SU1317185A2

SU1317185A2 - Centrifugal pump for transferring gas-liquid mixtures

Info

Publication number: SU1317185A2
Application number: SU787770096A
Authority: SU
Inventors: Леонхард Ягуш; Вернер Шенхерр; Дитер ВАЙСКЕ; Вальдемар Деринг
Original assignee: Феб Хемианлагенбау-Унд Монтажекомбинат Лейпциг (Инопредприятие)
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1987-06-15
Also published as: IT7867424A0; DD136287A2; IT1111435B; DD136287B2

Description

Изобретение относитс к гидромашиностроению и может быть использовано в центробежных насосах дл перекачивани газожидкостных смесей, в частности дл эмульгирванных ферментационных сред.The invention relates to hydraulic engineering and can be used in centrifugal pumps for pumping gas-liquid mixtures, in particular for emulsified fermentation media.

По основному авт. св. № 685845 известен центробежный насос дл перекачивани газожидкостных смесей, содержащий корпус и расположенное в нем рабочее колесо,, разделенное промежуточным диском с отверсу начала лопаток, то возникают значительные конструктивные трудности.According to the main author. St. No. 685845, a centrifugal pump for pumping gas-liquid mixtures, comprising a housing and an impeller located therein, divided by an intermediate disk with a blade opening opening, is known, then considerable design difficulties arise.

Целью изобретени вл етс повышение КПД путем обеспечени отвода свободного от жидкости газового потока из области лопаток на тыльной стороне диска ступицы рабочего колеса.The aim of the invention is to increase efficiency by ensuring the removal of a liquid-free gas flow from the area of the blades on the back side of the impeller wheel.

Указанна цель достигаетс тем, что в центробежном насосе дл перекачивани газожидкостных смесей, по основному авги ми на жидкостную и газовую ступени,Ю торскому свидетельству № 685845, содержа- лопатки последней из которых имеют диа-щем корпус и расположенное в нем рабо- метр выходных кромок, превышающий диа-чее колесо, разделенное промежуточным дис- метр выходных кромок лопаток жидкостнойком с отверсти ми на жидкостную и газоступени , и газоотвод ший трубопровод с дрос-вую ступени, лопатки последней из кото- селирующим органом, сообнленный с газовойThis goal is achieved by the fact that in a centrifugal pump for pumping gas-liquid mixtures, according to the main operation on the liquid and gas stages, Yu. Testimony No. 685845, containing the blades of the latter of which have a diaphragm body and an output edge working therein exceeding the diameter of the wheel, divided by the intermediate diameter of the output edges of the blades with liquid for liquid and gas supply openings, and the gas outlet pipe with the throttling stage, the blades of the latter ny with gas

ступенью, отверсти в промежуточном диске выполнены вдоль лопаток со.стороны всасывани и имеют плошадь, уменьшающуюс к выходным кромкам лопаток, а поперечное сечение межлопаточных каналов жидкостной ступени выполнено уменьщающимс по ходу потока, и отверсти в промежуточном диске могут быть располо кены с неравномерным щагом, увеличивающимс к выход- н;1м кромкам.step, the holes in the intermediate disk are made along the blades of the suction side and have an area decreasing to the exit edges of the blades, and the cross section of the inter-blade channels of the liquid level is reduced and the holes in the intermediate disk can be located with an uneven schagom increasing to output; 1m edges.

Недостатком известного насоса вл етс то, что газ, отделенный уже в области лопаток на тыльной стороне диска ступицы от проход пдей через отверсти в диске ступицы жидкости, при .поступлени в га- зоотвод щие каналы увлекает пену, выход щую из расположенных ближайщих к оси отверстий диска ступицы, вследствие чего выходит из насоса с жидкостью и в том, что отверсти в диске ступицы не могут быть расположены непосредственно у лопаток рабочего колеса, так как газоотвод щие кана20A disadvantage of the known pump is that the gas, already separated in the area of the blades on the back side of the hub disk from passing the pd through the holes in the disk of the liquid hub, draws the foam out of the holes located close to the axis. the hub disk, as a result of which it emerges from the pump with a liquid, and that the holes in the hub disk cannot be located directly at the impeller blades, since the gas canals 20

2525

30thirty

рых имеют диаметр выходных кромок, превышающий диаметр выходных кромок лопаток жидкостной ступени, и газоотвод щий трубопровод с дросселирующим органом, сообщенный с газовой ступенью, где отверсти в промежуточном диске выполнены вдоль лопаток со стороны всасывани и имеют площадь, уменьшающуюс к выходным кромкам лопаток, а поперечное сечение межлопаточных каналов жидкостной ступени выполнено уменьшающимс по ходу потока, и могут быть расположены с неравномерным щагом, увеличивающимс к выходным кромкам, между лопатками на тыльной стороне диска ступицы расположено отражательное кольцо, внешний радиус которого больше внешнего радиального межосевого рассто ни газоотвод щих каналов в корпусе насоса, но меньше внутреннего радиуса, образующегос при работе насоса кольца жидкости и внешн часть отражательного кольца установлена с осевым зазором как по отношению к диску ступицы, так и поThe outlet edges have a diameter greater than the diameter of the outlet edges of the liquid-blade blades, and a gas discharge pipe with a throttling body, connected to the gas stage, where the holes in the intermediate disk are made along the blades on the suction side and have an area decreasing to the output edges of the blades, and the transverse the cross-section of the interscapular channels of the liquid stage is made decreasing in the course of the flow, and can be located with an uneven schag, increasing to the exit edges, between the blades on the rear On the other side of the hub disc, there is a reflective ring, the outer radius of which is greater than the outer radial center distance of the exhaust ducts in the pump casing, but less than the inner radius formed when the pump is operating and the fluid ring is installed with the axial clearance in relation to the hub disc so

лы дл обеспечени возможно меньшего со- о отношению к защитному диску лопаток иto ensure the lowest possible ratio to the blade vane and

держани жидкости в газовом потоке из насоса должны быть расположены на меньшем радиальном межосевом рассто нии, чем рассто ние близлежащих к оси отверстий в диске ступицы рабочего колеса. Однако дл достижени оптимального гидравлического КПД необходимо, чтобы газ, выдел ющийс из газоносной транспортируемой среды в канале рабочего колеса, отводилс уже непосредственно у начала лопаток через отверсти в диске ступицы. Если газоотвод щие каналы начинаютс на больщем радиальном межосевом рассто нии, чем рассто ние близлежащих к оси отверстий в диске ступицы, то не может быть обеспечен свободный от жидкости газовый поток, прохо40The fluids in the gas flow from the pump must be located at a smaller radial center distance than the distance of the holes in the disk of the impeller adjacent to the axis. However, in order to achieve optimum hydraulic efficiency, it is necessary that the gas evolved from the transport gas medium in the impeller channel is discharged directly at the start of the blades through the holes in the hub disk. If the exhaust channels start at a greater radial center distance than the distance of the holes in the hub disk adjacent to the axis, then a gas-free gas flow cannot be ensured

4545

корпусу насоса и, что внутренн часть отражательного кольца соединена со ступицей рабочего колеса, и у двухпоточных рабочих колес в пространстве расположенных между дисками ступиц обеих половин рабочего колеса лопаток 4 могут быть расположены два отражательных кольца, внещние части которых по отнощению к следующим дискам ступиц по отношению друг к другу установлены с осевым зазором у однопоточных рабочих колес, осевой зазор между внешней частью отражательного кольца и диском ступицы больше, чем зазор между защитным диском лопаток или корпусом насоса, а у двухпоточных рабочих колес сумма осевых зазоров между отражательным кольд щий через газоотвод щие каналы. Это уве- CQ ном и следующим диском ступицы больше.the pump casing and that the inner part of the reflective ring is connected to the impeller hub, and two-stream impellers in the space between the hubs of both halves of the impeller blades 4 located between the disks can have two reflective rings, the outer parts of which with respect to the following hub disks installed to each other with an axial gap in single-flow impellers, the axial clearance between the outer part of the reflective ring and the hub disc is larger than the gap between the blade vane or the protective disc and the pump casing, and for double-flow impellers the sum of axial clearances between the reflective joint through the exhaust ducts. This is an increased CQ nom and the next hub disc is larger.

личивает потерю давлени в газоотвод щих каналах. С этим св заны повышенные затраты энергии на отвод газа, привод щие к снижению общего КПД насоса. Если же при соблюдении требований в отношении расположени отверстий в диске ступицы и газоотвод щих каналов в корпусе насоса , делаетс попытка расположить отверсти в диске ступицы по возможностиLeaks pressure loss in the exhaust ducts. This is associated with increased energy costs for venting gas, which leads to a decrease in the overall efficiency of the pump. However, if the requirements for the location of the holes in the hub disk and the exhaust channels in the pump housing are met, an attempt is made to arrange the holes in the hub disk as far as possible.

чем осевой зазор между внешними част ми отражательных колец.than the axial clearance between the outer parts of the reflective rings.

На фиг. 1 схематично представлен од- нопоточный центробежный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - рабочее колесо, 55 разрез; на фиг. 3 - двухпоточное рабочее колесо, продольный разрез.FIG. 1 schematically shows a single-flow centrifugal pump, longitudinal section; in fig. 2 - impeller, 55 cut; in fig. 3 - double-flow impeller, longitudinal section.

Центробежный насос дл перекачивани газожидкостных смесей содержит корпус 6A centrifugal pump for pumping gas-liquid mixtures includes a housing 6

у начала лопаток, то возникают значительные конструктивные трудности.At the beginning of the shoulder blades, considerable design difficulties arise.

Указанна цель достигаетс тем, что в центробежном насосе дл перекачивани газожидкостных смесей, по основному авторскому свидетельству № 685845, содержа- щем корпус и расположенное в нем рабо- чее колесо, разделенное промежуточным дис- ком с отверсти ми на жидкостную и газовую ступени, лопатки последней из кото- This goal is achieved by the fact that in the centrifugal pump for pumping gas-liquid mixtures, according to the main author's certificate No. 685845, containing the casing and the working wheel located in it divided by an intermediate disk with openings on the liquid and gas stages, the blades are the last from which

торскому свидетельству № 685845, содержа- щем корпус и расположенное в нем рабо- чее колесо, разделенное промежуточным дис- ком с отверсти ми на жидкостную и газовую ступени, лопатки последней из кото- certificate No. 685845, containing the body and the working wheel located in it, divided by an intermediate disk with openings on the liquid and gas stages, the blades of the last

00

5five

00

отношению к защитному диску лопаток иrelation to the blade defensive disc and

корпусу насоса и, что внутренн часть отражательного кольца соединена со ступицей рабочего колеса, и у двухпоточных рабочих колес в пространстве расположенных между дисками ступиц обеих половин рабочего колеса лопаток 4 могут быть расположены два отражательных кольца, внещние части которых по отнощению к следующим дискам ступиц по отношению друг к другу установлены с осевым зазором у однопоточных рабочих колес, осевой зазор между внешней частью отражательного кольца и диском ступицы больше, чем зазор между защитным диском лопаток или корпусом насоса, а у двухпоточных рабочих колес сумма осевых зазоров между отражательным кольчем осевой зазор между внешними част ми отражательных колец.the pump casing and that the inner part of the reflective ring is connected to the impeller hub, and two-stream impellers in the space between the hubs of both halves of the impeller blades 4 located between the disks can have two reflective rings, the outer parts of which with respect to the following hub disks installed to each other with an axial gap in single-flow impellers, the axial clearance between the outer part of the reflective ring and the hub disc is larger than the gap between the blade vane or the protective disc and the pump casing, and for double-flow impellers, the sum of the axial clearances between the reflective ring and the axial clearance between the outer parts of the reflecting rings.

На фиг. 1 схематично представлен од- нопоточный центробежный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - рабочее колесо, разрез; на фиг. 3 - двухпоточное рабочее колесо, продольный разрез.FIG. 1 schematically shows a single-flow centrifugal pump, longitudinal section; in fig. 2 - impeller, section; in fig. 3 - double-flow impeller, longitudinal section.

и расположенное в нем рабочее колесо, разделенное промежуточным диском 1 с отверсти ми 2 на жидкостную и газовую ступени , лопатки 4 последней из которых имеют диаметр выходных кромок, превышающий диаметр выходных кромок лопаток жидкостной ступени, и газоотвод щий трубопровод с дросселирующим органом, сообщенный с газовой ступенью, отверсти 2 в промежуточном диске 1 выполнены вдоль лопаток 3 со стороны всасывани и имеют площадь, уменьшающуюс к выходным кромкам лопаток 3, а поперечное сечение межлопаточных каналов жидкостной ступени выполнено уменьшающимс по ходу потока и отверсти в промежуточном диске 1 расположены с неравномерным шагом, увеличивающимс к выходным кромкам, и между лопатками 4 на тыльной стороне диска 1 ступицы 11 расположено отражательное кольцо 5, внешний радиус которого больще внешнего радиального межосевого рссто ни газоотвод щих каналов 8 в корпусе 6 насоса, но меньше внутреннего радиуса, образующегос при работе насоса кольца жидкости, и внешн часть отражательного кольца 5 установлена с осевым зазором как по отношению к диску 1 ступицы 11, так и по отношению к защитному диску лопаток 4 и корпусу 6 и, внутренн часть отражательного кольца 5 соединена со ступицей 11 рабочего колеса, а у двух поточных рабочих колес в пространстве расположенных между дисками 1 ступицы 11 обеих половинand an impeller disposed therein, separated by an intermediate disk 1 with openings 2 into liquid and gas stages, the blades 4 of the latter of which have outlet edges with a diameter greater than the outlet edges of the blades and the exhaust pipe with a throttling body communicated with the gas step, the holes 2 in the intermediate disk 1 are made along the blades 3 on the suction side and have an area decreasing to the output edges of the blades 3, and the cross-section of the interscapular channels of the liquid step The decreasing downstream and holes in the intermediate disk 1 are arranged with an uneven pitch increasing towards the outlet edges, and between the blades 4 on the back side of the disk 1 of the hub 11 there is a reflective ring 5, the outer radius of which is larger than the external radial center axis of the exhaust ducts 8 in the pump casing 6, but smaller than the inner radius of the liquid ring formed when the pump is operated, and the outer part of the reflective ring 5 is installed with an axial clearance as with respect to the disk 1 of the hub 11, and with respect to the protective disk of the blades 4 and the housing 6 and the inner part of the reflective ring 5 is connected to the impeller hub 11, and in two flow impellers in the space located between the disks 1 hub 11 of both halves

рабочего колеса лопаток 4 расположены два отражательных кольца 5, внешние части которых по отношению к следующим дискам 1 ступиц 11 по отношению друг к другу установлены с осевым зазором и однопоточ- ных рабочих колес осевой зазор между внешней частью отражательного кольца 5 и диском 1 ступицы 11 больше, чем зазор между защитным диском лопаток 4 или корпусом 6 насоса, а у двухпоточных рабочихimpeller blades 4 are two reflective rings 5, the outer parts of which with respect to the following disks 1 of the hubs 11 with respect to each other are installed with an axial clearance and single-flow impellers the axial clearance between the outer part of the reflective ring 5 and the disk 1 of the hub 11 is larger than the gap between the protective disk of the blades 4 or the pump casing 6, and for double-flow workers

колес сумма осевых зазоров .между отражательным кольцом 5 и следующим диском 1 больще, чем осевой зазор между внещ- ними част ми отражательных колец 5. Устройство работает следующим образом. При работе насоса, газ, содержащий вы5 ход щую из отверстий 2 диска 1 ступицы II жидкость, из-за наличи отражательного кольца 5 сначала принудительного выходит наружу и подвергаетс там воздействию центробежных сил, так что достигаетс хоQ роша степень отделени жидкости. Затем почти освобожденный газ в однопоточ- ном насосе проход т между отражательным кольцом 5 и корпусом 6 насоса, а в двух- поточном насосе - между обоими отражательными кольцами 5 к оси насоса и передwheels the sum of the axial clearances between the reflective ring 5 and the next disk 1 is larger than the axial gap between the outer parts of the reflective rings 5. The device works as follows. When the pump is in operation, the gas containing liquid that comes out of the openings 2 of the disc 1 of the hub II, due to the presence of the reflective ring 5, first forcibly comes out and is exposed to centrifugal forces, so that a degree of liquid separation is achieved. Then, almost released gas in a single-flow pump passes between the reflective ring 5 and the pump casing 6, and in a double-flow pump - between the two reflective rings 5 to the pump axis and in front of

5 входом в газоотвод щие каналы 8 отдел ютс оставшиес капельки воды.5, the remaining water droplets are separated by the entrance to the gas exhaust channels 8.

Использование предлагаемого изобретени позволит упростить конструкцию с повышением гидравлического КПД, что повышает экономичность насоса и его обслуживание .The use of the proposed invention will simplify the design with increased hydraulic efficiency, which increases the efficiency of the pump and its maintenance.

cpus.1cpus.1

4-Н4-H

сриг.гSrig.G.

Фиг.зFig.z

Claims

1. CENTRIFUGAL PUMP

FOR PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES by ed. St. No. 685845, characterized in that, in order to increase the efficiency by ensuring the removal of liquid-free gas flow from the blades on the rear side of the impeller hub disk, between the blades 4 on the back side of the hub disk 1 there is a reflective ring, the outer radius of which is larger outside the greater radial center distance of the exhaust channels 8 in the pump casing 6, but less than the inner radius of the liquid ring formed during operation of the pump, the outer part of the reflective ring 5 is installed with an axial clearance of in relation to the disk 1 of the hub 11, and in relation to the protective disk of the blades 4 and the pump casing 6, the inner part of the reflective ring 5 is connected to the hub 11 of the impeller.

2. The pump according to π. 1, characterized in that the double-flow impellers in the space located between the disks 1 of the hub 11 of both halves of the impellers of the blades 4 have two reflective rings 5, the outer parts of which are installed in relation to the next disks 1 of the hubs 11 and relative to each other with axial clearance.

3. The pump according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that for single-threaded impellers, the axial clearance between the outer part of the reflective ring 5 and the disk 1 of the hub 11 is larger than the gap between the protective disk of the blades 4 or the pump casing 6, and the fact that the double-flow impellers have the sum of axial clearances between the reflective ring 5 and the next disk 1 of the hub 11 is larger than the axial clearance between the outer parts of the reflective rings 5.