RU2732082C1 - Ступень многоступенчатого центробежного насоса - Google Patents

Ступень многоступенчатого центробежного насоса Download PDF

Info

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
Application number
RU2020111034A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Иванович Кушнарев
Иван Владимирович Кушнарев
Юрий Сергеевич Обозный
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН»
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 Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Лизинговая Компания «ЛИАКОН»
Priority to RU2020111034A priority Critical patent/RU2732082C1/ru
Priority to PCT/RU2020/000462 priority patent/WO2021188000A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2732082C1 publication Critical patent/RU2732082C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/02Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors 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)

  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.
RU2020111034A 2020-03-17 2020-03-17 Ступень многоступенчатого центробежного насоса RU2732082C1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
KR20030063369A (ko) 축류 터보 압축기
US20230011208A1 (en) Non-Clogging Pump
RU2733500C1 (ru) Рабочее колесо центробежного насоса с улучшенным кавитационным запасом
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
US20220349418A1 (en) Pump impeller, housing element and pump herewith
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