Гидравлический сепаратор центробежного насоса

 

Использование: насосостроение. защита от абразивного износа активных поверхностей в каналах рабочего колеса центробежного насоса для перекачивания жидкостей с тяжелыми включениями. Цель: повышение эффективности сепарации путем изменения площади проходных каналов . Сущность изобретения: рассекатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистических

РЕСПУБЛИК (5I)5 F 04 0 7/04

ГОСУДАРСТ8ЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792639/29 (22) 19.02,90 (46) 23,06.92,Бюл.М 23 (71) Комсомольский-на-Амуре пол итехнический институт (72) P.Ä.Øåêóí (53) 621.671(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР bh

1675585, кл. F 04 0 29/70, 1980. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (57) Использование: насосостроение, защита от абразивного износа активных поверхностей в каналах рабочего колеса центробежного насоса для перекачивания

„, Я0„„ l7425)6 Al

4 жидкостей с тяжелыми включениями. Цель: повышение em a ocT сепарации .тем изменения площади проходных каналов, Сущность изобретения: рассекатель (11) выполнен в виде набора кольцевых цилиндрических или конических насадков (Н) (12) с перемычками или в в де спиральной ленты с образованием между H (12) или витками ленты осевых зазоров. Площадь проходного сечения рассекателя (11) можно регулировать, изменяя толщину перемычек, соединяющих и объeд«няющих кольцевые Н (12) ° или (в случае использования спиральной ленты),растягивая ленту с использованием механического регулятора (14). 2 ил.

1742516

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к конструкциям центробежных насосов и может быть использовано для отделения твердых частиц и защите от эрозии рабочего колеса насоса при перекачивании жидких двухкомпонентных сред при использовании его в различных отраслях народного хозяйства, где требуется перекачивание жидкостей, содержащих тяжелые частицы. плотность которых превышает плотность перекачиваемой жидкости.

Известна конструкция гидровихревого сепаратора, преимущественно центробежного насоса, содержащая кольцевой канал с тангенциальными соплами. диффузорную камеру отвода твердых частиц, отсекатель потоков и полый профилированный рассекатель.

Недостатком известного гидровихревого сепаратора является то, что поддержание постоянной интенсивности закрученного потока по всему сечению вихревой камеры, т.е, от оси до ограничивающей поверхности канала в пределах вихревой камеры. требуетувеличения энергии подводимой высоконапорной жидкостью к тангенциальным соплам, установленным в профилированном рассекателе, а также отсутствие возможности регулирования дисперсностью сепарируемых фракций, Целью изобретения является повышение эффективности сепарации эа счет изменения площади проходного сечения, Предлагаемый рассекатель потоков гидровихревого сепаратора центробежного насоса представляет собой полое конусообразное устройство, образованное в виде кольцевых цилиндрических или конических насадков с перемычками или в виде спиральной ленты, с образованием между насадками или витками ленты осевых зазоров.

Основание рассекателя является началом цилиндрического отсекателя,. коаксиально расположенного во входном патрубке центробежного насоса. Высота проходного канала рассекателя изменяется посредством растяжения спиральной ленты при использовании механического регулятора или в случае использования насадок за счет изменения высоты плоских перемычек. соединяющих и обьединяющих насадки. Ориентация по потоку проходных каналов задается углом наклона к внешней образующей поверхности рассекателя, который должен быть более 90О, а внешняя винтовая ось проходного канала, образованного спиральной лентой, совпадает с направлением поступательно-вращательногодвижения потока в пределах вихревой камеры.

30

40 отбрасыванию и концентрацию тяжелых

45 включений у периферийной поверхности вихревой камеры с одной стороны и фильт. рацию осветленной жидкости в полость рас5

Сущность изобретения состоит s том, что в результате работы центробежного насоса, в полости рассекателя принудительно создается разрежение. Градиент давления на ограничивающей стенке, образованной в аиде кольцевых цилиндрических или конических насадков или в виде спиральной ленты с образованием между насадками или витками ленты осевых зазоров, в этом случае резко возрастает, что способствует интенсивному отсосу жидкости из прилегающего к внешней поверхности рассекателя слоя, Толщина пограничного слоя, и следовательно, торможение жидкости у поверхности рассекателя существенно уменьшаются. Структура потока в кольцевом конфузорном канале вихревой камере, формируемая интенсивной подкруткой центробежными силами, приобретает в радиальном направлении упорядоченный характер с явно выраженной концентрацией твердых включений у периферии живого сечения сепаратора, Для ограничения проникновения тяжелых частиц в полость рассекателя непосредственно в осевом направлении, обусловленным поступательным (осевым) направлением движения жидкости, проходные осевые зазоры рассекателя ориентированы к внешней образующей поверхности под углом 90, а осевые зазоры, образованные спиральной лентой, в окружном направлении совпадают с направлением поступательно-вращательного движения потока в вихревой камере.

С целью регулирования дисперсностью сепарируемых фракций,.ширина осевых зазоров рассекателя может изменяться посредством растяжения спиральной ленты механическим регулятором или эа счет иэменения толщины перемычек. соединяющих и обьединяющих кольцевые насадки.

Такое конструктивное решение способствует рассечению потока жидкой среды с момента попадания ее во входной патрубок, секателя с дальнейшим подводом ее в каналы рабочего колеса центробежного насоса с другой стороны.

Поставленная цель достигается тем, что в гидровихревом сепараторе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, кольцевую конфузорную камеру, рабочее колесо для перекачивания потока осветленной жидкости, диффузорную камеру для отвода потока тяжелых частиц, кольцевой отсекатель, тангенциальный завихритель, полый рассекатель образован набором кольцевых цилиндрических или конических

1742516

10

20 насоса

40

50 вращательного движения потока в пределах вихревой камеры.

55 насадков с перемычками или в виде спиральной ленты с образованием между насадками или витками ленты осевых зазоров, Величина осевых зазоров может регулироваться или за счет изменения толщины перемычек, соединяющих и объединяющих кольцевые насадки, или, в случае использования спиральной ленты. посредством растяжения ленты при использовании механического регулятора.

Предлагаемая конструктивная форма рассекателя способствует перемещению и концентрации тяжелых частиц в периферийной области входного патрубка за счет повышения эффективности поля центробежных сил в пределах конфузорного канала и способствует удалению частиц в кольцевую диффузорную камеру за пределы центробежного насоса.

На фиг.1 и 2 изображен схематично гидровихревой сепаратор, продольный разрез (движение жидкости отсутствует).

Гидровихревой сепаратор центробежного насоса содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. кольцевую вих. рееуе камеру 4. рабочее колесо 5 для перекачивания потока осветленной среды, кольцевую диффузорную камеру б для отвода потока тяжелых частиц, расположенную перед рабочим колесом 5, и кольцевой отсекатель 7 потока. Сепаратор снабжен тангенциальным завихрителем В. включающим тангенциальные сопла 9 и коллектор 10 с высоконапорной жидкостью. Полый рассекатель 11 образован кольцевой спиральной лентой 12 (фиг1) или кольцевыми насадками

12 (фиг.2) с осевыми зазорами 13, ориентированными относительно внешней поверхности.рассекателя под углом более 90, и снабжен механическим регулятором 14 натяжения спиральной ленты 12 (фиг, t) или плоскими перемычками15, объединяющими кольцевые насадки 12 (фиг,2), Гидровихревой сепаратор центробежного насоса работает следующим образом..4

В результате разрежения, создаваемого рабочим колесом 5 центробежного насоса, в полости рассекателя 11 создается разрежение, связанное с понижением давления, Градиент давления на профилированной ограничивающей стенке рассекателя возрастает, что способствует интенсивному отсосу жидкости из прилегающего слоя жидкости на внешней поверхности рассекателя. В соответствии с законом сплошности жидкая среда с твердыми частицами поступает через входной патрубок 2 в вихревую камеру 4, где поверхностью рассекателя 11 оттесняется к периферии и под действием энергии высоконапорной жидкости, вытекающей из тангенциальных сопел 9, интенсивно закручивается. flo мере продвижения жидкой среды по кольцевому конфузорному каналу интенсивность центробежного поля возрастает, так как радиальные размеры канала вихревой камеры 4 увеличиваются, Структура потока в кольцевом канале, формируемая центробежными силами, приобретает в радиальном направлении упорядоченный характер с явно вы раженной концентрацией тяжелых частиц у периферии живого сечения сепаратора, так как при этом осветленная жидкость через осевые зазоры 13 проходит в полость рассекателя 11 и попадает в рабочее колесо 5 и выходной патрубок 3. Тяжелые частицы и часть жидкости кольцевым рассекателем 7 направляются в кольцевую диффуэорную камеру б и удаляются за пределы корпуса

Регулирование осевых зазоров 13 с механизированным изменением площади проходного сечения посредством механического регулятора 14 натяжения спиральной ленты

12 или за счет изменения толщины плоских перемычек 15, соединяющих кольцевые насадки 12, позволяет изменять расход осветленной жидкости с вОзможностью получения требуемой дисперсности сепарируемых фракций. Для ограничения проникновения тяжелых частиц в полость рассекателя непосредственно в осевом направлении, обусловленным поступательным движением жидкости, осевые щели 13 ориентированы по потоку с углом установки более 90О относительно внешней образующей рассекателя

11. Такая ориентация осевых щелей 13 позволяет увеличить эффективность сепарации, так как направление движения осветленной жидкости в пределах канала резко отличается от направления движения закрученной среды в пределах вихревой камеры 4, а энергия тяжелых включений в окружном направлении в силу их инерционности будет больше энергии этих же частиц в осевом направлении и тяжелые частицы, не попадая в полость рассекателя, концентрируются в вихревой камере и затем удаляются за пределы проточной части насоса. Эффективность сепарации также повышается, если окружное направление осевой щели, образованное спиральной лентой, совпадает с направлением поступательноФормула изобретения

Гидравлический сепаратор центробежного насоса, содержащий корпус с входным и выходным патрубками. кольцевую конфузорную вихревую камеру, рабочее колесо, 1742516

Составитель Н. Гунько

Техред M,Mîðråíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор О.Головач

Заказ 2271 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 диффузорнуа камеру для отвода потока тяжелых частиц, кольцевой отсекатель с полым рассекателем и тангенциальный завихритель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации путем изменения площади проходных каналов, полый рассекатель выполнен в виде кольцевых цилиндрических или конических насадков и с перемычками в виде

5 спиральной ленты.