RU2732082C1 - Ступень многоступенчатого центробежного насоса - Google Patents
Ступень многоступенчатого центробежного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732082C1 RU2732082C1 RU2020111034A RU2020111034A RU2732082C1 RU 2732082 C1 RU2732082 C1 RU 2732082C1 RU 2020111034 A RU2020111034 A RU 2020111034A RU 2020111034 A RU2020111034 A RU 2020111034A RU 2732082 C1 RU2732082 C1 RU 2732082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circle
- diameter
- impeller
- blades
- supply
- 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
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/02—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение представляет собой ступень многоступенчатого центробежного насоса. Устройство включает рабочее колесо, состоящее из основного диска, покрывающего диска, ступицы, лопастей, подводящих и отводящих лопаток, расположенных на противоположных поверхностях основного диска. Лопасти расположены между ступицей и внутренним краем покрывающего диска. Отводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D1, с наружными концами на окружности с диаметром D2, каждая отводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D1 к окружности с диаметром D2. Подводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D3, наружными концами на D2, каждая подводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D3 к окружности с диаметром D2. Каждая подводящая и отводящая лопатка выполнена с изменяющимся по её длине углом наклона к основному диску, углы наклона к основному диску у окружности с диаметром D2 у подводящих и отводящих лопаток равны, у окружности с диаметром D2 приводящие и отводящие лопатки выполнены с отступом от плоскости L. Окружность с диаметром D1 – условная окружность, проведённая по внутренним концам отводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, окружность с диаметром D2 – окружность, являющаяся внешней границей рабочего колеса, окружность с диаметром D3 – условная окружность, проведённая по внутренним концам подводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, причём D1 больше D3, а L – условная плоскость, перпендикулярная оси вращения рабочего колеса и делящая рабочее колесо на равные по толщине части. Устройство позволяет свести к техническому минимуму вихреобразование в ступени насоса и максимально повысить КПД насоса. 7 ил.
Description
Изобретение относится к области насосостроения, к конструкциям ступеней центробежных многоступенчатых насосов.
Известна ступень центробежного многоступенчатого насоса, где внешние кромки лопаток сопряжены с внутренней поверхностью корпуса направляющего аппарата по винтовым кривым, наклон которых к горизонталям выполнен уменьшающимся по ходу движения жидкости, соседние наклонные лопатки расположены с перекрытием, причем расстояния в горизонтальных плоскостях между наклонными лопатками в перекрытиях по ходу движения жидкости увеличиваются с углом раскрытия 6-10°, а к внутренним кромкам в верхней части наклонных лопаток прикреплен цилиндрический экран, прилегающий к нижнему диску следующего направляющего аппарата (RU 2403450 C1, 10.11.2010). Данная конструкция обеспечивает высокие напорные характеристики. Недостатками являются высокие вихреобразования в канале направляющего аппарата и как следствие высокие энергетические потери в потоке каналов ступени, низкая надежность ступени, небольшой срок эксплуатации.
Известен направляющий аппарат в составе ступени центробежного насоса с лопатками в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса (EP 2949943 A1 02.12.2015). Данная конструкция немного уменьшает вихреобразование, но не решает вопроса надежности и долговечности эксплуатации ступени.
Известна ступень центробежного насоса, включающая рабочее колесо, состоящее из основного диска, ступицы, лопастей, лопаток, расположенных на противоположных поверхностях диска (US 2014/0105747 A1, 17.04.2014). Авторами данной конструкции ставится задача небольшого уменьшения вихреобразования на отдельном участке направляющего аппарата ступени, но эта задача решается не полностью и не на всех участках проточной части ступени.
Устройство по US 2014/0105747 A1, 17.04.2014 можно принять в качестве ближайшего аналога.
Нерешенной технической проблемой всех вышеперечисленных конструкций ступени, являются высокие энергетические потери потока из-за вихреобразования в ступени центробежного насоса, что приводит к недостаточно высокому коэффициенту полезного действия, ступени и насоса в целом. Также техническими проблемами являются недостаточная надёжность, и очень ограниченный ресурс ступеней насоса и высокие требования к материальному изготовлению ступени.
Предлагается принципиально новая ступень многоступенчатого центробежного насоса, включающая рабочее колесо, состоящее из основного диска, покрывающего диска, ступицы, лопастей, подводящих и отводящих лопаток, расположенных на противоположных поверхностях основного диска. Лопасти расположены между ступицей и внутренним краем покрывающего диска. Отводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D1, с наружными концами на окружности с диаметром D2, каждая отводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D1 к окружности с диаметром D2. Подводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D3, наружными концами на D2, каждая подводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D3 к окружности с диаметром D2. Каждая подводящая и отводящая лопатка выполнена с изменяющимся по её длине углом наклона к основному диску. Углы наклона к основному диску у окружности с диаметром D2 у подводящих и отводящих лопаток равны. У окружности с диаметром D2 подводящие и отводящие лопатки выполнены с отступом от плоскости L. Окружность с диаметром D1 – условная окружность, проведённая по внутренним концам отводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, окружность с диаметром D2 – окружность, являющаяся внешней границей рабочего колеса, окружность с диаметром D3 – условная окружность, проведённая по внутренним концам подводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, причём D1 больше D3, L – условная плоскость, перпендикулярная оси вращения рабочего колеса и делящая рабочее колесо на равные по толщине части. Значение диаметра D1 принимается исходя из необходимого напора создаваемого ступенью. Значение диаметра D2 принимается большим от диаметра D1 на величину от 1 до 15%. Значение диаметра D3 – наружный диаметр ступени, принимается большим от диаметра D1 на величину от 25 до 60%.
Техническим результатом является создание принципиально новой ступени центробежного многоступенчатого насоса с улучшенными технико-экономическими характеристиками, конкретно с существенно пониженным акустическим шумом и низкими гидродинамическими вибрациями и как следствие повышенной надежностью, высоким ресурсом и высоким коэффициентом полезного действия ступени и насоса в целом.
Отличительной особенностью ступени является форма направляющего аппарата позволяющая отводить жидкость от центробежного рабочего колеса с минимально возможными потерями на вихреобразование, т.е. с сохранением максимально возможного КПД ступени и насоса в целом.
Технический результат достигается посредством комплекса объединённых единым изобретательским замыслом конструктивных усовершенствований в базовых компонентах.
На фиг. 1 показана ступень центробежного многоступенчатого насоса, состоящая из рабочего колеса 1, состоящего в свою очередь из ступицы 2, покрывающего диска 3, лопастей 4, и направляющего аппарата 5, состоящего в свою очередь из двух рядов лопаток – отводящих лопаток 6 и подводящих лопаток 7 закреплённых на основном диске 8.
На фиг. 2 изображен направляющий аппарат 5 – вид спереди, а также показано сечение Б-Б направляющего аппарата 5, по главной плоскости. Фигура иллюстрирует построение количества n1 отводящих лопаток 6, толщиной h1, с началом построения на диаметре D1, с разворотом на угол φ1, при этом значения угла φ1 лежат в диапазоне от 40° до 140°, начиная разворот под углом α1, оптимальные значения которого, минимизирующие потери от натекания жидкости на входную кромку лопатки направляющего аппарата, лежат в диапазоне от 1° до 30° и заканчивая разворот под углом α2, выбор значения угла α2 лежит предпочтительно в диапазоне от 3° до 60°, со смещением вдоль оси на величину L1 – значение которой является конструктивным размером габарита ступени. Из построенных таким образом лопаток, состоящих из рабочей поверхности kp и тыльной поверхности ks, образуется массив отводящих лопаток, позволяющий с минимальными энергетическими потерями отвести жидкость от рабочего колеса до внешнего диаметра D2 направляющего аппарата.
На фиг. 3 изображен направляющий аппарат 5 – вид сбоку, а также показан его вид А – сзади. Фигура иллюстрирует построение количества n2 подводящих лопаток 7, толщиной h2, с началом построения на диаметре D2, с разворотом на угол φ2, оптимальные значения которого лежат в диапазоне от 30 до 130°, начиная разворот под углом β1, равным углу α2, и заканчивая разворот под углом β2, оптимальные значения которого, минимизирующие потери от натекания на входные лопасти рабочего колеса следующей ступени насоса, лежат в диапазоне от 1° до 50° со смешением вдоль оси на величину L2. Из построенных таким образом лопаток, состоящих из рабочей поверхности k1p и тыльной поверхности k1s, образуется массив подводящих лопаток, позволяющий с минимальными энергетическими потерями отвести жидкость от периферийного диаметра D2 к диметру D3 и далее по радиусу R1 во всасывающую воронку рабочего колеса следующей степени многоступенчатого центробежного насоса.
На фиг. 4 и 5 изображены измеренные на натурном эксперименте линии тока SL0 жидкости в рабочем колесe, SL1 – в отводящих каналах и SL2 – в подводящих каналах. Из рисунков видно, что течение жидкости в ступени безвихревые, а полученная форма течения в ступени обеспечивает максимально возможный КПД ступени насоса. В конструкции направляющего аппарата ступени центробежного насоса дополнительно учтена подкрутка жидкости на угол β2SL, равный углу β2 окончания подводящей лопатки, при переходе от потока жидкости ступени к ступени, с целью минимизации потерь гидродинамической энергии всех ступеней центробежного многоступенчатого насоса.
На фиг. 6 и 7 изображена форма струи (проекция спереди и сзади) получаемая в результате течения жидкости по каналам ступени фиг. 1. Полученная в результате построения ступени, форма течения жидкости в проточной части ступени не имеет вихреобразования и достигает цели течения с минимально возможными потерями, т.е. с максимально возможным КПД.
Claims (1)
- Ступень многоступенчатого центробежного насоса, включающая рабочее колесо, состоящее из основного диска, ступицы, лопастей, подводящих и отводящих лопаток, расположенных на противоположных поверхностях основного диска, отличающаяся тем, что включает также покрывающий диск, лопасти расположены между ступицей и внутренним краем покрывающего диска, отводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D1, с наружными концами на окружности с диаметром D2, каждая отводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D1 к окружности с диаметром D2, подводящие лопатки выполнены с внутренними концами на окружности с диаметром D3, наружными концами на окружности с диаметром D2, каждая подводящая лопатка выполнена в виде дуги, с плавным разворотом по отношению к поперечной оси рабочего колеса в направлении от окружности с диаметром D3 к окружности с диаметром D2, каждая подводящая и отводящая лопатка выполнена с изменяющимся по её длине углом наклона к основному диску, у окружности с диаметром D2 углы наклона к основному диску у подводящих и отводящих лопаток равны, у окружности с диаметром D2 наружные концы подводящих и отводящих лопаток выполнены с отступом от плоскости L, где окружность с диаметром D1 – условная окружность, проведённая по внутренним концам отводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, окружность с диаметром D2 – окружность, являющаяся внешней границей рабочего колеса, окружность с диаметром D3 – условная окружность, проведённая по внутренним концам подводящих лопаток, центром окружности является центр рабочего колеса, причём D1 больше D3, а L – условная плоскость, перпендикулярная оси вращения рабочего колеса и делящая рабочее колесо на равные по толщине части.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111034A RU2732082C1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Ступень многоступенчатого центробежного насоса |
PCT/RU2020/000462 WO2021188000A1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-09-03 | Ступень мнооступенчатого центробежного насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111034A RU2732082C1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Ступень многоступенчатого центробежного насоса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2732082C1 true RU2732082C1 (ru) | 2020-09-11 |
Family
ID=72516385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020111034A RU2732082C1 (ru) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Ступень многоступенчатого центробежного насоса |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2732082C1 (ru) |
WO (1) | WO2021188000A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791177C1 (ru) * | 2022-01-11 | 2023-03-03 | Публичное акционерное общество "Пролетарский завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU675196A2 (ru) * | 1972-09-29 | 1979-07-25 | Институт Горной Механики И Технической Кибернетики Им. М.М.Федорова | Центробежно-центростремительна машина |
SU1765524A1 (ru) * | 1990-09-21 | 1992-09-30 | В. И. Козловский | Многоступенчатый насос |
US9004869B2 (en) * | 2008-05-27 | 2015-04-14 | Weir Minerals Australia, Ltd. | Centrifugal pump impellers |
RU2606290C1 (ru) * | 2015-10-22 | 2017-01-10 | Владимир Николаевич Кудеяров | Центростремительный лопастной насос для перекачивания подогретых неоднородных по плотности жидкостей |
-
2020
- 2020-03-17 RU RU2020111034A patent/RU2732082C1/ru active
- 2020-09-03 WO PCT/RU2020/000462 patent/WO2021188000A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU675196A2 (ru) * | 1972-09-29 | 1979-07-25 | Институт Горной Механики И Технической Кибернетики Им. М.М.Федорова | Центробежно-центростремительна машина |
SU1765524A1 (ru) * | 1990-09-21 | 1992-09-30 | В. И. Козловский | Многоступенчатый насос |
US9004869B2 (en) * | 2008-05-27 | 2015-04-14 | Weir Minerals Australia, Ltd. | Centrifugal pump impellers |
RU2606290C1 (ru) * | 2015-10-22 | 2017-01-10 | Владимир Николаевич Кудеяров | Центростремительный лопастной насос для перекачивания подогретых неоднородных по плотности жидкостей |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791177C1 (ru) * | 2022-01-11 | 2023-03-03 | Публичное акционерное общество "Пролетарский завод" | Многоступенчатый центробежный насос |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021188000A1 (ru) | 2021-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7261513B2 (en) | Centrifugal compressor | |
CN104728160B (zh) | 径流式叶轮和风机单元 | |
KR101252984B1 (ko) | 고속 원심 펌프용 유동 벡터 제어기 | |
EA031306B1 (ru) | Крыльчатка шламового насоса | |
JP3949663B2 (ja) | 遠心羽根車 | |
CN110107539A (zh) | 一种用于流体机械的反导叶结构 | |
RU2732082C1 (ru) | Ступень многоступенчатого центробежного насоса | |
AU2011337340B2 (en) | Centrifugal pump and a double bent rotor blade for use in such a centrifugal pump | |
US3027845A (en) | Impeller tip pocket | |
CN110701097B (zh) | 混流式叶轮 | |
JP2007531841A (ja) | 速度分布を改良するインペラの羽根 | |
RU2733500C1 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом | |
JP2002122095A (ja) | 遠心ポンプ | |
JP2016528438A (ja) | 前方掃引接線流圧縮機用拡散器 | |
KR102574942B1 (ko) | 연료 펌프용 임펠러 | |
US20240084718A1 (en) | Flow Control Structures for Enhanced Performance and Turbomachines Incorporating the Same | |
CN220522888U (zh) | 离心风机 | |
JP5207928B2 (ja) | 渦巻ポンプ | |
US20220299036A1 (en) | Drag pump | |
RU2785617C2 (ru) | Насос | |
JP6971662B2 (ja) | インペラ | |
RU68613U1 (ru) | Рабочее колесо ступени погружного насоса, направляющий аппарат ступени погружного насоса и ступень погружного насоса | |
RU2677306C1 (ru) | Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса | |
WO2011135663A1 (ja) | 渦巻ポンプ | |
CN115461543A (zh) | 立式涡轮泵和立式涡轮泵装置 |