RU95115137A - Колесо насоса и центробежный шламовый насос - Google Patents

Claims (6)

1. Колесо, устанавливаемое с возможностью вращения в спиральном кожухе центробежного шламового насоса и содержащее заборное отверстие, выполненное соосно с осью вращения колеса, выпускное отверстие, расположенное по его периферии, и ряд лопастей, проходящих в основном радиально между заборным и выпускным отверстиями и образующих между соседними лопастями соответствующие каналы для протекания шлама при вращении колеса, отличающееся тем, что ширина каждого канала, измеряемая вдоль линии, перпендикулярной меридианальному ламинарному течению шлама, выполнена постепенно сужающейся в направлении к периферии колеса, при этом размеры колеса относительно спирального кожуха выбраны из следующих соотношений:

где b₁ - ширина канала, измеряемая у входа в канал;
b₂ - ширина канала у периферии колеса;
D₂ - диаметр колеса;
b₃ - ширина спирального кожуха,
а собственная скорость вращения колеса при этом равна 22 - 30.

2. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что каждая лопасть выполнена со стрелой прогиба, выбранной из диапазона кривых R(θ), определяемых по формуле

где R₁ = D₁/2, где D₁ - диаметр заборного отверстия;
R_s= (R₂/exp(tgβ₂•θ_s)) - R₁;
R₂ = D₂/2, где D₂ - диаметр колеса;
F(x) = (Аtg(x•k) - Atg(x_min/k))/(Atg(x_maxk)- Atg(X_min•k)) - функция оформления;
х_min - постоянная формы, -1 < х_min < 1;
x_max = x_min + 2;
k - постоянная типа кривой (обычно 2 < k < 5);
x = (x_min+ (2θ/θ_s)•x_max)•k;
β₁ - угол впуска, равный 17 - 29^o;
β₂ - угол выпуска, равный 27 - 35^o;
θ_s - угол стреловидности, равный 100 - 140^o.

3. Колесо по п. 2, отличающееся тем, что окружающая стенка спирального кожуха выполнена в принципе в форме спирали, имеющей любой профиль из диапазона профилей в форме R_spiral, определенных по формуле

где Q - проектная скорость потока в меридианальной скорости м³/с 2πR₂b₂;
К - угловой момент, равный V_u R_spiral = V_u2 • R₂;
V'_u2 = V_u2 • Y_slip,
Y_slip - фактор скольжения, определяемый стандартной теорией конструирования насосов;
V_u2= U₂- V_m2/tgβ₂- окружная скорость жидкости у периферии колеса;
U₂ - окружная скорость колеса у периферии, равная окружной скорости лопасти воздушного винта;
V_m2 - меридианальная скорость у радиуса R₂;
β₂ - угол выпуска лопасти, равный 27 - 35^o;
b₃ - ширина спирального кожуха;
θ^′ угловая координата для определения спиральной кривой, соответствующей угловому моменту;
R₂ - радиус колеса.

4. Центробежный шламовый насос, содержащий спиральный кожух и колесо, установленное с возможностью вращения в спиральном кожухе и включающее заборное отверстие, образованное соосно c осью вращения колеса, выпускное отверстие, расположенное по его периферии, и ряд лопастей, проходящих в основном радиально между заборным и выпускным отверстиями, и образующих между соседними лопастями соответствующие каналы для протекания шлама при вращении колеса, отличающийся тем, что ширина каждого канала, измеряемая вдоль линии, перпендикулярной меридианальному ламинарному потоку шлама, выполнена сужающейся в направлении к периферии колеса, при этом размеры колеса относительно спирального кожуха, выбраны из следующих соотношений:

где b₁ - ширина канала, измеряемая у входа в канал;
b₂ - ширина канала у периферии колеса;
D₂ - диаметр колеса;
b₃ - ширина спирального кожуха,
а собственная скорость вращения колеса при этом равна 22 - 30.

5. Центробежный шламовый насос по п. 4, отличающийся тем, что каждая лопасть выполнена со стрелой прогиба, выбранной из диапазона кривых R(θ), определяемых по формуле

где R₁ = D₁/2, где D₁ - диаметр заборного отверстия;
R_s= (R₂/exp(tgβ₂•θ_s)) - R₁;
R₂ = D₂/2, где D₂ - диаметр колеса;
F(х) = (Atg(х•k) - Atg(х_min•k))/(Atg(х_max•k)-Atg(x_min•k)) - функция оформления;
x_min - постоянная формы, -1 < x_min < 1;
x_max = x_min + 2;
k - постоянная типа кривой (обычно 2 < k < 5);

β₁ - угол впуска, равный 17 - 29^o;
β₂ - угол выпуска, равный 27 - 35^o;
θ_s - угол стреловидности, равный 100 - 140^o.

6. Центробежный шламовый насос по п. 5, отличающийся тем, что окружающая стенка спирального кожуха выполнена в принципе в форме спирали, имеющей любой профиль из диапазона профилей в форме R_spiral, определенных по формуле

где Q - проектная скорость потока в меридианальной скорости м³/с 2πR₂b₂;
К - угловой момент, равный V_u R_spiral = V_u2 • R₂;
V_u2' = V_u2 • Y_slip;
Y_slip - фактор скольжения, определяемый стандартной теорией конструирования насосов;
V_u2= U₂ - V_m2/tgβ₂ - окружная скорость жидкости у периферии колеса;
U₂ - окружная скорость колеса у периферии, равная окружной скорости лопасти воздушного винта;
V_m2 - меридиональная скорость у радиуса R₂;
β₂ - угол выпуска лопасти, равный 27 - 35^o;
b₃ - ширина спирального кожуха;
θ^′ - угловая координата для определения спиральной кривой, соответствующей угловому моменту;
R₂ - радиус колеса.