SU1765527A1 - Высоконапорный насосный агрегат - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в корпусе 1 выполнен обводной канал 17. Центробежна  ступень снабжена лопаточным диффузором 13, установленным на выходе из рабочего колеса 12. Вход лабиринтной двухпоточной ступени расположены со стороны торцевых поверхностей ротора 4. Ступень снабжена направл ющим аппаратом 7. Один вход лабиринтной ступени подключен непосредственно к выходу колеса 12, второй каналом 17 - к диффузору 13. Аппарат 7 установлен в канале 17 перед вторым входом лабиринтной ступени, выход к-рой выполнен диффу- зорным. 1 ил.

Description

А

Изобретение относитс  к области насо состроени , а более конкретно к высоконапорным малорасходным насосным агрегатам.

Известны лабиринтные насосы, способные создать высокие напоры даже при частоте вращени  ротора до 3000 , не превыша  весогабаритные характеристики других типов насосов с высокооборотным приводом, рассчитанных на те же параметры .

Лабиринтные насосы очень просты и технологичны, обладают высокой надежностью из-за отсутстви  трущихс  частей и хорошо решаемых задач по уравновешиванию осевых сил. Главный недостаток таких насосов - низкий КПД, который обусловлен прежде всего дисковыми потер ми торцов винта.

Указанный недостаток устран ют полезным использованием торцов винта путем выполнени  на них центробежных лопаток. В таком решении с целью снижени  дисковых потерь на торце винта со стороны входа в насос размещено центробежное рабочее колесо, что, кроме повышени  КПД насосного агрегата, без увеличени  габаритов повышает также и его напор. Главный недостаток такого насосного агрегата - нерациональное использование объема винта.

Недостатки предыдущих насосов устранены в высоконапорном насосном агрегате, выбранном за прототип, в котором с целью снижени  веса насосного агрегата при сохранении его габаритов, повышени  напора и КПД в полость винта лабиринтной ступени встроена ступень черпакового насоса. Здесь положительный эффект достигнут за счетдвойного использовани  винта(какэле- ментлабиринтной ступени, и как корпус ступени черпакового насоса). При этом вес агрегата снижаетс , поскольку винт выполнен полым, увеличиваетс  напор на величину напора ступени черпакового насоса и увеличиваетс  КПД агрегата за счет того,

4-1

ё

о о о

к

что часть его напора получена на ступени черпаковоп s-ir а, КПД которого значительно выше, чем у лабиринтной ступени.

Недостатком прототипа  вл етс  невысока  надежность, обусловленна  значительными осевыми силами, действующими на его ротор, вызванными высокими напорами и сильно развитыми поверхност ми торцов винта лабиринтной ступени, или пониженна  экономичность, если осевые силы уравновешивают двухсторонним симметричным размещением насосных блоков агрегата с возможностью осевого перемещени  ротора (такой метод уравновешивани  широко распростран етс  в двухступенчатых лабиринтных насосах), поскольку при перемещении ротора корпус черпаковой ступени сместитс  относительно неподвижно закрепленного черпака, что повлечет снижение экономичности черпаковой ступени и всего агрегата.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при сохранении экономичности насосного агрегата.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в высоконапорном насосном агрегате, содержащем корпус с внутренними цилиндрическими и торцовыми поверхност ми и всасыЕающим и нагнетательным патрубками , полый ротор с внешними цилиндрической и торцовыми поверхност ми, черпаковую ступень, выполненную в полости ротора, осевой подвод которой подключен к всасывающему патрубку, а черпаковый отвод - к входу в рабочее колесо центробежной ступени, закрепленное на одной из торцовых поверхностей ротора, и лабиринтную ступень, включающую мно- гозаходную нарезку, выполненную на цилиндрических поверхност х ротора и корпуса, и имеющую выход, подключенный к нагнетательному патрубку, в корпусе выполнен обводной канал, центробежна  ступень снабжена лопаточным диффузором, установленным на выходе из рабочего колеса , а лабиринтна  ступень выполнена двух- поточной с входами, расположенными со стороны торцевых поверхностей ротора, и снабжена направл ющим аппаратом, причем один вход лабиринтной ступени подключен непосредственно к выходу рабочего колеса, второй посредством обводного канала - к диффузору центробежной ступени, направл ющий аппарат установлен в обводном канале перед вторым входом лабиринтной ступени, а выход последней выполнен диффузорным.

Отличительной особенностью за вл емой конструкции агрегата  вл етс  то, что лабиринтна  ступень выполнена двухпоточной с входами, расположенными со стороны торцовых поверхностей ротора, а выход последней выполнен диффузорным. Такое решение не только исключает из

формировани  осевых сил самую высоконапорную ступень агрегата, но и снижает уровень давлений, действующих на торцы ротора, чем и повышаетс  надежность. Другой отличительной особенностью

 вл етс  снабжение центробежной ступени лопаточным диффузором, установленным на выходе из рабочего колеса, и подключение одного входа лабиринтной ступени непосредственно к выходу рабочего колеса, а

второго посредством обводного канала и установленного в нем направл ющего аппарата - к диффузору центробежной ступени. Такое решение не только выравнивает эпюры давлений на обоих торцах ротора за счет

раскрутки рабочей жидкости направл ющим аппаратом, чем снижаютс  осевые силы и повышаетс  надежность агрегата, но и обеспечивает идентичность условий на входе в оба потока лабиринтной ступени, что

позвол ет им работать в одинаковых близких к расчетным услови х, чем и сохран етс  экономичность агрегата. Кроме того, экономичность агрегата сохран етс  и за счет отсутстви  осевого перемещени  ротора , используемого в известных конструкци х дл  уравновешивани  осевых сил, чем обеспечиваетс  расчетна  работа черпаковой ступени.

Таким образом, в за вл емой конструкции повышение надежности достигаетс  за счет снижени  и выравнивани  уровн  дав- лени , а также выравнивани  эпюр давлений на торцах ротора, чем практически полностью уравновешиваютс  осевые силы

агрегата. Экономичность сохран етс  за счет обеспечени  расчетных условий работы черпаковой ступени и обеих потоков лабиринтной ступени.

Общий вид насосного агрегата представлен на чертеже.

Агрегат содержит корпус 1 с внутренними цилиндрическими 2 и торцевыми 3 поверхност ми , полый ротор 4, всасывающий 5 и нагнетательный 6 патрубки, направл ющий аппарат 7, черпаковую ступень 8 с рабочими лопатками 9, осевым подводом 10 и черпаковым отводом 11, рабочее колесо 12, лопаточный диффузор 13 центробежной ступени, два потока 14 и 15 лабиринтной

ступени с диффузором 16, обводной канал 17, полости 18 и 19.

Агрегат работает следующим образом Перекачиваема  жидкость поступает во всасывающий патрубок 5 и через осевой

подвод 10 на рабочие лопатки 9 черпаковой

ступени 8, выполненной в полости ротора 4, где приобретает часть энергии, и далее посредством черпакового отвода 11 передаетс  на рабочее колесо 12 центробежной ступени, закрепленное на торцевой поверхности ротора 4, в котором приобретает соответствующую энергию. После колеса 12 часть жидкости поступает на поток 14 двух- поточной лабиринтной ступени, а друга  часть посредством лопаточного диффузора 13, обводного канала 17 и направл ющего аппарата 7 поступает на поток 15 той же ступени, выполненной на внутренней поверхности цилиндрической стенки 2 корпуса 1 и внешней цилиндрической поверхности ротора 4 в виде многозаходной нарезки. В лабиринтной ступени 14,15 жидкости сообщаетс  окончательна  часть энергии и через диффузор 16 и нагнетательный патрубок 6 она поступает потребителю. В процессе работы агрегата на ротор 4 действуют осевые силы, завис щие от уровн  и эпюры давлений в полости 18, образованной торцевой стенкой 3 корпуса 1 и покрывным диском рабочего колеса 12, и в тыльной полости 19. Поскольку параметры потока в полости 18 определ ютс  выходом из рабочего колеса 12, дл  сохранени  осевых сил близкими к нулю, необходимо воспроизвести подобные услови  дл  жидкости и в полости 19, дл  чего с целью уменьшени  потерь в обводном канале 17 жидкость раскручиваетс  в лопаточном диффузоре 13, а затем с целью воспроизведени  параметров , аналогичных существующим в полости 18, жидкость в полости 19 закручиваетс  направл ющим аппаратом 7. При этом кроме того, что обеспечиваетс  равенство уровней и эпюр давлений в полост х 18 и 19, из-за исключени  из формировани  осевых сил лабиринтной ступени 14,15, что обеспечиваетс  двухпоточным ее исполнением, уровни давлений в указанных полост х значительно ниже уровней, существующих в агрегате , чем также повышаетс  надежность последнего. Обеспечение идентичности параметров жидкости в паузах 18,19, в т.ч. по уровню давлений и по степени закрутки, приводит к идентичным и близким к расчетным услови м работы обоих потоков 14,15

лабиринтной ступени, что сохран ет экономичность последней и всего агрегата на уровне прототипа.

Таким образом, выполнение лабиринтной ступени двухпоточной с подключением одного потока непосредственно к выходу из центробежного рабочего колеса, а другого посредством обводного канала - к диффузору центробежной ступени с выполнением на

его входе направл ющего аппарата позволит значительно повысить надежность агрегата при сохранении его экономичности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Высоконапорный насосный агрегат, содержащий корпус с внутренними цилиндрической и торцевыми поверхност ми и всасывающим и нагнетательным патрубками , полый ротор с внешними цилиндрической и торцевыми поверхност ми, черпаковую ступень, выполненную в полости ротора, осевой подвод которой подключен к всасывающему патрубку, а черпаковый отвод - к входу в рабочее колесо

   центробежной ступени, закрепленное на одной из торцевых поверхностей ротора, и лабиринтную ступень, включающую много- заходную нарезку, выполненную на цилиндрических поверхност х ротора и корпуса,

   и имеющую выход, подключенный к нагнетательному патрубку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при сохранении экономичности агрегата путем уравновешивани  осевых сил, действующих на ротор, в корпусе выполнен обводной канал, центробежна  ступень снабжена лопаточным диффузором, установленным на выходе из рабочего колеса, а лабиринтна  ступень выполнена двухпоточной с входами, расположенными со стороны торцевых поверхностей ротора, и снабжена направл ющим аппаратом, причем один вход лабиринтной ступени подключен непосредственно к выходу рабочего колеса,

   второй посредством обводного канала - к диффузору центробежной ступени, направл ющий аппарат установлен в обводном канале перед вторым входом лабиринтной ступени, а выход последней выполнен диффузорным .

   IS 2 15

   /