SU1707254A1

SU1707254A1 - Pump for handling heterogeneous media

Info

Publication number: SU1707254A1
Application number: SU894696654A
Authority: SU
Inventors: Георгий Дмитриевич Шекун
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority date: 1989-05-25
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность работы насоса дл перекачивани неоднородных сред за счет предварительной подкпутки потока и дроблени перекачиваемых твердых включений. В вихревой камере корпуса 1 оппозитно размещены св занные с валом 2 вихревые рабочие колеса 3, соединенные между собой на входе центробежными лопатками 4. Радиальна перфорированна перегородка 6 делит камеру на две полости 7. 8. Радиаль- но расположенна бандажна лента 9 делит лопатки 4 на два участка. Колеса 3 расположены в рззнь х полост х 7. 8. Перегородка 6 и лента 9 установлены с образованием одностороннего или двухстороннего осевого подвода. 1 ил.The invention makes it possible to increase the efficiency of the pump for pumping inhomogeneous media by pre-regulating the flow and crushing the pumped solids. In the vortex chamber of housing 1, opposite vortex impellers 3 connected to shaft 2 are interconnected at the entrance by centrifugal vanes 4. Radial perforated partition 6 divides the chamber into two cavities 7. 8. Radially located bandage tape 9 divides vanes 4 by two plots. The wheels 3 are located in the industrial cavity x 7. 8. The partition 6 and the tape 9 are installed with the formation of one-way or two-way axial supply. 1 il.

Description

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для перекачки сред с твердыми включениями относительно больших размеров.The invention relates to a pump engineering and can be used for pumping media with solid inclusions of relatively large sizes.

Известен насос для перекачивания неоднородных сред, содержащий корпус с вихревой камерой, в которой оппозитно размещены связанные с валом вихревые рабочие колеса, соединенные между собой на входе посредством центробежных лопаток.A pump for pumping heterogeneous media is known, comprising a casing with a vortex chamber, in which vortex impellers connected to the shaft are opposed and connected at the inlet by centrifugal vanes.

В известной конструкции насоса повышение срока его службы достигается путем снижения износа за счет установки осевых центробежных лопаток по потоку перед радиальными вихревыми лопатками. Наличие центробежных лопаток увеличивает напор предлагаемого насоса по сравнению с напором насоса с вихревыми лопатками.In the known design of the pump, an increase in its service life is achieved by reducing wear by installing axial centrifugal vanes upstream of the radial vortex vanes. The presence of centrifugal blades increases the pressure of the proposed pump compared with the pressure of the pump with vortex blades.

Однако, во-первых, в указанной конструкции между корпусом и одним из рабочих колес, установленном со стороны входного патрубка, необходимо предусмотреть осевой зазор. Наличие такого зазора приводит к попаданию в него абразивных частиц, которые увеличивают трение между вращающейся тыльной стороной колеса и корпусом, а также вызывает повышенный абразивный износ указанных поверхностей. Установка различных уплотнений а этом случае не приводит к существенному улучшению, так как со временем уплотнения изнашиваются, а первоначальное изготовление насоса с уплотнением усложняется.However, firstly, in the specified design between the housing and one of the impellers mounted on the inlet side, it is necessary to provide axial clearance. The presence of such a gap leads to the ingress of abrasive particles into it, which increase friction between the rotating rear side of the wheel and the housing, and also causes increased abrasive wear of these surfaces. The installation of various seals in this case does not lead to a significant improvement, since the seals wear out over time, and the initial manufacture of a pump with a seal becomes more complicated.

Во-вторых, осевой неподвижный подводящий патрубок не создает на зходе в каналы центробежных лопаток предварительной подкрутки потока, что снижает эффективность работы центробежных каналов, так как в этом случае абразивные частицы, обладая большей плотностью, чем сама жидкость, будут концентрироваться в нижней части осевого входного патрубка и естественно неравномерно поступать з каналы центробежных лопаток, приводя к повышению потребляемой энергии насоса в целом. С другой стороны, предварительная подкрутка потока, как известно, улучшает характеристики центробежных лопаточных машин.Secondly, the axial fixed inlet pipe does not create a preliminary twist of the flow at the entrance to the channels of the centrifugal blades, which reduces the efficiency of the centrifugal channels, since in this case the abrasive particles, having a higher density than the liquid itself, will be concentrated in the lower part of the axial inlet the pipe and naturally flow unevenly into the channels of the centrifugal blades, leading to an increase in the energy consumption of the pump as a whole. On the other hand, preliminary twisting of the flow, as is known, improves the characteristics of centrifugal vane machines.

Нель изобретения - повышение эффективности работы насоса за стет предварительной подкрутки потока и дробления перекачиваемых твердых включений.There is no invention - improving the efficiency of the pump due to a preliminary twisting of the flow and crushing of the pumped solid inclusions.

За счет использования полого ва/>а в камествэ осевого подвода в силу наличия вязкого трения, поток перекачиваемой жидкой среды подвергается принудительной подкрутке. 3 этом случае твердые включения разномерно распределяются в жидкой среде и под воздействием центробежных сил могут концентрироваться у периферии входного устройства, что создает лучшие условия для их попадания в каналы центробежных лопаток, а также дроблению относительно крупных включений. С другой стороны, предварительная подкрутка потока улучшает работу центробежных каналов. Кроме того, в вихревой камере в результате вращения радиальных вихревых колес происходит постоянное по высоте увеличение окружной скорости перекачиваемой жидкой среды. Возникающий по высоте вихревой камеры градиент окружной скорости (положительный с точки зрения преобразования механической энергии в напор) а радиальном направлении и (нежелательный) в осевом направлении, снижается в осевом и увеличивается в радиальном направлениях за счет использования центробежных лопаток. Применение перфорированной стенки, установленной в центре вихревой камеры, усиливает эффективность подкрутки и выравнивание окружных скоростей в осевом направлении, обусловленных работой центробежных лопаток, так как объем жидкости, подвергаемой закрутке со стороны центробежных и радиальных лопаток, уменьшается. Особенно это будет ощущаться в случае перекачки относительно больших объемов жидкости при относительно малом напоре, т е. при относительно большом объеме вихревой камеры и увеличенном ее размере в осевом направлении.Due to the use of a hollow wa /> a in axial inlet, due to the presence of viscous friction, the flow of the pumped liquid medium is forced to twist. In this case, solid inclusions are distributed uniformly in a liquid medium and, under the influence of centrifugal forces, can be concentrated at the periphery of the inlet device, which creates better conditions for their penetration into the channels of centrifugal blades, as well as crushing of relatively large inclusions. On the other hand, preliminary twisting of the flow improves the operation of centrifugal channels. In addition, in the vortex chamber, as a result of the rotation of the radial vortex wheels, a constant in height increase in the peripheral velocity of the fluid is pumped. The gradient of the peripheral velocity that arises along the height of the vortex chamber (positive from the point of view of converting mechanical energy into pressure) and radial and (undesirable) in the axial direction decreases axially and increases in the radial directions due to the use of centrifugal blades. The use of a perforated wall mounted in the center of the vortex chamber enhances the efficiency of twisting and alignment of circumferential velocities in the axial direction due to the operation of centrifugal blades, since the volume of fluid subjected to twist from the side of centrifugal and radial blades decreases. This will be especially felt in the case of pumping relatively large volumes of liquid at a relatively low pressure, i.e., with a relatively large volume of the vortex chamber and its increased size in the axial direction.

На чертеже изображен насос для перекачивания неоднородных сред, продольный разрез.The drawing shows a pump for pumping heterogeneous media, a longitudinal section.

Насос содержит корпус 1 с вихревой камерой в которой оппозитно размещены связанные с валом 2 вихревые рабочие колеса 3, соединенные между собой на входе посредством центробежных лопаток 4. и осевой подвод 5. Корпус 1 снабжен радиальной перфорированной перегородкой 6, делящей вихревую камеру на две полости 7 иThe pump comprises a housing 1 with a vortex chamber in which the vortex impellers 3 connected to the shaft 2 are opposed and connected at the inlet by centrifugal vanes 4. and an axial inlet 5. The housing 1 is provided with a radial perforated partition 6 dividing the vortex chamber into two cavities 7 and

8. а центробежные лопатки радиально расположенной бандажной лентой 9, делящей последние на два участка. При этом вихревые колеса 3 расположены в разных полостях 7 и 8. перегородка 6 и бандажная лента 9 установлены с образованием между ними зазора 10, а вал 2 выполнен полым с образованием одностороннего или двухстороннего осевого подвода 5. Насос снабжен также отводом 11.8. a centrifugal blades of a radially arranged retaining tape 9, dividing the latter into two sections. While the vortex wheels 3 are located in different cavities 7 and 8. the partition 6 and the retaining tape 9 are installed with the formation of a gap 10 between them, and the shaft 2 is hollow with the formation of a one-sided or two-sided axial inlet 5. The pump is also equipped with a bend 11.

Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.

В результата разрежения, создаваемого развитым полем центробежных сил. обусловленных интенсивной закруткой потока рабочими колесами 3 в вихревой камере жидкость со взвесями проходит через осе5 вой подвод 5 и попадает в закрытые каналы. образованные лопатками 4 и бандажной лентой 9, где в результате центробежного эффекта поток ускоряется и получает предварительную закрутку и выбрасывается в 5 вихревую камеру. Интенсивность закрутки потока жидкости в вихревой камере увеличивается за счет энергии, передаваемой потоку со стороны вихревых колес 3. Увлекаемый вихревым течением в вихревой 10 камере поток после организованной интенсивной закрутки под действием центробежных сил и больших окружных скоростей отбрасывается в отвод 11.As a result of the vacuum created by the developed field of centrifugal forces. Due to the intensive swirling of the flow by the impellers 3 in the vortex chamber, the liquid with suspensions passes through the axial inlet 5 and enters the closed channels. formed by the blades 4 and the retaining tape 9, where as a result of the centrifugal effect, the flow accelerates and receives a preliminary twist and is thrown into the vortex chamber 5. The intensity of the swirl of the fluid flow in the vortex chamber increases due to the energy transferred to the flow from the side of the vortex wheels 3. The flow carried away by the vortex flow in the vortex chamber 10 after an organized intensive swirl under the action of centrifugal forces and high peripheral speeds is thrown into the outlet 11.

Для предотвращения взаимодействия 15 вихревых течений, образованных каждым рабочим колесом 3, вихревая камера разделена перфорированной стенкой 6, перфорация которой позволяет выравнивать статические давления в обеих полостях 7 и 20 8 вихревой камеры. Перфорированная стенка 6 способствует повышению эффективно сти преобразования механической энергии в напорные характеристики и повышает КПД насоса в целом. 25To prevent the interaction of 15 vortex flows formed by each impeller 3, the vortex chamber is divided by a perforated wall 6, the perforation of which allows equalization of the static pressure in both cavities 7 and 20 of the vortex chamber. The perforated wall 6 contributes to an increase in the efficiency of converting mechanical energy into pressure characteristics and increases the efficiency of the pump as a whole. 25

Такое выполнение насоса исключает возникновение интенсивного вихревого шнура в центральной части насоса, снижает потери энергии на входе потока в вихревую камеру и обеспечивает дробление крупных 30 включений. Предварительный разгон и подкрутка потока в осевых закрытых каналах центробежных лопаток 4 с последующей интенсификацией закрутки потока со стороны радиальных открытых каналов и размещением рабочих колес на большем радиусе способствует эффективному преобразованию механической энергии в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, способствует уве 1ичению напорных характеристик и КПД насоса.This embodiment of the pump eliminates the occurrence of an intense vortex cord in the central part of the pump, reduces the energy loss at the flow inlet into the vortex chamber, and ensures crushing of large 30 inclusions. The preliminary acceleration and twisting of the flow in the axial closed channels of the centrifugal blades 4 with the subsequent intensification of the flow swirl from the side of the radial open channels and the placement of the impellers at a larger radius contributes to the efficient conversion of mechanical energy into hydraulic energy of the pumped liquid, and increases the pressure characteristics and efficiency of the pump.

Claims

Claim

A pump for pumping inhomogeneous media, comprising a casing with a vortex chamber, in which the vortex impellers connected to the shaft are opposed, connected to each other at the inlet by centrifugal vanes, and an axial inlet, characterized in that. in order to increase work efficiency due to preliminary twisting of the flow and crushing of the pumped solid inclusions, the casing is equipped with a radial perforated partition dividing the vortex chamber into two cavities, and centrifugal vanes with a radially arranged retaining tape dividing the latter into two sections, while the vortex wheels are located in different cavities, the partition and the retaining tape are installed with a gap between them, and the shaft is hollow with the formation of a one-sided or two-sided axial suspension Yes.