RU3620U1 - Центробежный насос регулируемой производительности - Google Patents

Abstract

1.Центробежный насос регулируемой производительности, содержащий корпус с входным патрубком и кольцевым отводом, вал, составное рабочее колесо из двух дисков с лопатками на одной из сторон каждого, при этом стороны дисков с лопатками обращены друг к другу и лопатки ведущего закрепленного на валу диска входят в межлопаточные каналы ведомого диска, подвижного относительно продольной оси насоса и связанного с приводом для его перемещения, отличающийся тем, что лопатки ведущего диска по своим геометрическим параметрам выполнены повторяющими геометрические параметры контактирующих с ними межлопаточных каналов ведомого диска составного рабочего колеса.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что у основания лопаток ведомого диска на его цилиндрической части, входящей во внутреннюю полость кольцевого отвода при полном перекрытии межлопаточных каналов, дополнительно равномерно по окружности выполнены сквозные каналы, соединяющие внутренние полости входного патрубка и кольцевого отвода и разъединяющие эти полости при выходе цилиндрической части ведомого диска из внутренней полости кольцевого отвода.

Description

i ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно к насосостроенив: в частности, к центробежным насосам, используемым, например, в системах тогшивопитания газотурбинных двигателей. Известны центробежные насосы регулируемой производительности, содержащие корпус со входным и выходным патрубкагугл, составное рабочее колесо, состоящее из неподвижной и аксиально подвижной вращающихся частей ( см. А.С. М 1581863 СССР, Кл. К04Д 15/00, заявл. 9Л2.88 г., опубл. 30.07 00 г.; Англ, заявка, кл. НКИ F1V, Р04Д 15/00, РОЩ 7/00, №2049832, заявл. 29.05Л9 г., опубл. 31Л 2.80 г.; патенты США, кл. 415/48, Р01Д 7/00,JNfe4070132, заявлЛЛ1.76г., опубл. 24.01.78 г.; кл. К04Д 15/00, Р04Д 29/28, НКИ 415/48, JNQ 4828454, заявл. 23Ш.88 г., опубл 9.05.89 г.; кл. РОЩ 7/00, НКИ 415/131, JMe 4417849, заявл. 15.09.8 г., опубл. 29Л 1.83 гЛ Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является центробежный насос регулируемой производительности, описанный в патенте США, кл. НКИ 415/131, МКИ РО Щ 7/00, jNa 4417849, заявл. 15.09.8 i г., М 302343, опубл. 29.П.83 г. Указанный центробежный насос регулируемой производительности, принятый за прототип, содержит корпус со входным патрубком и кольцевым ошодом, вал составное рабочее колесо из двух дисков с лопатками на одной из сторон МКИ5р01Д7/00 « г каждого, при этом стороны дисков с лопатками обращены друг к друг}, н лопатки ведущего - закрепленного на вал}- диска - входят в межлопаточные каналы ведомого диска, подвижного вдоль оси насоса и связанного с приводом для его перемещения. В известном центробежном насосе путем осевого перемещения ведомого диска и изменения за счет этого осевой глубины межлопаточных каналов на ведлщем диске обеспечивается требуемое регулирование расхода при сохранении необходимого уровня давления с меньшими затратами мощности и меньшим подогревом топлива, чем насосы, в которых регулирование их производительности осуществляется дросселированием в нагнетательном трубопроводе. Однако данный центробежный насос регулируемой производительности., изменяя площадь проходного сечения межлопаточных каналов, нарушает распределение скоростей рабочей жидасости в них, что приводит к. образованию вихревых зон в проточных каналах и, как следствие, к j/величению гидравлических потерь. Кроме того, при полном перекрытии межлопаточных каналов известный насос не обеспечивает необходимой напорности на выходе на пониженных частотах вращения, что отрицательно сказывается,, например, на обеспечении питания топливом камеры сгорания газотурбинного двигателя на режимах запзска. Технический результат предложения заключается в Злвеличении напорности насоса на пониженных частотах его вращения и повышении коэффициента полезного действия насоса за счет улл-чшения харатстера протекания рабочей жидкости в ме у юпаточных каналах при различных вариациях

взаимоположения их осевой ведомого и ведущего дисков, минимизации боковых зазоров междл лопатками ведомого и веД}щего дисков составного рабочего колеса.

Технический результат достигается тем,, что лопатки ведомого диска по своим геометрическим параметрам выполнены повторяющими геометрические параметры контактир ющих с ними межлопаточных каналов ведущего диска составного рабочего колеса; что у основания лопаток ведомого диска на его цилиндрической части, входящей во внутреннюю полость кольцевого отвода при полном перекрытии ме ю1опаточных каналов лопатками дополнительно равномерно по окружности выпоянень сквозные каналы, соединяющие внутренние полости входного патрубка и кольцевого отвода, и разъединяющие эти полости при выходе цилиндрической части ведомого диска из внугренней полости кольцевого отвода.

Такое выполнение дисков составного рабочего колеса позволяет осуществлять изменение осевой пщ/бины межлопаточных каналов рабочего колеса по принципу пуасон матрица, где матрицей является диск, а пуасоном ведомый, лопатки которого точно повторяют межлопаточные каналы ведущего, что дает возможность организовать протекание рабочей жидкости по ним а меньшими гидравлическими потерями за счет исключения возможного образования вихревых зон минимизировать боковые зазоры ведомого и дисков, увеличивать напорность насоса на пониженных частотах вращения с более эффективным снижением подо грева жидкости при минимальных расходах и меньшей потребной мощности для его привода.

Сущность предложения поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема верхней половиныцентробежногонасосарегулируемой

производительности в разрезе.

На фиг. 2 представлен вид ведомого диска составного рабочего колеса насоса со стороны лопаток ( вид слева ) с частичным разрезом, на котором показан один из вариантов расположения сквозных каналов и направление его вращения во время работы.

На фиг, 3 представлен вид ведз- щего диска составного рабочего колеса со стороны лопаток ( вид справа ) и направление его вращения во время работы.

Центробежный насос 1 регулируемой производительности содержит корпус 2 со входным патрубком 3 и кольцевым отводом 4, вал 5, составное рабочее колесо с ведл-щим и ведомым дисками 6 и 7, снабженных лопатками 8 и 9 и межлопаточными каналами 10 и 11 соответственно. Ведомый диск 7 имеет дополнительные сквозные каналы 12, подвижен вдоль продольной оси насоса и опирается на подшипник 13, внешняя обойма 14 которого связана с подвижной относительно продольной оси насоса вт лкой 15, а внутренняя обойма 16 связана с цилиндрическим хвостовиком ведомого диска 7. В-тушш 15 соединена с поршнем 17, который своим цилиндрическим хвостовиком связан с крышкой 18 и вторым поршнем 19. На чертеже так же показан один из штзтдеров 20 подвода рабочей жидкости с управляющим давлением в полость 21 по каналу 22, в

полость 23 по кан-a.w 24, и Г1ривод 25, от- которого осуществляется вращение вала 5 насоса .

При постоянной частоте вращения вала 5 ретулирование производительности насоса I осуществзтяется изменением осевой гл,юины межлопаточных каналов IО и 11 дисков 6 и 7 лопатками 8 и 9 составного рабочего колеса по принципу пуасон матрица. При подаче рабочей жидкости с управляющим давлением по каналл 22 в полость 21, образованную неподвижной стенкой крышки IS, цилиндрическим хвостовиком и самим порщнем 17, подвижным относительно продольной оси насоса i, порщень 17 под действием давления перемещается слева направо, воздействует на втулку 15, которая, двигаясь вместе с порщнем 17, перемещает ведомый диск 7 в сторону ведущего диска 6 рабочего колеса. При этом движении лопатки 9 ведомого диска 7 уменьщают осевую глубину межлопаточных каналов 10 ведущего диска 6. При прекращении подачи рабочей жидкости с управляющим давлением в. полость 21 и поддержании его достигнутой величинь, движение ведомого диска 7 навстречу ведущему диску 6 приостанавливается, и насос 1 работает на этом режиме, обеспечивая требуем то производительность. При соединении полости 21 со сливной магистралью и подачей жихщости с управляющим давлением по каналу 24 в полость 23, образованную неподвижной стенкой крыщки 18, порщнем 19, цилиндрическим хвостовиком порщня 17, порщень 19 перемещается справа налево вдоль продольной оси насоса, и с ним одновременно перемещается порщень 17 со своим цилиндрическим хвостовиком, втчшка 15, подшипник 13, внутренняя обойма 16 которого закреплена на цилиндрическом

хвостовике ведомого диска 7. При этом движении лопатки 9 ведомого диска 7 уьёличивают осевую пг/бину межлопаточных каналов 10 ве;Дущего диска 6, изменяя одновременно производительность насоса I.

При прекращении подачи рабочей жидкости с управляющим давлением в полость 23 и поддержании его достигнутой величины, движение ведомого диска 7 относительно продольной оси насоса 1 в сторону от вел щего диска 6 приостанавливается, и насос 1 работает на зафиксированном режиме, обеспечивая необходимый расход рабочей жидкости для данного реж11ма работы. При движении ведомого диска 7 слева направо относительно продольной оси насоса I до его крайнего положения, лопатки входят на поднято глубину межлопаточных каналов и полностью перерфьшавзт их. Лопатки ведомого диска 7 и его цилиндрическая часть у основания лопаток вместе со входными отверстиями сквозных каналов 12 перемещаются во внутреннюю полость кольцевого отвода 4 и соединяют эту полость с внутренней полостью входного патрубка 3. Рабочая жидкость по каналам 12 начинает поступать в кольцевой отвод 4 и на выход насоса еличивая тем самым его напорность при минимальной производительности.

При обратном ходе ведомого диска 7 из своего крайнего правого положения его цилиндрическая часть выходит из внутренней полости кольцевоГо отвода 4 и попадает во внутреннювз полость корпуса 2 насоса . При этом выходные отверстия сквозных каналов 12 перекрываются внутренней поверхностью корпуса 2 насоса, разъединяя тем самым полости

кольцевого отвода 4 и входного патрубка 3 прекращая подачу рабочей жидкости по ним.

Такое выполнение центробежного насоса регулируемой производительности обеспечивает во всем диапазоне изменения осевой глубины межлопаточных каналов исключение образовання вихревых зон в проточных каналах и излишнего перетекания по боковым зазорам межд;/ лопатками, а так же создание необходимой напорности насоса во всем эксплуатационном диапазоне его режимов с более высоким ( на 5... 10 % ) коэффициентом полезного действия более эффективным снижением ( на 20.,.30 °С ) подог эева рабочей жидкости и ъеличением ( в 2...3 раза ) напорности на пониженных частотах вращения и минимальных расходах рабочей жидкости.

/Начальник патентного отдела Авторы:

Диброва Л.П.

.f ff: / :ccМихайлов А.А У ,с .(/).

Мартынов В,Н. Кузин Ю.М. Олифиров Ф.Н. Кобченко В.К.

Claims (2)

1.Центробежный насос регулируемой производительности, содержащий корпус с входным патрубком и кольцевым отводом, вал, составное рабочее колесо из двух дисков с лопатками на одной из сторон каждого, при этом стороны дисков с лопатками обращены друг к другу и лопатки ведущего закрепленного на валу диска входят в межлопаточные каналы ведомого диска, подвижного относительно продольной оси насоса и связанного с приводом для его перемещения, отличающийся тем, что лопатки ведущего диска по своим геометрическим параметрам выполнены повторяющими геометрические параметры контактирующих с ними межлопаточных каналов ведомого диска составного рабочего колеса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что у основания лопаток ведомого диска на его цилиндрической части, входящей во внутреннюю полость кольцевого отвода при полном перекрытии межлопаточных каналов, дополнительно равномерно по окружности выполнены сквозные каналы, соединяющие внутренние полости входного патрубка и кольцевого отвода и разъединяющие эти полости при выходе цилиндрической части ведомого диска из внутренней полости кольцевого отвода.