Рабочее колесо центробежного насоса

 

Сущность изобретения: ведущий диск со ступицей имеет криволинейную образующую внутренней поверхности. Образующая выполнена в виде циклоида. Ведущий и ведомый диски соединены лопатками. 1 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к насосостроению.

Известно рабочее колесо (РК) центробежного насоса, содержащее ведущий диск со ступицей, имеющей криволинейную поверхность, ведомый диск и соединяющие их лопатки.

Недостатки известного устройства: несмотря на выравнивание скоростей потока на входе в РК, сохраняется неравномерность скоростей различных слоев поступающего потока в относительном движении внутри РК, что обусловливает появление обратных токов, завихрений и т.п. на создание и перенос указанных неоднородностей потока в междудисковом пространстве затрачивается часть энергии, подводимой к РК, что снижает КПД и уменьшает напор, создаваемый РК.

Цель изобретения улучшение энергетических характеристик РК центробежного насоса, повышение его КПД и насоса в целом.

Поставленная цель достигается тем, что образующая внутренней поверхности ведущего диска выполняется в виде циклоиды.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид.

Рабочее колесо центробежного насоса состоит из ведомого диска 1, лопаток 2, ведущего диска 3 и ступицы 4, которая жестко соединена с валом насоса (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Перекачиваемая жидкость с начальной скоростью поступает во вход РК (направление потока показано стрелками), захватывается лопатками 2 и, пройдя между дисками 3 и 1, выбрасывается наружу под определенным давлением, величина которого зависит от геометрических размеров РК и частоты его вращения. Поступающая во вход РК жидкость соприкасается с внутренней поверхностью ведущего диска 3, образующая которого представляет собой циклоиду. Основное свойство этой кривой (циклоиды) заключается в том, что, соединяя собой две произвольные точки в пространстве, она обеспечивает наименьшее и постоянное время движения по ней между соединенными точками, независимо от места первоначального контакта тела с кривой.

В данном случае это свойство циклоиды означает выравнивание относительных скоростей всех слоев жидкости по мере их продвижения от входа в РК до выхода из него. Выравнивание относительных скоростей в междудисковом пространстве РК означает ликвидацию обратных токов, завихрений потока и т.п. что способствует повышению создаваемого РК напора и снижению энергетических потерь на создание возмущений потока внутри РК. Наличие лопаток лишь изменяет относительную траекторию слоев жидкости, не меняя существа описанного явления.

Построение циклоидальной поверхности (участок a-c-d-b) ведущего диска 3 осуществляется путем выбора окружности 5 соответствующего радиуса R, одна из точек которой при качении по прямой 6, перпендикулярной оси вращения РК, опишет циклоиду. Величина радиуса R определяется по формуле: R π (r₂-r_c), где r₂ радиус РК на выходе; r_c радиус ступицы 4.

На чертеже точка а означает начало, а точка b конец циклоиды, точка с является общей точкой окружности 5, катящейся по прямой 6, и собственно циклоиды; точка d промежуточная точка образующей ведущего диска 3. Длина прямой 6 (показана пунктиром) равна πR.

Формула изобретения

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, содержащее ведущий диск со ступицей, имеющий криволинейную образующую внутренней поверхности, ведомый диск и соединяющие их лопатки, отличающееся тем, что образующая внутренней поверхности ведущего диска выполнена в виде циклоиды.

РИСУНКИ

Рисунок 1