Осевой насос
Владельцы патента RU 2315203:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева" (RU)
Осевой насос содержит цилиндрический корпус 1, установленное на валу 3 осевое колесо 2 и отводящее устройство, имеющее выпрямляющий аппарат 4 на входе и диффузор 5. Насос снабжен профилированным диском-обтекателем 6 для преобразования осевого потока жидкости в радиальный, который установлен за осевым колесом 2 непосредственно на валу 3 колеса, а отводящее устройство выполнено в виде спиральной камеры округлого сечения. Выпрямляющий аппарат 4 выполнен на периферии диска-обтекателя 6. Изобретение направлено на повышение вибрационной устойчивости и КПД осевого насоса за счет минимизации гидравлических потерь при преобразовании осевого потока в радиальный и безударного входа потока в спиральную камеру. 3 ил.
Изобретение относится к конструкции осевого насоса и может быть использовано в насосостроении.
Классическая схема исполнения осевого насоса представлена на фиг.1. Осевой насос включает в себя цилиндрический корпус 1, осевое колесо 2, за которым выполнено отводящее устройство, состоящее из выпрямляющего аппарата 4 и диффузора 5. Осевое колесо установлено на валу 3. В осевом колесе жидкость разгоняется до необходимой скорости, которая на выходе из осевого колеса имеет две составляющие: осевую и тангенциальную. В выпрямляющем аппарате происходит преобразование тангенциальной составляющей скорости в осевую, в диффузоре скорость преобразуется в давление.
Схемы и конструкции осевых насосов широко представлены в технической литературе. Классическое исполнение осевого насоса дано, в частности, в книге Ломакина А.А. Центробежные и пропеллерные насосы, Москва-Ленинград, Машгиз, 1950, фиг.215, с.311.
В настоящее время осевые насосы широко применяются в двигателестроении для авиационной и ракетной техники. Например, в двигателях для ракетной техники осевые насосы применяются в высокооборотных бустерных турбонасосных агрегатах.
Представленная схема осевого насоса проста в исполнении и имеет минимальные гидравлические потери. Вместе с тем, эта схема обладает существенными недостатками, обусловленными значительными осевыми размерами, - это большие длина валопровода, масса и виброчувствительность насоса. К агрегатам, входящим в состав двигателей для авиационной или ракетной техники, предъявляются жесткие требования по габаритно-массовым и вибрационным характеристикам. В связи с этим классическая схема проектирования осевого насоса для авиационных и ракетных двигателей не только неудовлетворительна по габаритно-массовым характеристикам, но и требует усовершенствований в части повышения вибрационной устойчивости ротора насоса, например установки дополнительных опор вала для устранения автоколебаний ротора, особенно характерных в высокооборотных агрегатах.
Наиболее близким к изобретению является осевой насос, содержащий корпус, установленное на валу осевое колесо, профилированный диск-обтекатель для преобразования осевого потока жидкости в радиальный, отводящее устройство - диффузор в виде спиральной камеры округлого сечения и выпрямляющий аппарат на входе в диффузор
Однако известный насос имеет низкий КПД.
Изобретение направлено на повышение вибрационной устойчивости и КПД осевого насоса за счет минимизации гидравлических потерь при преобразовании осевого потока в радиальный и безударного входа потока в спиральную камеру.
Технический результат достигается за счет того, что в осевом насосе, содержащем корпус, установленное на валу осевое колесо, профилированный диск-обтекатель для преобразования осевого потока жидкости в радиальный, отводящее устройство - диффузор в виде спиральной камеры округлого сечения и выпрямляющий аппарат на входе в диффузор, согласно изобретению диск-обтекатель установлен на валу колеса, а выпрямляющий аппарат выполнен на периферии диска-обтекателя.
На фиг.1 прилагаемых чертежей дана классическая схема осевого насоса.
На Фиг.2 - схема осевого насоса по ближайшему аналогу.
На Фиг.3 - схема осевого насоса по изобретению.
Осевой насос содержит цилиндрический корпус 1, осевое колесо 2, установленное на валу 3, и отводящее устройство, имеющее выпрямляющий аппарат 4 на входе и диффузор 5. Осевой насос снабжен профилированным диском-обтекателем 6 для преобразования осевого потока жидкости в радиальный, который установлен за осевым колесом 2 непосредственно, а отводящее устройство выполнено в виде спиральной камеры округлого сечения. Диск-обтекатель 6 установлен на валу 3, а выпрямляющий аппарат 4 выполнен на периферии диска-обтекателя 6.
При работе насоса в осевом колесе 2 жидкость разгоняется до необходимой скорости и формируется осевой поток жидкости. При обтекании диска-обтекателя 6 осевой поток жидкости преобразуется в радиальный поток, имеющий тангенциальную составляющую скорости. В выпрямляющем аппарате 4 формируется направление движения жидкости в спиральной камере 5 округлого сечения, в которой кинетическая энергия потока жидкости преобразуется в давление жидкости. При этом происходит безударный вход потока в спиральную камеру 5 с минимальными потерями.
Осевой насос, содержащий корпус, установленное на валу осевое колесо, профилированный диск-обтекатель для преобразования осевого потока жидкости в радиальный, отводящее устройство - диффузор в виде спиральной камеры округлого сечения и выпрямляющий аппарат на входе в диффузор, отличающийся тем, что диск-обтекатель установлен на валу колеса, а выпрямляющий аппарат выполнен на периферии диска-обтекателя.
