SU1557359A1

SU1557359A1 - Центробежный грунтовой насос

Info

Publication number: SU1557359A1
Application number: SU884452475A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Лукин; Андрей Николаевич Двойников; Валерий Андреевич Ермолин
Original assignee: Горьковский Институт Инженеров Водного Транспорта
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-04-15

Abstract

Изобретение позвол ет повысить ресурс работы насоса путем снижени интенсивности изнашивани входных кромок рабочих лопаток. Дополнительные лопатки 4 закручивают твердые частицы гидросмеси и уменьшают скорость их соударени при входе на рабочие лопатки 2. Как показывают расчеты, при концентрации гидросмеси 10 - 20%, состо щей на 20 - 40% из частиц крупнее 2^.10^-3 м, наименьша интенсивность изнашивани достигаетс при высоте лопаток 4 H = (0,05 - 0,13)D_г и их количестве Z_д.л. = 0,2 D_гZ/H, где D_г - внутренний диаметр горловины 3

Z - количество рабочих лопаток 2. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к конструк- ци м грунтовых насосов и может быть использовано при добыче нерудных строительных материалов.

Цель изобретени - повышение ресурса работы насоса путем уменьшени ин- тенсивности изнашивани входных кромок рабочих лопаток при перекачивании гидросмеси с содержанием твердой фазы от 10 до 20% и состо щей на из частиц крупнее м.

На фиг. 1 изображен предлагаемый центробежный грунтовой насос, разрез; на фиг, 2 - расположение крупных твердых частиц внутри входной горловины колеса „

Насос содержит рабочее колесо 1 с лопатками 2 и горловиной 3 и дополнительные закручивающие лопатки А, установленные в горловине 3. Дополнительные лопатки k имеют высоту h (0,05-0,13)ПГ , причем количество дополнительных лопаток 4 равно ближайшему целому числу, определ емому по зависимости

7 -

Vh

где Dr - внутренний диаметр горловины 3; Z - количество рабочих лопаток.

Насос работает следующим обра- . зом.

Крупные твердые частицы перемещаютс в нижней части горловины 3 колеса 2, Поэтому они вступают в контакт с дополнительными лопатками Ц и приобретают окружную скорость. Под крупными частицами, перемещающимис в нижней части входной горловины 35 следует понимать частицы крупностью свыше 2 мм, поскольку характерной особенностью движени грунта в горизонтальных трубопроводах вл етс перемещение частиц крупностью менее 0,15-0,20 мм во взвешенном состо нии, частиц до 2-3 мм прерывным взвешиванием по всей толще потока и частиц (кусков) крупностью более 2-3 мм

5

0

5

0

в пристеночной области, включа волочение по нижней стенке. Если крупные твердые частицы, вход щие в рабочее

колесо 1, не имёют окружной скорости, то они движутс в меридианальной плоскости . Не облада достаточным запасом энергии дл движени из зоны низкого давлени в зону высокого давлени , эти твердые частицы затормаживаютс и сталкиваютс с входной кромкой лопатки 2, набегающей на твердые частицы , и затем движутс по поверхности лопатки 2, чем вызываетс повышенный износ лопаток 2.

При наличии окружной составл ющей скорости многие крупные твердые частицы проход т в межлопастной канал. Благодар этому уменьшаетс число соударений твердых частиц с входными кромками лопаток 2 рабочего колеса 1 и уменьшаетс изнашивание лопастей. Таким образом, установка дополнительных лопаток k внутри входной горловины 3 повышает ресурс рабочего колеса 1 .

Передача энергии твердым частицам при контакте с дополнительными лопатками Ц и уменьшение контакта твердых частиц с поверхностью лопаток 2 рабочего колеса 1 повышает КПД насоса. Дополнительные лопатки 4 увеличивают также энергию потока перекачиваемой среды на входе в рабочее колесо 1, благодар чему улучшаютс кавитацион- ные свойства насоса.

Высота дополнительных лопаток 4 должна быть равна высоте сло крупных частиц, перемещающихс в нижней части входной горловины. Если высота лопаток 4 будет меньше высоты сло , то положительный эффект не будет достигнут, так как часть крупных твердых частиц не приобретает окружную скорость. Если высота лопаток 4 будет больше высоты сло , то положительный эффект существенно уменьшаетс , так как лопатки k будут загромождать проходное сечение, преп тству движению гидросмеси со взвешенными частицами.

Высота сло крупных частиц согласно фиг. 2 определ етс по формуле

h 0,5Dr(1 - cos ),

i

где tt - центральный угол (см. фиг.2),

рад. Угол Ј можно определить, исход из

площади, занимаемой слоем частиц

г2 S

Рг. (- EiiLpS 4 4ir 2 if Площадь поперечного сечени горловины:

- - DI 4 S об- sinot

бх

Отсюда

вх

27Отношение площадей --- равно доле

е,х

g

крупных частиц в гидросмеси --

ьек

где Р - расчетна концентраци гидросмеси ;

Рк - расчетна дол крупных частиц (размером более 2 мм) в грунте.

Таким образом, угол об (в радианах ) может быть определен из уравнени оЈ - sin d ),. Концентраци гидросмеси, перекачиваемой земленасосами, находитс , как правило , в пределах: Р 0,1-0,2, а содержание крупных частиц в песчано-гра- вийной смеси: Рк 0,2-0,4. При этих значени х центральный угол (в радианах ) находитс в пределах 0,923 - 1,500 рад 52,9 - 86,0°.

Этим значени м угла соответствуют значени высоты -дополнительных лопаток 4

Ьми 0,5ПГ (1 - cos ) 0,40523Dr;

W ° 5Dr(1 - c°s -|°) 0,134Dr.

Таким образом, округл полученные значени ,высота дополнительных лопаток должна находитьс в пределах h (0,05-0,13)1)г.

Наибольший положительный эффект достигаетс при таком числе дополнительных лопаток 4, когда интенсив

10

ность изнашивани дополнительных лопаток 4 и рабочих лопаток 2 одинакова . В этом случае рабочее колесо изнашиваетс равномерно, что позво- л ет в наибольшей степени уменьшить интенсивность изнашивани рабочего колеса в целом. Интенсивность изнашивани обратно пропорциональна суммарной длине изнашиваемых кромок. Таким образом, суммарна длина изнашиваемых кромок рабочих лопаток 2 должна быть равна суммарной длине изнашиваемых кромок дополнительных лопаток 4.

В рабочих колесах грунтовых насосов входна кромка лопасти интенсивно изнашиваетс на участке, составл ющем примерно 50% длины кромки. Длина входной кромки (ширина рабочего колеса) в среднем равна 0,4 диаметра входной горловины колеса. Таким образом , обща длина изнашиваемых участков кромок лопастей равна

5

0

Lz 0,2DrZ.

Длина изнашиваемой кромки дополнительной лопатки равна высоте этой лопатки 1 h.

Суммарна длина кромок дополнительных лопаток равна

V

З.и

1

Vh

где Z

7

число дополнительных лопа- гок.

Отсюда

1

bs Oj.2.:

DЈlZ h

40

Claims

Формула изобретени

5

Центробежный грунтовой насос, содержащий рабочее колесо с лопатками и горловиной и дополнительные закручивающие лопатки, установленные в горловине, отличающий- с тем, что, с целью повышени ресурса работы насоса путем уменьшени интенсивности изнашивани входных кромок рабочих лопаток при перекачивании гидросмеси с содержанием твердой фазы от 10 до 20% и состо щей на 20-40% из частиц крупнее м, дополнительные лопатки имеют высоту h (0,05-0,13)Dr, причем количество дополнительных лопаток равно ближайшему целому числу, определ емому по зависимости

0

1557359

7 - Oz2DtZ

Zirt h

Dr Z

8

внутренний диаметр горловины; количество рабочих лопаток

фиг. 2