РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ХИМИЧЕСКИХ И АБРАЗИВНЫХ СМЕСЕЙ

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ХИМИЧЕСКИХ И АБРАЗИВНЫХ СМЕСЕЙ


RU (11) 2052669 (13) C1

(51) 6 F04D29/22, F04D7/02 

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

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

(21) Заявка: 5031850/06 
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.12 
(45) Опубликовано: 1996.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1485719, кл. F 04D 7/04, 1987. 
(71) Заявитель(и): Абакумов Август Павлович 
(72) Автор(ы): Абакумов Август Павлович 
(73) Патентообладатель(и): Абакумов Август Павлович 

(54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ХИМИЧЕСКИХ И АБРАЗИВНЫХ СМЕСЕЙ

Сущность изобретения: рабочие лопатки установлены на ведущем диске, выполненном из неметаллического материала, армированного многоэлементной системой из высокопрочных волокон в виде каркаса из круговых и радиальных волокон. Ведущий диск выполнен из матричного композита неорганических окислов. Тыльная поверхность каждой лопатки расположена под углом 103 - 105o к поверхности диска. Толщина лопатки на выходе превышает ее высоту в 2 - 2,5 раза. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к насосостроению.

Известен центробежный насос для перекачивания химических жидкостей, включающий консольно посаженное на вал рабочее колесо открытого типа с рабочими и импеллерными лопатками (Михайлов А.К. Малюшенко В.В. Лопастные насосы. М. Машиностроение, 1977, с.258, рис.141).

Также известен центробежный насос для перекачивания агрессивных жидкостей, содержащий рабочее колесо со ступицей и лопатками, закрепленное на валу посредством шпонки, причем для повышения износостойкости рабочий диск колеса целиком выполнен из фторопласта (авт.св. СССР N 1190086, кл. F 04 D 7/06, 1984).

Недостатками данного технического решения являются низкая надежность и невысокий ресурс работы насоса при перекачивании высокоагрессивных абразивных смесей, щелочей и кислот различной концентрации. Особенно низкой надежностью отличаются рабочие лопатки, поскольку они подвержены действию гидродинамических и центробежных сил, изгибающих и растягивающих лопасти, причем самым слабым местом лопаток по износостойкости является их выход.

Наиболее близким техническим решением к описываемому является рабочее колесо центробежного насоса для перекачки химических и абразивных смесей, содержащее металлическую ступицу и рабочие лопатки, установленные на ведущем диске, выполненном из неметаллического материала, армированного многоэлементной системой из высокопрочных волокон в виде каркаса из круговых и радиальных волокон (авт.св. СССР N 1485719, кл. F 04 D 7/04, 1987).

Однако известное колесо не надежно для перекачки высокоагрессивных рабочих жидкостей, кислот и щелочей ввиду того, что составные диски и лопатки создают щелевые зазоры, через которые возможно проникновение внутрь агрессивных жидкостей, а также применяемые компоненты полиуретан, синтетический каучук при концентрации свыше 60% выше 20оС настойки и не рекомендуются для работы в условиях кислот. Кроме того, такая конструкция трудоемка в изготовлении и требует дорогостоящего оборудования.

Изобретение направлено на повышение ресурса работы и надежности в условиях эксплуатации, связанных с перекачиванием высокоагрессивных смесей, кислот и щелочей.

Технический результат достигается за счет того, что в рабочем колесе центробежного насоса для перекачки химических и абразивных смесей, содержащем металлическую ступицу и рабочие лопатки, установленные на ведущем диске, выполненном из неметаллического материала, армированного многоэлементной системой из высокопрочных волокон в виде каркаса из круговых и радиальных волокон, ведущий диск выполнен из матричного композита неорганических окислов, тыльная поверхность каждой лопатки расположена под углом 103-105о к поверхности диска, а толщина лопатки на выходе превышает ее высоту в 2-2,5 раза.

На фиг.1 изображено рабочее колесо центробежного насоса, продольный разрез; на фиг.2 оно же, поперечное сечение.

Рабочее колесо центробежного насоса содержит ведущий диск 1, выполненный из матричного композита неорганических окислов, армированного многоэлементной системой 2 из высокопрочных волокон. В качестве волокон можно использовать металлические нити, проволоку, борные волокна. Система 2 армирования жестко соединена с помощью металлического кольца 3 со ступицей 4 и через шпонку (не показана) с валом привода насоса (не показан). На ведущем диске 1 установлены рабочие лопатки 5. Тыльная поверхность каждой лопатки расположена под углом 103-105о к поверхности диска 1. Толщина лопатки 5 на выходе превышает высоту h в 2-2,5 раза. Угол прилегания лопатки и указанное соотношение ее толщины и высоты определены в результате испытаний, которые показали, что при указанных соотношениях наблюдается минимальный износ при перекачке химических жидкостей с абразивными частицами.

П р и м е р. Для центробежного насоса для перекачивания концентрированной соляной кислоты плотностью 1120 кг/м3 с твердыми включениями размером до 0,2 мм диск рабочего колеса толщиной 16 мм выполняется в виде отливки из матричного композита следующего состава, мас. SiO2 48-51; Al2O3 12-15,9; FeO 8-12; Fe2O3 2-2,85; TiO2 1-2,9; CaO 7-8,9; MgO 6-8,9; MnO 0,1-0,5; NaO2 2,3-3; Cr2O3 0,5-1,6.

Зазоры между композитным диском и металлической ступицей уплотнены коррозионностойким герметиком. Материал армирования металлическая проволока.

Толщина лопатки на выходе 30 мм, высота 13 мм, угол прилегания тыльной стороны лопатки к диску составляет 105о.

Испытания, проведенные в заводских условиях, показали, что коэффициент запаса прочности рабочего колеса с армированием в виде каркаса из круговых и радиальных волокон, жестко соединенного через металлическое кольцо со ступицей, возрастает (по сравнению с известными конструкциями) с 24 до 112, т. е. в 5 раз. Исследования также выявили, что предложенное соотношение размеров лопаток является оптимальным, так как при нем обеспечиваются наилучшие характеристики устойчивости лопаток к действию гидродинамических и центробежных сил. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ХИМИЧЕСКИХ И АБРАЗИВНЫХ СМЕСЕЙ, содержащее металлическую ступицу и рабочие лопатки, установленные на ведущем диске, выполненном из неметаллического материала, армированного многоэлементной системой из высокопрочных волокон в виде каркаса из круговых и радиальных волокон, отличающееся тем, что ведущий диск выполнен из матричного композита неорганических окислов, тыльная поверхность каждой лопатки расположена под углом 103-105o к поверхности диска, а толщина лопатки на выходе превышает ее высоту в 2-2,5 раза.




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