Лопастное колесо центробежного насоса

 

Использование: в машиностроении, в частности в центробежных насосах с повышенными антикавитационными характеристиками. Сущность изобретения: утолщение с тыльной стороны входной части лопасти выполнено на участке L от входной кромки лопасти до начала межлопастного канала, определяемого минимальным, вписанным в канал диаметром, а толщина лопасти такова, что на расстоянии L от входной кромки она равна S, на расстоянии 0,75 L от входной кромки - равна 1,25 S, на 0,5L - 1,6S, на 0,35L - 1,65S, на 0,2L - 1,25S, на 0,1L - 0,9S, причем лопасть в районе входной кромки скруглена радиусом не менее 0,1S. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным насосам с повышенными антикавитационными характеристиками.

Известно лопастное колесо центробежного насоса, в котором для улучшения антикавитационных качеств на тыльной стороне лопасти от корня до конца или в произвольном месте между ними выполнен прилив (например, заявка на патент Японии N 5321521, кл. F 04 D 29/18, опубл. 1978).

Известно также лопастное колесо центробежного насоса, в котором на тыльных сторонах лопастей со стороны всаса выполнены плоские или слегка искривленные участки, причем их длина может быть от 3 мм до величины шага между лопастями (например, патент США N 4208169, кл. F 04 D 29/24, опубл. 17.06.80).

Недостатками указанных конструкций колес являются ограниченная приспособленность к реальным переменным режимам работы колес, проявляющаяся в преждевременном кавитационно-эрозионном износе лопастей колес и снижении экономичности.

Известно лопастное колесо центробежного насоса с лопастями, утолщенными в своей входной части, преимущественно для перекачивания тяжелых жидких сред, в котором, с целью повышения антикавитационных качеств, входное утолщение лопатки выполнено со стороны тыльной кромки в виде половины симметричного крылового профиля, протяженности которого вдоль лопатки определяется из условия сохранения постоянного входного сечения межлопастного канала колеса (например, авт.св. СССР N 290128, кл. F 04 D 29/18, от 28.03.69).

Колесо является недостаточно эрозионно стойким и экономичным при перекачивании легких жидкостей, таких как вода или жидкий натрий, наиболее распространенных теплоносителей в контурах атомных электростанций.

Задачей изобретения является повышение антикавитационных свойств, а также экономичности лопастного колеса в условиях переменных режимов его работы и при перекачивании преимущественно легких жидкостей.

Для решения этой задачи в лопастном колесе центробежного насоса с лопастями, утолщенными в своей входной части с тыльной стороны, утолщение выполнено на участке L от входной кромки лопасти до начала межлопастного канала, определяемого минимальным, вписанным в канал диаметром, а толщина лопасти такова, что на расстоянии L от входной кромки она равна S, на расстоянии 0,75L от входной кромки равна 1,25S, на 0,5L 1,6S, на 0,35L - 1,65S, на 0,2L 1,25S, на 0,1L 0,9S, причем лопасть в районе входной кромки скруглена радиусом не менее 0,1S.

На фиг. 1 изображено предлагаемое лопастное колесо; на фиг. 2 фрагмент профиля его лопасти.

Лопастное колесо центробежного насоса содержит лопасти 1, каждая из которых во входной своей части 2 имеет утолщение 3 с тыльной стороны 4 лопасти. Утолщение 3 распространяется на участке длиной L от входной кромки 5 до начала 6 межлопастного канала 7, определяемого минимальным вписанным в канал диаметром d. Толщина лопасти в зоне утолщения 3 меняется по зависимости: на расстоянии 0,1 L от входной кромки равна 0,9 S, на 0,2L 1,25S, на 0,35L 1,65S, на 0,5L 1,6L, на 0,75L 1,25S. Лопасть в районе входной кромки 5 скруглена радиусом R равным не менее 0,1S. Величина S толщина лопасти, определяется конструктивно, исходя из условий прочности и технологичности.

При работе лопастное колесо с предлагаемым профилем обеспечивает улучшение характеристик при изменяющемся направлении потока перекачиваемой жидкости, при переменных режимах работы насоса при подачах от 0,75 до 1,25 номинальной.

Испытания предлагаемого колеса на модельном, а затем и на натурном стендах на воде подтвердили улучшение антикавитационных свойств и повышение экономичности.

Формула изобретения

Лопастное колесо центробежного насоса, содержащее лопасти, утолщенные в своей входной части с тыльной стороны, отличающееся тем, что утолщение выполнено на участке L от входной кромки лопасти до начала межлопастного канала, определяемого минимальным вписанным в канал диаметром, а толщина лопасти такова, что на расстоянии L от входной кромки она равна S, на расстоянии 0,75 L равна 1,25 S, на расстоянии 0,5 L 1,6 S на расстоянии 0,35 L 1,65 S, на расстоянии 0,2 L 1,25 S, на расстоянии 0,1 L 0,9 S, причем лопасть в районе входной кромки скруглена радиусом не менее 0,1 S.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2