RU35135U1 - Незасоряющийся насос - Google Patents

Description

Незасоряющийся насос

Полезная модель относится к санитарной технике, и может быть применена при перекачке сточных вод, их осадков, содержащих твердые, абразивные включения и длинноволокнистые вещества.

Известны центробежные нагнетатели 1,2, которые имеют различные системы защиты корпуса и лопаток от износа, но при перекачке сточных вод и их осадков, содержащих твердые, абразивные включения, эти системы не решают задачу исключения засорения, износа и появления вибрации механизмов.

Для снижения частоты засорения проточных частей насосов взвещенными и длинноволокнистыми веществами увеличивают размеры межлопастного пространства за счет сокращения числа лопастей. Это приводит к применению однолопастных рабочих колес. Опыт эксплуатации таких насосов (Flygt, Sarlin и др.) на объектах ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга показал, что ввиду неравномерного износа поверхности лопастей, появление вибрации происходит в несколько раз быстрее по сравнению с многолопастными насосами.

Авторы данной полезной модели предлагают схему свободновихревого насоса, на основе которой могут быть созданы конструкции насосов для перекачки сточных вод и их осадков, содержащих твердые, абразивные включения и длинноволокнистые вещества.

2003126655

llillllllUllllllllllllllllllllllllllllllll

20031

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является «Незасоряющийся насос по полезной модели PU №26610, кл. F04 D7/04, 2002 г. Незасоряющийся насос содержит корпус с нишей, установленное в нем рабочее колесо с лопатками, входной патрубок с зазором относительно лопаток рабочего колеса. При этом, рабочее колесо полностью размещено в нише задней стенки корпуса, зазор входного патрубка относительно лопаток рабочего колеса нища выполнена в виде тела вращения на основе объединения прямоугольника шириной Ьь высотой , прямоугольника высотой h2 (d2- 2hi)/2, шириной Ьз bi-r и полукруга радиусом г Д/4 вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса, при этом, относительный внутренний диаметр ниши -- 0.8-0.9, относительный наруж

ный диаметр ниши 1.05-1.1, относительная ширина корпуса

LL

h - -2 0.2-0.3 при 2 - относительная глубина ниши 6| - 0.070.1, корпус дополнительно снабжен отводящим патрубком, присоединенным к верхней его точке, рабочее колесо дополнительно снабжено задним диском и периферийными укороченными лопатками, где di -внутренний диаметр ниши; d2 -наружный диаметр ниши; D -наружный диаметр колеса; bi - глубина ниши; Ь2 - ширина корпуса; s - максимальный размер твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде.

Кроме того, длина периферийных укороченных лопаток li- 0.2 D и они размещены между рабочими лопатками на расстоянии /2 0.3 D от центра рабочего колеса, угол наклона внутреннего ребра периферийных укороченных лопаток / 60°.

1,Высокая трудоемкость в изготовлении, так как выполнение ниши в виде тела вращения (вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса) на основе объединения трех геометрических фигур, одна из которых является полукругом радиусом г Л/4 требует значительных затрат на подгонку рабочего колеса в нишу. Последнее объясняется тем, что для обеспечения высокого коэфицента полезного действия (КПД) зазор между колесом и нишей должен быть минимальным. Следовательно, на тыльной стороне колеса так же должен быть полукруг. Обеспечить концентричность двух полукругов - процесс трудоемкий.

2.Заниженный гидравлический КПД т.к.:

-выполнение наружного диаметра ниши d-,

1.05-1.1 создает существенный (до 10%) зазор между рабочим колесом и нишей. Это приводит к тому, что значительная перекачиваемой среды, находясь в зоне высокого давления, будет затекать в данный зазор и создавать гидравлическое сопротивление;

-выполнение относительной глубины ниши 6, при которой )

0.07-0.1, т.е. является незначительным, что приводит к уменьшению глубины вихря и снижению КПД.

Задачей полезной модели является снижение трудоемкости в изготовлении и повышение гидравлического КПД установки, сохранив ее способff при котором -

г,- 1

ность перекачки сточных вод и их осадков, содержащих твердые, абразивные включения и длинноволокнистые вещества.

Задача решена так, что в известном незасоряющемся насосе, включающим:

а)корпус относительной шириной 2 - 0.2-0.3 при 2 - тводящим и входным патрубком с зазором относительно лопаток рабочего колеса

б)выполненную в корпусе нишу, с относительным внутренним диа5,

метром D 0.8-0.9 и выполненной в виде тела вращения на основе объединения центрального прямоугольника шириной Ы, высотой , периферийного прямоугольника высотой h2 (d2- 2hl)/2 и дополнительной фигуры вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса;

в) установленное в нише рабочее колесо с задним диском и периферийными укороченными лопатками, в соответствии с нашей полезной моделью:

1) относительная ширина периферийного прямоугольника Ь-,- 0.22) относительный наружный диаметр ниши 1-01-1.05; 3) относительная глубина ниши 6, -L 0.07-0.2, где di - внутренний

диаметр ниши; d2-наружный диаметр ниши; D -наружный диаметр колеса; Ь - глубина ниши; bi - ширина корпуса; s - максимальный размер твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде.

Кроме того, дополнительная фигура выполнена в виде сектора с относительным радиусом г, - 1 -1,1.

Отличительными признаками заявляемого незасоряющегося насоса являются:

1. Выполнение периферийного прямоугольника с относительной шириной А, - 0.2-0.5; 2. Выполнение ниши -1.01-1.05; 3. ным

- b с относительным наружным диаметром Выполнение ниши с относительной глубиной Ь - 0.07-0.2; 4. Выполнение дополнительной фигуры в виде сектора с относительрадиусом г, - 1 -1.1.

По сведениям, имеющимся у авторов, все отличительные признаки в технической литературе не известны. Их применение в заявляемом устройстве позволяет получить два положительных эффекта.

Первый положительный эффект заключается в том, что снижается трудоемкость в изготовлении, так как выполнение ниши в виде тела вращения (вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса) на основе объединения трех геометрических фигур, одна из которых является не полукругом, а сектором, снижает затраты на подгонку рабочего колеса в нишу.

Второй положительный эффект заключается в том, что повышается гидравлический КПД т.к.:

-выполнение наружного диаметра ниши d при котором «2 - 1.01-1.05 существенно уменьшит зазор между рабочим колесом и нишей. Поэтому, уменьшится объем перекачиваемой среды, который будет затекать в данный зазор, что приведет к снижению гидравлического сопротивления;

-выполнение относительной глубины ниши b при которой 6| --

0.07-0.2, т.е. увеличит глубину вихря и, как следствие, повысит КПД.

Таким образом, заявляемый незасоряющийся насос отвечает критерию «изобретательский уровень.

Предлагаемый авторами незасоряющийся насос отличается от прототипа конструктивно.

Ш6

-т 2

На фиг. 1 и фиг.2 представлены разрезы А-А насоса, общий вид которого показан на фиг.З. При этом, на фиг.1 представлен разрез насоса в сборе, а на фиг.2 -только его корпуса.

На фиг. 4 представлен общий вид рабочего колеса, на фиг.5 - его разрез по В-В. Кроме того, на фиг.6 приведены параметрические характеристики незасоряющихся насосов, успешно прощедших испытания.

Незасоряющийся насос содержит (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5):

-корпус 1, относительная ширина которого - - 0.2-0.3 при

2 5, где D -наружный диаметр колеса; bi - ширина корпуса; s - максимальный размер твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде;

-нишу 2 в задней стенке корпуса 1, выполненную в виде тела вращения на основе объединения центрального прямоугольника ABCD шириной b|, высотой , периферийного прямоугольника KEDI высотой h2 (d22hi)/2, шириной Ьз при которой 6, - 0.2-0.5 и сектора ICAF с относительным радиусом г, - 1 -1.1 вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса 3. Относительный внутренний диаметр ниши J| - 0.8-0.9,

относительный наружный диаметр ниши 05, относительная

I)

(

-рабочее колесо 3 с задним диском 4, лопатками 5 и периферийными укороченными лопатками 6 размещенное в нише 2 задней стенки корпуса 1;

-входной патрубок 7 с зазором относительно лопаток 5 и 6 рабочего колеса 3;

-отводящий патрубок 8, присоединенный к верхней точке корпуса 1. Незасоряющийся насос работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 3 в нище 2 корпуса 1 возникает мощный вихрь транспортируемой жидкости, который обеспечивает создание необходимого давления и производительности незасоряющегося насоса.

При работе незасоряющегося насоса лищь часть жидкости проходит через лопатки рабочего колеса, значительная часть ее минует лопатки, а под действием вихря, созданного колесом, продвигается от входа к напорному отводящему патрубку 8.

Рабочее колесо 3 полностью размещено в нище 2 задней стенки корпуса 1 таким образом, что кромки 12-ти лопаток 5 и 12-ти периферийных укороченных лопаток 6 находится в плоскости поверхности задней стенки корпуса. Незасоряющийся насос не имеет уплотнения на входе в его корпус.

Относительные размеры незасоряющегося насоса были определены экспериментальным путем. В ГУП «Водоканал санкт- Петербурга и ООО «АВиВ проводились испытания на опытных образцах в условиях перекачки осадков сточных вод, после чего был найден оптимальный вариант. Параметрические характеристики незасоряющихся насосов, успешно прошедших испытания, представлены на фиг. 6. Здесь: 1 - H-Q характеристика при различном числе оборотов; 2 - N-Q характеристика.

1.Незасоряющийся насос, полезная модель PU №26610, кл. F04 D7/04, 2002 г.;

2.Патент Великобритании №1255948, кл. F04 D7/04, 1968;

3.Патент РФ №2079724, кл. F04 D7/04, 1997.

Claims (2)

1. Незасоряющийся насос, содержащий корпус с относительной шириной

при b₂ ≥ s, с отводящим и входным патрубком с зазором относительно лопаток рабочего колеса Δ=b₂, выполненную в корпусе нишу с относительным внутренним диаметром

и выполненную в виде тела вращения на основе объединения центрального прямоугольника шириной b₁, высотой h₁=d₁/2, периферийного прямоугольника высотой h₂=(d₂–2h₁)/2 и дополнительной фигуры вокруг оси, совпадающей с осью вращения рабочего колеса, установленное в нише рабочее колесо с задним диском, лопатками и периферийными укороченными лопатками, отличающийся тем, что относительная ширина периферийного прямоугольника

; относительный наружный диаметр ниши

; относительная глубина ниши

; где d₁ – внутренний диаметр ниши; d₂ – наружный диаметр ниши; D – наружный диаметр колеса; b₁ – глубина ниши; b₂ – ширина корпуса; s – максимальный размер твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде.

2. Незасоряющийся насос по п.1, отличающийся тем, что дополнительная фигура выполнена в виде сектора с относительным радиусом