ВИХРЕВОЙ НАСОС

ВИХРЕВОЙ НАСОС


RU (11) 2238438 (13) C1

(51) 7 F04D5/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2003106466/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.03.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.03.11 
(45) Опубликовано: 2004.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Самовсасывающий насос СВН-80-А ОАО "ЭНА". ТУ 2606-1551-89.
SU 1795149 А1, 15.02.1993.
SU 1765526 А1, 30.09.1992.
SU 270507 А, 08.05.1970.
US 1578236 A, 23.03.1926.
US 6443691 A, 03.09.2002. 
(72) Автор(ы): Винокуров А.Ф. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Помпа" (RU) 
Адрес для переписки: 105023, Москва, ул. Б.Семеновская, 49, оф.404, Центр "ИННОТЭК", пат.пов. Т.А. Вахниной, рег. №122 

(54) ВИХРЕВОЙ НАСОС 
Изобретение относится к вихревым насосам. Насос содержит рабочее колесо (РК), вал привода РК, торцевой всасывающий подвод , нагнетательный отвод (НО), всасывающую секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом РК боковую поверхность с окном подвода, нагнетательную секцию камеры, имеющую сопряженную с торцом РК боковую поверхность с выводом в НО, газоотводящий канал, сообщающий межлопастное пространство камеры с НО, и расположенные на сопряженной с торцом РК боковой поверхности нагнетательной секции нагнетательный канал (НК), сообщающийся с выводом в НО, вспомогательный канал и перемычку, образованную интервалом боковой поверхности между начальным участком НК и конечным участком вспомогательного канала. Подвод выполнен с участком, ось которого расположена под углом 42-48° к торцу РК, и с площадью проходного сечения окна, превышающей максимальную площадь проходного сечения НК в 4,5-5,5 раз. НК на сопряжении с перемычкой выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,12-0,14 его максимальной площади, в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 30°, - с площадью, равной 0,52- 0,56 его максимальной площади, и в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 45,° - с площадью, равной 0,68- 0,72 его максимальной площади. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.





ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области механики и, в частности, к насосам необъемного вытеснения с круговым или поперечным потоком.

Известны вихревые насосы, содержащие рабочее колесо, имеющее ступицу и соединенные со ступицей лопасти, вал привода вращения рабочего колеса, всасывающий подвод, нагнетательный отвод и рабочую камеру, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с нагнетательным каналом, сообщающимся с выводом в нагнетательный отвод (SU №894215, F 04 D 5/00, 1981 г.).

Недостатком известных насосов является необходимость предварительного заполнения полости рабочей камеры жидкостью и удаления газа.

Более совершенным и наиболее близким аналогом заявляемому техническому решению является известный вихревой насос, содержащий рабочее колесо, имеющее ступицу, обод и соединенные со ступицей и ободом лопасти, вал привода вращения рабочего колеса, торцевой всасывающий подвод, нагнетательный отвод, всасывающую секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с окном торцевого всасывающего подвода, нагнетательную секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с выводом в нагнетательный отвод, газоотводящий канал, сообщающий межлопастное пространство рабочей камеры с нагнетательным отводом, и расположенные на сопряженной с торцом рабочего колеса боковой поверхности нагнетательной секции рабочей камеры нагнетательный канал, сообщающийся с выводом в нагнетательный отвод, вспомогательный канал с участком в секторе расположения интервала нагнетательного канала с выводом в нагнетательный отвод, и перемычку, образованную интервалом боковой поверхности между начальным участком нагнетательного канала и конечным участком вспомогательного канала (Самовсасывающий насос СВН-80-А, выпускаемый ОАО "ЭНА" по ТУ 2606-1551-89).

Однако упомянутый насос в силу конструктивных особенностей, обусловленных наличием элементов для обеспечения самозаливки при пуске, обладает неудовлетворительными показателями кавитационной характеристики, что в конечном итоге ограничивает область его применения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание более эффективного вихревого насоса.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в улучшении кавитационной характеристики, повышении напора и увеличении надежности за счет уменьшения нагрузки на рабочее колесо.

Указанный технический результат достигается вихревым насосом, содержащим рабочее колесо, имеющее ступицу, обод и соединенные со ступицей и ободом лопасти, вал привода вращения рабочего колеса, торцевой всасывающий подвод, нагнетательный отвод, всасывающую секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с окном торцевого всасывающего подвода, нагнетательную секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с выводом в нагнетательный отвод, газоотводящий канал, сообщающий межлопастное пространство рабочей камеры с нагнетательным отводом, и расположенные на сопряженной с торцом рабочего колеса боковой поверхности нагнетательной секции рабочей камеры нагнетательный канал, сообщающийся с выводом в нагнетательный отвод, вспомогательный канал с участком в секторе расположения интервала нагнетательного канала с выводом в нагнетательный отвод, и перемычку, образованную интервалом боковой поверхности между начальным участком нагнетательного канала и конечным участком вспомогательного канала, за счет того что торцевой всасывающий подвод выполнен с участком, ось которого расположена под углом 42-48 к торцу рабочего колеса, и с площадью проходного сечения окна, превышающей максимальную площадь проходного сечения нагнетательного канала в 4,5-5,5 раз, при этом нагнетательный канал на сопряжении с перемычкой выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,12-0,14 его максимальной площади, в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 30, - с площадью проходного сечения, равной 0,52-0,56 его максимальной площади, а в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 45, - с площадью, равной 0,68-0,72 его максимальной площади.

А также за счет того, что вспомогательный канал выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,48-0,52 максимальной площади проходного сечения нагнетательного канала.

А также за счет того, что нагнетательный канал на участке вывода в нагнетательный отвод выполнен с шириной, равной ширине вспомогательного канала.

А также за счет того, что обод выполнен сопряженным с торцом рабочего колеса, расположенным только со стороны всасывающей секции.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид вихревого насоса, на фиг.2 - вид А (фиг.1) на боковую поверхность нагнетательной секции, на фиг.3 - вид Б (фиг.1) на боковую поверхность всасывающей секции, на фиг.4 - развертка сечения В-В (фиг.3), на фиг.5 - сечение Г-Г (фиг.2), на фиг.6 - развертка сечения Д-Д (фиг.2), а на фиг.7 - фрагмент (место I фиг.1) рабочего колеса с ободом.

Вихревой насос содержит рабочее колесо 1, закрепленное на валу 2 привода вращения (не показан). Рабочее колесо 1 имеет ступицу 3, обод 4 и соединенные со ступицей 3 и ободом 4 лопасти 5. Рабочее колесо 1 установлено в рабочей камере, образованной поверхностями всасывающей 6 и нагнетательной 7 секций соответственно, а его обод выполнен сопряженным с торцом рабочего колеса 1, расположенным только со стороны всасывающей секции 6. Всасывающая секция 6 имеет сопряженную с торцом рабочего колеса 1 боковую поверхность 8 с окном 9 торцевого всасывающего подвода 10. Нагнетательная секция 7 имеет сопряженную с торцом рабочего колеса 1 боковую поверхность 11 с выводом 12 в нагнетательный отвод 13, газоотводящий канал 14, сообщающий межлопастное пространство 15 рабочей камеры с нагнетательным отводом 13. На боковой поверхности 11 расположен нагнетательный канал 16, сообщающийся с выводом 12 в нагнетательный отвод 13, а также вспомогательный канал 17 с участком 18 в секторе расположения интервала 19 нагнетательного канала 16 с выводом 12 в нагнетательный отвод 13. На этой же поверхности расположена перемычка 20, образованная интервалом боковой поверхности 11 между начальным участком 21 нагнетательного канала 16 и концом 22 вспомогательного канала 17.

Торцевой всасывающий подвод 10 выполнен с участком 23, ось которого расположена под углом =42-48 к торцу рабочего колеса 1, и с площадью проходного сечения окна 9, превышающей максимальную площадь проходного сечения нагнетательного канала 16 в 4,5-5,5 раз, при этом нагнетательный канал 16 на сопряжении 24 с перемычкой 20 выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,12-0,14 его максимальной площади, в диаметральной плоскости 25, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 30, - с площадью проходного сечения, равной 0,52-0,56 его максимальной площади, а в диаметральной плоскости 26, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 45, - с площадью проходного сечения, равной 0,68-0,72 его максимальной площади. В этой ситуации вспомогательный канал 17 может быть выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,48-0,52 максимальной площади проходного сечения нагнетательного канала 16, который в свою очередь в интервале 19 с выводом 12 в нагнетательный отвод 13 может быть выполнен с шириной Н, равной ширине F вспомогательного канала 17.

Для разгрузки рабочего колеса 1 и обеспечения среднего его положения предусмотрены пазухи 27 и 28, сообщающиеся через дросселирующее отверстие 29 и гидравлически связанные с рабочей камерой каналом 30.

Вихревой насос работает следующим образом.

Перед началом работы насос заполняется прокачиваемой жидкостью, с помощью которой при включении вращения рабочего колеса 1 происходит откачивание газа из всасывающего подвода 10. Перемещаемое по периферии вместе рабочим колесом 1 кольцо жидкости в интервале прохождения лопастей 5 перемычки 20 смещается по межлопастному пространству 15 и при выходе лопастей в зону сопряжения с нагнетательным каналом 16 смещается в его пространство и тем самым освобождает пространство около ступицы 3 для всасывания газа. При движении лопастей 5 в интервале расположения вспомогательного канала 17 и далее к перемычке 20 жидкость начинает перемещаться по направлению к ступице 3, выдавливая газ через газоотводящий канал 14. Этот процесс длится до полного удаления газа и заполнения насоса жидкостью. Выполнение вспомогательного канала 17 с площадью проходного сечения, равной 0,48-0,52 максимальной площади проходного сечения нагнетательного канала 16 в зоне их одновременного взаимодействия с жидкостью в межлопастном пространстве 15, а также равная их ширина на участке 18 в секторе расположения интервала 19 с выводом 12 в нагнетательный отвод 13 обеспечивают требуемое для вытеснения газа перераспределение жидкости между каналами 16 и 17 до момента полного заполнения насоса. Угол наклона оси всасывающего подвода 42-48 к торцу рабочего колеса в сочетании с упомянутым соотношением площадей проходного сечения окна и нагнетательного канала создает условия для уменьшения потерь напора на всасывание, предотвращая тем самым разрыв струи и возникновение кавитации. Этому процессу способствует также и локализация обратного противотока в межлопастном пространстве за счет расположения обода с сопряжением со стороны всасывающей секции с торцом рабочего колеса. 



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Вихревой насос, содержащий рабочее колесо, имеющее ступицу, обод и соединенные со ступицей и ободом лопасти, вал привода вращения рабочего колеса, торцевой всасывающий подвод, нагнетательный отвод, всасывающую секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с окном торцевого всасывающего подвода, нагнетательную секцию рабочей камеры, имеющую сопряженную с торцом рабочего колеса боковую поверхность с выводом в нагнетательный отвод, газоотводящий канал, сообщающий межлопастное пространство рабочей камеры с нагнетательным отводом, и расположенные на сопряженной с торцом рабочего колеса боковой поверхности нагнетательной секции рабочей камеры нагнетательный канал, сообщающийся с выводом в нагнетательный отвод, вспомогательный канал с участком в секторе расположения интервала нагнетательного канала с выводом в нагнетательный отвод и перемычку, образованную интервалом боковой поверхности между начальным участком нагнетательного канала и конечным участком вспомогательного канала, отличающийся тем, что торцевой всасывающий подвод выполнен с участком, ось которого расположена под углом 42-48° к торцу рабочего колеса, и с площадью проходного сечения окна, превышающей максимальную площадь проходного сечения нагнетательного канала в 4,5-5,5 раз, при этом нагнетательный канал на сопряжении с перемычкой выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,12-0,14 его максимальной площади, в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 30° - с площадью проходного сечения, равной 0,52- 0,56 его максимальной площади, а в диаметральной плоскости, отстоящей по направлению вращения от перемычки на 45° - с площадью проходного сечения, равной 0,68- 0,72 его максимальной площади.

2. Вихревой насос по п.1, отличающийся тем, что вспомогательный канал выполнен с площадью проходного сечения, равной 0,48-0,52 максимальной площади проходного сечения нагнетательного канала.

3. Вихревой насос по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что нагнетательный канал на участке вывода в нагнетательный отвод выполнен шириной, равной ширине вспомогательного канала.

4. Вихревой насос по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что обод выполнен сопряженным с торцом рабочего колеса, расположенным только со стороны всасывающей секции.







ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru