Центробежный многоступенчатый насос

 

Изобретение может быть использовано в насосостроении, , в частности, в многоступенчатых насосах, и позволяет повысить КПД насоса и снизить осевые силы путем уменьшения дискового трения и снижения перепада давлений на рабочем колесе. Во время работы насоса возникают параллельные между собой радиально-сходящиеся токи жидкости в боковых пазухах 3 и 4, соединяющиеся в камере 6 в суммарный поток утечек через переднее уплотнение. При этом в пазухе 4 до сечения входа в диффузор 7 имеет место конфузорный характер потока, обуславливающий понижение давления и мощности дискового трения. Далее на входном участке диффузора 7 падение давления прекращается, и к наиболее расширенной его части статическое давление вновь повышается. Соответствующим выбором параметров диффузора 7 и каналов 5 можно добиться того, что общий уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! )4 F 04 D 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АSTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3936869/22-06 (22) 29 ° 07.85 (46) 07.09 ° 89. Бюл. 11 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. М.М.Федорова (72) Э.И.Антонов и В.В.Пак (53) 621.671(088.8) (56) Михайлов А.К., Малюшенко В.В.

Лопастные насосы. — М.: Машиностроение, 1977, с. 189.

Авторское свидетельство СССР по заявке У 3556829, кл.F 04 D 29/04, 1983.

„„SU „„1506172 А 1

2 (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАП 1Й

НАСОС (57) Изобретение может быть использовано в насосостроении, в частности в многоступенчатых насосах, и позволяет повысить КПД насоса и снизить осевые силы путем уменьшения дискового трения и снижения перепада авлений на рабочем колесе. Во время работы насоса возникают параллельные между собой радиально-сходящиеся токи жидкости в боковых пазухах Э и 4, соединянщиеся в камере 6 в суммарный поток утечек через переднее уплотнение. При этом в пазухе 4 до сечения

3 1506172 входа в диффуэор 7 имеет место конфузорный характер потока, обуславливающий понижение давления и мощности дискового трения. Далее на входном участке диффузора 7 падение давления прекращается, и к наиболее расширенной его части статическое давление вновь повышается. Соответствующим выбором параметров диффуэора 7 и каналов 5 можно добиться того, что общий уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а более конкретно к конструкциям многоступенчатого насоса.

Цель изобретения — повышение КПД и снижение осевой силы путем уменьшения дискового трения и снижения перепада давления на рабочем колесе.

На фиr. 1 представлен насос с >, кольцевой камерой задней пазухи в апде диффуэора, продольный разрез; íà 25 фиг. 2 — насос с кольцевой камерой ° передней пазухи первой ступени, сообщенной с одной иэ промежуточных ступеней; на фиг ° 3 - насос, у которого кольцевые камеры и задние и пе- 3р редние пазухи выполнены в виде диффузора; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 3.

Центробежный многоступенчатый насос содержит последовательно соединенные ступени с установленными на валу 1 рабочими колесами 2 и передними 3 и задними 4 пазухами, в которых со стороны вала 1 выполнены сообщенные между собой обводными каналами 5 коль- 4р цевые камеры 6 и 7. Кольцевая камера

7 задней пазухи 4 выполнена в виде кольцевого диффузора, расширяющегося в сторону вала 2, причем обводные каналы 5 соединены с диффузором в его 45 наиболее широкой части, Кольцевая камера 6 передней пазухи 3 первой ступени (фиг. 2) может быть сообщена с одной из промежуточных ступеней, например с кольцевой камерой передней пазухи одной иэ промежуточных ступеней.

Кольцевая камера Ь передней пазухи 3 может быть выполнена в виде кольцевого диффузора (фиг. 3), расширяющегося в сторону вала, причем обводные каналы 5 сообщены с диффузором в его наиболее широкой части, В кольцевых диффузорах могут быть выполнены радиальные или криволинейные ребра 8 (фиг.3 и 4) . Между ступенями жидкость может передаваться по каналам 9.

Насос работает следующим образом.

Рабочие колеса 2 приводятся во вращение валом 1 и сообщают энергию проходящему через них потоку рабочей жидкости, за счет чего она транспортируется к потребителю. Одновременно

1 возникают параллельные между собой радиально-сходящиеся токи жидкости в боковых пазухах 3 и 4, соединяющиеся в камере 6 в суммарный поток утечек через переднее уплотнение на вход ступени. При этом в пазухе 4 до сечения входа в диффузор 7 имеет место конфузорньп» характер потока, обуславливакхций понижение давления и мощности дискового трения, Далее на входном участке диффузора 7 падение давления (вдоль уменьшакщегося радиуса) прекращается и к наиболее расширенной его части уровень скоростей потока снижается, а статическое давление вновь повышается.

3а счет этого, а также вследствие диффузорного расширения и наклона (с насосным эффектом) каналов 5 поток утечек поступает в камеру 6. Соответствукицим выбором параметров диффузора 7 и каналов 5 можно добиться, чтобы утечки из задней пазухи 4 на требуемую величину превышали таковые из передней пазухи 3. Благодаря этому общий уровень давления в пазухе 3 будет больше, чем в пазухе 4, что и обеспечит необходимую степень уравновешивания осевой силы. Благодаря повышению статического давления в диффуэоре 7 существенно, практически до нуля, снижаются протечки через межступенное уплотнение, В процессе работы насоса (фиг. 2) имеет место отбор части расхода группы ступеней, расположенной до места

l 5061 подключения канала 9. При этом поток отбора с помощью последнего направляется в камеру 6, из которой одна его часть через лабиринтное уплотне- ние поступает в область нагнетания, а другая, большая, через переднее уплотнение — во всас первой ступени.

При этом, чем больше давление и размеры (по радиусу) камеры 6, -,åì большая часть осевой силы уравновешивается, но одновременно большими становятся и утечки жидкости. Поэтому подобная разгрузка наиболее эффективная в совокупности с техническим решением по фиг. 1, позволякцим разгрузить часть осевой силы в ступенях.

В процессе отбора жидкости по каналу 9 (фиг. 2) определенная часть утечек из пазух Э и 4 ступени; к ко- эО торой подключен канал 9, будет уходить в последний, Вследствие этого общая сумма утечек возрастет, но при этом соотношение между величинами утечек из пазух 3 и 4 сохранится и понизится статическое давление перед передним уплотнением ступени. В итоге утечки в последнем снизятся, уменьшатся также потери дискового трения в ступени, абсолютная разница между уровнем статического. давления в передней и задней пазухах 3 и 4 увеличится.!

Таким образом, несколько повысится объемный и механический КПД насоса и снизится осеьая сила, по сравнению со случаем отбора жидкости в канал 9 от нагнетания ступени.

В процессе возникновения радиально-сходящегося потока утечек в пе40 редней пазухе 3 (фиг. 3) до сечения входа в диффуэор 6 имеет место конфуэорный характер потока, обуславливающий понижение давления и мощность дискового трения. Далее на входном участке диффузора 6 падение давления прекращается и к наиболее расширенному участку уровень скоростей снижается, а статическое давление вновь повышается.

Процесс протекает совершенно аналогично таковому в задней пазухе 4 °

Но, поскольку диффуэор 6 расположен на больших радиусах, то даже при оди- иаковом уровне статических давлений в области диффузоров 6 и 7, что воз"

72 6 можно при близких к равным расходах в пазухах 3 и 4, осевое усилие со стороны последнего будет больше, чт ) и позволит решать задачу компенсации разницы в площадях покрывного и коренного дисков рабочего колеса 2.

Отличие течения в диффузорах 6 и 7 прн установке ребер 8 заключается в том, что с помощью последних имеет место более резкое снижение закрутки потока и соответственное повышение статического давления. Это дает возможность уменьшать длину и объем диффузоров 6 и 7. формула изобретения

1. Центробежный многоступенчатый насос, содержащий последовательно соединенные ступени с установленными на валу рабочими колесами и передними и задними пазухами, в которых со стороны вала выполнены сообщенные между собой обводными каналами кольцевые камеры,отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и снижения осевой силы путем уменьшения диско во го трения и снижения пе реп ада давления на рабочем колесе, кольцевая камера з адней пазухи выполнена в виде кольцевого диффузора, расширяющегося в сторону вала, причем облодные каналы соединены с д ффузором в его наиболее широкой части.

2. Насос по и. 1, о т л и ч а ю— ш и Й с я тем, что кольцевая камера передней пазухи первой ступени сообщена с одной из промежуточных с,упеней.

3. Насос по пл. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что кольцев; я камера передней пазухи первой ступени сообщена с кольцевой камерой передней пазухи одной из промежуточных ступеней.

4. Насос по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что кольцевая камера передней пазухи выполнена в виде кольцевого диффузора, расш:.ряющегося в сторону вала, причем обводные каналы сообщены с диффузором в его наиболее широкой части.

5. Насос по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю шийся тем, что в кольцевых диффузорах выполнены радиальные или криволинейные ребра.

1506172 л-л

Составитель Ю,Никитченко

Редактор A,Øàíäîð Техред А. Кравчук Корректор В. Кабаций

Заказ 5408/37 Тнржк 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, !01