin V.M., Mezentsev A.P., Saving thermal and electric energy in reciprocating compressors - L .: 1985 -80 s ill.), Which, as a result, contributes to an increase in energy consumption for driving a beet pump.

При выполнении криволинейных канавок 15, расположенных на внутренней поверхности нагнетательного патрубка 3 с кривизной по линии циклоида как брахистохрона, твердые частицы и каплеобразные, а так же транспортирующая свеклу жидкость перемещаются не только под действием центробежных сил закрученного потока, но и под действием силы тяжести со скорейшим спуском из точки А от входного к точке В к «выходному» отверстиям нагнетательного патрубка 3, относительно центра кривизны (точки К) линии циклоида как бронхистохрона (см., например, некоторые замечательные кривые стр. 802 М.Я. Выгодски Справочник по высшей математике. М.: Недра. 1963-872 с. Ил)When performing curved grooves 15 located on the inner surface of the discharge pipe 3 with a curvature along the line of the cycloid as a brachistochron, solid particles and droplet-like, as well as liquid transporting beets, move not only under the action of centrifugal forces of the swirling flow, but also under the action of gravity with a speedy descent from point A from the inlet to point B to the “outlet” openings of the discharge pipe 3, relative to the center of curvature (point K) of the line of the cycloid as a bronchistochron (see, for example, Great remarkable curves p. 802 M.Ya. Vygodsky Handbook of Higher Mathematics. M: Nedra. 1963-872 p. Il)

В результате предотвращается процесс образования закупориваний полостей криволинейных канавок 15 вызывающих возрастание гидравлического сопротивления нагнетательного патрубка 3 и, соответственно энергозатрат на привод электронасоса.As a result, the formation of clogging of the cavities of the curved grooves 15 causing an increase in the hydraulic resistance of the discharge pipe 3 and, accordingly, the energy consumption for driving the electric pump is prevented.

Мощность привода 17 для вращения вала 4 рабочего колеса выбирается номинальной для случая максимального давления в нагнетательном патрубке 3, что фиксируется датчиком давления 19 водяного потока, транспортирующего свеклу. Однако во время работы свеклонасоса в водяном потоке наряду со свеклой и тяжелыми примесями в значительном количестве появляются легкие примеси, требующие меньшего усилия при транспортировке со свеклой, в то же время мощность привода 17 остается постоянной, т.е. налицо необоснованный перерасход энергии. В предлагаемом техническом решении осуществляется регулирование скорости вращения вала 4 рабочего колеса, что позволяет оптимизировать энергозатраты на привод 17 путем их сокращения в зависимости от соотношения в водяном потоке, транспортирующем свеклу тяжелых и легких примесей. Так, при появлении значительного количества легких примесей в водяном потоке, усилие, необходимое на транспортирование свеклы, уменьшает, со снижением давления в нагнетательном патрубке 3, что фиксируется датчиком давления 19 и сигнал, поступающий с него на регулятор давления 18, становится большим, чем сигнал блока задания 21 и на выходе блока сравнения 20 появится сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 22, одновременно с сигналом отрицательной нелинейной связи блока 23. За счет этого в электронном усилителе 22 компенсируется нелинейность характеристики привода 17 свеклонасоса. Сигнал с выхода электронного усилителя 22 поступает на вход магнитного усилителя 23, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 22 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 23. В результате снижается отбираемая мощность от привода 17, т.е. осуществляется экономия энергии при нормированной подаче водяным потоком транспортируемой свеклы. Возрастание в водяном потоке, транспортирующем свеклу тяжелых примесей, приводит к увеличению усилий для перемещения свеклы с возросшим количеством тяжелых примесей и давление в нагнетательном патрубке 3 увеличивается, что фиксируется датчиком давления 19 и сигнал, поступающий с него на регулятор давления 18, становится меньшим, чем сигнал блока задания 21, и на выходе блока сравнения 20 появится сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 22, одновременно с сигналом отрицательной нелинейной обратной связи блока 23. Сигнал с выхода электронного усилителя 22 поступает на вход магнитного усилителя 23, где усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на регулятор скорости вращения 16 в виде блока порошковых электромагнитных муфт. Положительная полярность сигнала электронного усилителя 22 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 23. В результате увеличивается отбираемая мощность, приближаясь к номинальной для случая максимального давления в нагнетательном патрубке 3, следовательно, свеклонасос, работая в режиме плавного изменения мощности на приводе 17 посредством регулятора скорости вращения 16 по условию различного количественного поступления тяжелых и легких примесей в водяной поток, транспортирующий свеклу, обеспечивает экономию энергии.The drive power 17 for rotating the impeller shaft 4 is selected nominal for the case of maximum pressure in the discharge pipe 3, which is detected by the pressure sensor 19 of the water flow transporting the beets. However, during the operation of the beet pump in the water stream, along with the beets and heavy impurities in significant quantities, light impurities appear that require less effort when transporting with beets, while the power of the drive 17 remains constant, i.e. there is an unreasonable waste of energy. The proposed technical solution controls the speed of rotation of the shaft 4 of the impeller, which allows to optimize the energy consumption of the drive 17 by reducing them depending on the ratio in the water flow transporting beets of heavy and light impurities. So, when a significant amount of light impurities appears in the water stream, the force required to transport the beets decreases, with a decrease in pressure in the discharge pipe 3, which is detected by the pressure sensor 19 and the signal coming from it to the pressure regulator 18 becomes larger than the signal block 21 and the output of the comparison block 20 will receive a signal of negative polarity, which is fed to the input of the electronic amplifier 22, simultaneously with the signal of negative nonlinear communication of block 23. Due to this, in the electronic ilitele 22 offset the nonlinearity characteristics of the drive 17 sveklonasosa. The signal from the output of the electronic amplifier 22 is fed to the input of the magnetic amplifier 23, where it is amplified by power, rectified and fed to the speed controller 16 in the form of a block of powder electromagnetic couplings. The negative polarity of the signal of the electronic amplifier 22 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 23. As a result, the power taken from the drive 17 decreases, i.e. energy is saved when the beets are transported in a normalized manner by the water flow. An increase in heavy impurities in the water flow transporting beets leads to increased efforts to move beets with an increased amount of heavy impurities, and the pressure in discharge pipe 3 increases, which is detected by pressure sensor 19 and the signal from pressure regulator 18 becomes smaller than the signal of the reference unit 21, and at the output of the comparison unit 20, a signal of positive polarity appears, which is fed to the input of the electronic amplifier 22, simultaneously with the signal of the negative nonlinear feedback from ides block 23. The output of the electronic amplifier 22 is input to the magnetic amplifier 23, which amplifies power is rectified and supplied to the speed controller 16 as a block of electromagnetic powder clutches. The positive polarity of the signal of the electronic amplifier 22 causes an increase in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 23. As a result, the selected power increases, approaching the nominal for the case of maximum pressure in the discharge pipe 3, therefore, the beet pump, operating in the mode of smooth change of power on the drive 17 by means of a speed controller rotation 16 under the condition of different quantitative intake of heavy and light impurities in the water flow transporting beets, provides savings nergii.

Для каждого из режимов работы свеклонасоса (преимущественное наличие тяжелых и легких примесей, а так же любое из их соотношений) в корпусе 1 осуществляется следующее. Водяной поток, транспортирующий свеклу, с тяжелыми и легкими примесями при перемещении по криволинейным канавкам 13 хвостовика 11 закручивается против хода часовой стрелки и отрывается от поверхности резинотканевой оболочки, а при входе в нагнетательный патрубок 3 этот поток начинает перемещаться по криволинейным канавкам 15, расположенным на внутренней поверхности 14, и закручивается по ходу часовой стрелки. При этом в зоне отрыва водяного потока от хвостовика 9 и последующего входа в нагнетательный патрубок 3 образуются микрозавихрения тяжелых и легких примесей с взаимно противоположными направлениями вращения, соприкосновение которых приводит к микровзрывам, препятствующим процессу налипания загрязнений на внутренней поверхности 14 нагнетательного патрубка 3. В результате при эксплуатации свеклонасоса проходное сечение нагнетающего патрубка 3 не уменьшается из-за налипания загрязнений на внутренней поверхности 14, т.е. не увеличивается гидравлическое сопротивление на выходе из нагнетающего патрубка 3 и, соответственно, отсутствует необходимость увеличения мощности привода свеклонасоса в ходе его работы.For each of the operating modes of the beet pump (the predominant presence of heavy and light impurities, as well as any of their ratios) in housing 1, the following is carried out. The water flow transporting beets with heavy and light impurities when moving along curved grooves 13 of the shank 11 is twisted counterclockwise and is torn off the surface of the rubber-fabric shell, and when it enters the discharge pipe 3, this flow begins to move along curved grooves 15 located on the inner surface 14, and twists clockwise. Moreover, in the zone of separation of the water flow from the shank 9 and the subsequent entrance to the discharge pipe 3, microvortices of heavy and light impurities with mutually opposite directions of rotation are formed, the contact of which leads to microexplosions that impede the process of adhesion of contaminants on the inner surface 14 of the discharge pipe 3. As a result, when operation of the beet pump, the flow area of the discharge pipe 3 does not decrease due to the accumulation of contaminants on the inner surface 14, i.e. the hydraulic resistance at the outlet of the discharge pipe 3 does not increase and, accordingly, there is no need to increase the drive power of the beet pump during its operation.

Свекловодяная смесь поступает через всасывающий патрубок 2 по оси свеклонасоса в пространство между задним 7 и передним 6 дисками вращающегося рабочего колеса. Благодаря конической форме заднего и переднего дисков свекловодяная смесь плавно изменяет направление перемещения с осевого на радиальное, захватывается изогнутыми лопастями 8, выполненными из композиционного материала, и поступает по цилиндрической поверхности корпуса 1 к нагнетающему патрубку 3. Находящиеся в свекловодяной смеси, тяжелые и легкие примеси соударяются с основным участком 10, имеющим каркас, например, из жесткой металлической конструкции, изогнутых лопастей 8 и под действием центробежных сил перемещаются к периферии рабочего колеса. Энергия соударения передается через полимерное эластичное покрытие резинотканевой оболочке 9 и далее к жесткой конструкции основного участка 10. Выполнение изогнутых лопастей 8 из композиционного материала при ударе как тяжелых, так и легких примесей обеспечивает деформацию сборного каркаса с резинотканевой оболочкой 9, предотвращая интенсивное повреждение свеклы. В результате часть энергии соударения тяжелых и легких примесей свекловодяной смеси поглощается износостойкими элементами изогнутых лопастей 8, а остальная возвращается ударившимся примесям и потоку жидкости, обеспечивая заданный напор свеклонасоса.Beet-water mixture enters through the suction pipe 2 along the axis of the beet pump into the space between the rear 7 and front 6 disks of the rotating impeller. Due to the conical shape of the rear and front discs, the beet-water mixture smoothly changes the direction of movement from axial to radial, is captured by curved blades 8 made of composite material, and flows along the cylindrical surface of the housing 1 to the discharge pipe 3. Heavy and light impurities in the beet-water mixture collide with the main section 10 having a frame, for example, of a rigid metal structure, curved blades 8 and under the action of centrifugal forces move to the periphery of the slave what wheels. Impact energy is transferred through a polymer elastic coating to the rubber-fabric shell 9 and then to the rigid structure of the main section 10. The implementation of curved blades 8 of composite material upon impact of both heavy and light impurities ensures the deformation of the assembly frame with the rubber-fabric shell 9, preventing intense damage to the beets. As a result, part of the impact energy of heavy and light impurities of the beet-water mixture is absorbed by the wear-resistant elements of the curved blades 8, and the rest is returned to the impacted impurities and the fluid flow, providing a given pressure of the beet pump.

Переместившиеся к периферии рабочего колеса тяжелые и легкие примеси воздействуют на хвостовик 11, который имеет гибкую конструкцию каркаса, например, выполненную из металлической сетки, находящуюся в резинотканевой оболочке 9 и покрытую эластичным материалом. В результате наблюдается упругое отклонение хвостовика 11, обеспечиваемое при любом направлении удара тяжелых и легких примесей, что практически устраняет заклинивание гибких лопастей 8.Heavy and light impurities that have moved to the periphery of the impeller act on the shank 11, which has a flexible frame structure, for example, made of a metal mesh, located in the rubber-fabric shell 9 and coated with an elastic material. As a result, there is an elastic deviation of the shank 11, provided for any direction of impact of heavy and light impurities, which virtually eliminates the jamming of the flexible blades 8.

При случайно-вероятностном характере попадания тяжелых и легких примесей в процессе вращения рабочего колеса между корпусом 1 и хвостовиком 11 последний упруго отклоняется, как бы перекатывается по примеси, и сбрасывает ее в объем свекловодяной смеси, определяемый лопастью 8, следующей по ходу вращения рабочего колеса, дисками 6 и 7, а также корпусом 1. В результате устраняются условия заклинивания свеклонасоса, которые наблюдались при выполнении изогнутых лопастей 8 на сплошной жесткой основе.With a random probabilistic nature of the ingress of heavy and light impurities during the rotation of the impeller between the housing 1 and the shank 11, the latter elastically deviates, as if rolling over the impurity, and dumps it into the volume of beet-water mixture, determined by the blade 8, following the rotation of the impeller disks 6 and 7, as well as the housing 1. As a result, the jamming conditions of the beet pump, which were observed during the execution of curved blades 8 on a continuous rigid base, are eliminated.

Вследствие воздействия на изогнутую лопасть 8 тяжелых и легких примесей, находящихся в свекловодяной смеси, эпюры давлений на рабочей и тыльной сторонах лопасти несколько отличаются друг от друга. Для устранения данного явления на хвостовике 11 по поверхности резинотканевой оболочки 9, покрытой эластичным материалом, выполнены криволинейные канавки 13, сходящиеся к выходу изогнутых лопастей 8. В результате из-за разности давлений на рабочей и тыльной поверхностях каждой лопасти 8 свекловодяная смесь по винтообразным продольно расположенным канавкам 13 перетекает от поверхности с большим давлением к поверхности с меньшим давлением. При этом эпюры давлений вдоль лопастей 8 выравниваются между собой, вследствие чего результирующая сила давления, действующая на рабочее колесо, уменьшается, снижая и вибрации колеса. Геометрия кривизны винтообразных канавок 13 подстраивается под кривизну лопасти так, что вместе они образуют непрерывно суживающийся к выходу криволинейный серповидный профиль хвостовика 11. Благодаря этому ликвидируются или существенно снижаются срывные кромочные явления за полостями 8 рабочего колеса с уменьшением не только потерь напора в свеклонасосе, но и пульсаций статического давления при ударном воздействии тяжелых и легких примесей на поверхности лопастей.Due to the influence of 8 heavy and light impurities in the beet-water mixture on the curved blade, the pressure plots on the working and back sides of the blade are slightly different from each other. To eliminate this phenomenon, on the shank 11 on the surface of the rubber-fabric shell 9 covered with elastic material, curved grooves 13 are made, converging to the exit of the curved blades 8. As a result, due to the pressure difference on the working and back surfaces of each blade 8, the beet-water mixture is helically longitudinally arranged grooves 13 flows from the surface with high pressure to the surface with less pressure. In this case, the pressure plots along the blades 8 are aligned with each other, as a result of which the resulting pressure force acting on the impeller is reduced, reducing the vibration of the wheel. The geometry of the curvature of the helical grooves 13 is adjusted to the curvature of the blade so that together they form a curved crescent-shaped profile of the shank 11 continuously tapering towards the exit. Due to this, stall edge phenomena behind the impeller cavities 8 are eliminated or significantly reduced, not only the pressure loss in the beet pump is reduced, but also pulsations of static pressure under the impact of heavy and light impurities on the surface of the blades.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что поддержание нормированных энергозатрат при длительной эксплуатации с наличием загрязнений при транспортировке свеклы через свеклонасос, достигается выполнением кривизны криволинейных канавок по линии циклоида как брахистохрона на внутренней поверхности нагнетательного патрубка. Это устраняет возрастание гидравлического сопротивления нагнетательного патрубка за счет скорейшего спуска загрязнений в полостях криволинейных канавок.The originality of the invention lies in the fact that the maintenance of normalized energy consumption during long-term operation with the presence of contaminants when transporting beets through a beet pump is achieved by performing curvature of the curved grooves along the line of the cycloid as a brachistochron on the inner surface of the discharge pipe. This eliminates the increase in hydraulic resistance of the discharge pipe due to the speedy descent of contaminants in the cavities of the curved grooves.

Claims

A beet pump containing a housing with suction and discharge nozzles and an impeller cantilever mounted on the shaft, consisting of front and rear disks in the form of cones and curved blades mounted between them, coatings made of elastic material are placed on the inner surface of the housing and the surfaces of the impeller, while the impeller blade is made of composite material, which includes a rubber-fabric shell and a prefabricated frame containing a main section representing a rigid structure and a skeleton representing a flexible design, and the rubber-fabric shell is evenly distributed throughout the entire volume of the prefabricated frame, and on the shank along the surface of the rubber-fabric shell coated with elastic material, curved grooves are made that converge to the exit of the curved blade, while curved grooves are made on the inner surface of the discharge pipe, the tangent of which has a clockwise direction, and the tangent of curved grooves on the shank along the surface of the rubber-fabric shell has a counterclockwise direction, characterized in that the curvature of the curved grooves on the inner surface of the discharge pipe is made along the line of the cycloid as a brachistochron.