Конденсатный насос горизонтального типа
Изобретение относится к конденсатным насосам с повышенными требованиями к антикавитационным качествам. Конденсатный насос горизонтального типа содержит корпус 1, образующий всасывающую полость 2 и нагнетательную полость 3. В корпусе 1 на приводном валу 4 установлено основное рабочее колесо 5, а на валу 6 установлены рабочее колесо 7, шнек 8 и переводное устройство 9, вращаемые турбинным колесом 10. Турбинное колесо 10 выполнено центробежным и установлено на переводном устройстве 9. Лопасти турбинного колеса 10 расположены на выходе основного рабочего колеса 5. В корпусе 1 на выходе турбинного колеса 10 установлен выправляющий аппарат 11. Изобретение позволяет максимально расширить диапазон величины подач устойчивой работы насоса без срыва потока при максимальных значениях коэффициента полезного действия. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конденсатным насосам с повышенными требованиями к антикавитационным качествам.
Известен центробежный насос, содержащий нагнетательную ступень с рабочим колесом и торообразным отводом и бустерную ступень, имеющую предвключенное колесо и турбинное колесо, выполненное центростремительным, с выходом, расположенным вдоль вала бустерной ступени (А.с. СССР №1608369, М.кл. F 04 D 9/04, бюл. №43, 1990).
Недостатки этой конструкции: недостаточно широкий бескавитационный диапазон подач и низкий коэффициент полезного действия.
Известен также выбранный в качестве ближайшего аналога, центробежный насос, содержащий корпус и установленные в нем основное рабочее колесо и предвключенное рабочее колесо, вращающееся лопаточным турбинным колесом, расположенным на выходе основного рабочего колеса, при этом турбинное колесо выполнено осевым, смещено относительно выхода основного рабочего колеса и снабжено торообразным обтекателем (А.с. СССР №709837, М.кл. F 04 D 9/04, бюл. 2, 1978).
Недостатки этой конструкции: недостаточно широкий бескавитационный диапазон подач и низкий коэффициент полезного действия.
Была поставлена задача максимально расширить диапазон устойчивой работы насоса без срыва потока при максимальных значениях коэффициента полезного действия.
Указанная задача решается тем, что в известном насосе, содержащем корпус и установленные в нем основное и предвключенное рабочие колеса, последнее из которых имеет привод в виде турбинного колеса, расположенного на выходе основного рабочего колеса, дополнительно перед и после предвключенного рабочего колеса установлены соответственно шнек и переводное устройство, турбинное колесо выполнено центробежным, при этом его лопасти установлены на переводном устройстве; кроме того, в корпусе на выходе турбинного колеса установлен выправляющий аппарат.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.
На чертеже схематично изображен конденсатный насос горизонтального типа в разрезе.
Конденсатный насос содержит корпус 1, образующий всасывающую полость 2 и нагнетательную полость 3.
В корпусе на приводном валу 4 установлено основное рабочее колесо 5, а на валу 6 установлены предвключенное рабочее колесо 7, шнек 8 и переводное устройство 9, вращаемые турбинным колесом 10.
Турбинное колесо 10 выполнено центробежным и установлено на переводном устройстве 9. Лопасти турбинного колеса 10 расположены на выходе основного рабочего колеса 5.
В корпусе на выходе турбинного колеса 10 установлен выправляющий аппарат 11.
В корпусе 1 предусмотрены каналы 12 для перемещения потока жидкости.
Конденсатный насос работает следующим образом. Основное рабочее колесо 5 сообщает потоку жидкости закрутку со статическим давлением, необходимую для создания напора насоса, которая лопастями турбинного колеса 10 преобразуется во вращение предвключенного рабочего колеса 7 и шнека 8. Последние по всасывающей полости 2 всасывают жидкость и сообщают ей энергию, которая в каналах 12 преобразуется в статическое давление, необходимое для гашения кавитационных явлений. Далее жидкость поступает на лопасти переводного устройства 9, которое на больших подачах увеличивает число оборотов турбинного колеса 10, увеличивая кавитационный запас, а на малых подачах работает как дополнительная ступень основного насоса. При этом турбинное колесо 10 выполняет не только функцию привода предвключенного рабочего колеса 7, но и функцию вращающегося направляющего аппарата. При этом скорость вращения турбинного колеса 10 зависит от изменения подачи, следовательно, происходит самослежение и угол набегания потока всегда будет примерно одинаковым, так как изменение угла набегания потока компенсируется изменением скорости вращения турбинного колеса 10 и не происходит срыва потока жидкости.
После турбинного колеса 10 поток свободно закручивается в пространстве, ограниченном нагнетательной полостью 3, и поступает на лопасти выправляющего аппарата 11, где энергия вращения потока преобразуется в статическое давление.
Напор от предвключенного рабочего колеса 7 входит в общий баланс энергии насоса.
Схема насоса выполнена поточной, то есть поток нигде не имеет вторичных потерь и потери обусловлены только работой лопастных систем. Предложенная конструкция насоса позволяет получить гидравлический кпд, равный 90-92%, и обеспечивает широкий бескавитационный диапазон подач.
Заявляемый конденсатный насос горизонтального типа соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением освоенных ранее технологий.
Формула изобретения
Конденсатный насос горизонтального типа, содержащий корпус и установленные в нем основное и предвключенное рабочие колеса, последнее из которых имеет привод в виде турбинного колеса, расположенного на выходе основного рабочего колеса, отличающийся тем, что дополнительно перед и после предвключенного рабочего колеса установлены соответственно шнек и переводное устройство, турбинное колесо выполнено центробежным, при этом его лопасти установлены на переводном устройстве, кроме того, в корпусе на выходе турбинного колеса установлен выправляющий аппарат.
РИСУНКИРисунок 1
