Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ НАСОС
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ НАСОС

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ НАСОС

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при проектировании роторных энергетических машин. Сущность изобретения: привод расположен со стороны устройства для восприятия осевой силы. Диаметры участков вала в местах расположения рабочих колес уменьшаются в направлении от нагнетательного патрубка к всасывающему пропорционально величине крутящего момента, передаваемого соответствующим участкам вала. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2007619
Класс(ы) патента: F04D1/06
Номер заявки: 5018549/29
Дата подачи заявки: 14.11.1991
Дата публикации: 15.02.1994
Заявитель(и): Гроховский Донат Васильевич
Автор(ы): Гроховский Донат Васильевич
Патентообладатель(и): Гроховский Донат Васильевич
Описание изобретения: Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности, к насосостроению и может быть использовано при проектировании других роторных энергетических машин.
Известна конструкция центробежного многоступенчатого насоса, состоящая из корпуса, всасывающего и нагнетательного патрубков, вала, рабочих колес, идентичных по конструкции и насаженных на вал имеющий постоянную величину диаметра в местах посадки рабочих колес, и устройство для восприятия осевой силы, причем привод осуществляется со стороны I-oй cтупени.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является центробежный многоступенчатый насос, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, ступенчатый вал, рабочие колеса по числу ступеней, устройство для восприятия осевой силы и привод.
Недостатками этой конструкции насоса являются повышенная величина диаметра вала в месте расположения колеса I-oй cтупени, малая площадь входного сечения в колесо и, как следствие, высокая скорость потока перекачиваемой жидкости на входе в колесо I-oй cтупени, что влечет за собой снижение антикавитационных качеств последнего.
Цель изобретения - повышение антикавитационных качеств рабочего колеса I-oй ступени и обеспечение равнопрочности вала.
Поставленная цель достигается тем, что в центробежном многоступенчатом насосе, содержащем корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, ступенчатый вал, рабочие колеса по числу ступеней, устройство для восприятия осевой силы и привод, последний расположен со стороны устройства для восприятия осевой силы, а диаметры участков вала в местах расположения рабочих колес уменьшаются по направлению от нагнетательного патрубка к всасывающему патрубку пропорционально величине крутящего момента, передаваемого соответствующим участкам вала.
На чертеже схематично изображена конструкция центробежного многоступенчатого насоса.
Насос содержит корпус 1 со всасывающим патрубком 2 и нагнетательным патрубком 3, ступенчатый вал 4, рабочие колеса 5 по числу ступеней, устройство для восприятия осевой силы и привод (не показан), расположенный со стороны нагнетания.
При этом диаметры di (i - число ступеней) посадочных участков вала 4 в местах расположения колес 5 уменьшаются в направлении от нагнетательного патрубка 3 к всасывающему патрубку 2, то есть имеют место соотношения.
d1<d>2<. . . <d>i, (I)
d , (k = 1,2, . . . i) (2) где Тк - крутящий момент, передаваемый участком вала, на котором расположено колесо 5 соответствующей ступени.
При вращении вала 4 от привода перекачиваемая жидкость поступает во всасывающий патрубок 2, затем в колесо 5 I-oй ступени и колеса 5 последующих ступеней и выходит через нагнетательный патрубок 3. Возникающие на валу 4 неуравновешенное осевое усилие воспринимается устройством 6 для восприятия осевой силы.
Расположение привода со стороны устройства 6 для восприятия осевой силы обуславливает передачу максимального крутящего момента (Тмакс.) в месте расположения колеса 5 последней ступени. При заданном уровне напряжения кручения это означает наличие максимального значения диаметра вала 4 в данном месте расположения колеса (di = dмакс.).
В соответствии с этим имеет место соотношение
Тi = Тмакс = iТ1, (3) где Т1 - крутящий момент, передаваемый одной ступенью (одним рабочим колесом).
По мере продвижения к всасывающему патрубку 2 крутящий момент, передаваемый валом 4, уменьшается пропорционально числу ступеней, то есть имеет место соотношение
Т1 = Т1
Т2 = 2Т1 и т. д. (4)
В соответствии с уравнениями (2). . . (4) диаметры посадочных мест под колеса 5 соответствующих ступеней будут равны (при сохранении уровня напряжений кручений вала)
d1=
d2= = 1.26= 1.26d1
di= = = d1 .
Для иллюстрации приведенных зависимостей рассмотрим 8-ступенчатый насос (i = = 8). Имеем: d8= d1= 2d1 , то есть диаметр вала 4 в месте расположения колеса 5 I-oй ступени может быть в 2 раза меньше, чем в месте расположения колеса 5 8-oй ступени (последней). При этом уровень напряжений кручений в обоих сочетаниях вала 4 будет одинаков.
Уменьшение диаметра вала 4 в месте расположения колеса I-ой cтупени, по сравнению с обычной конструкцией центробежного многоступенчатого насоса, существенно увеличивает площадь входного сечения в колесо 5 без каких - либо изменений его конструкции.
Для примера рассмотрим конструкцию серийного 4-ступенчатого насоса. Имеем: диаметр вала постоянен по длине (d1= d2= d3= d4 = 100 мм), диаметр входа в колесо I-й cтупени равен do = 170 мм, откуда площадь входного сечения в колесо равно So = π /4 (do2 - d12) = π/4 (172 - 102) = 147 cм2.
Принимая новую конструкцию насоса, имеет в соответствии с уравнением (5):
- диаметр вала в месте расположения колеса I-oй ступени равен d*1= d4/= 100/= 63 мм ; тогда площадь входного сечения в колесо составит S* = π/4 (172 - 6,32) = 195 cм2, или в 1,33 раза больше, чем площадь в предыдущем случае. Благодаря этому скорость жидкости на входе в РК уменьшится в 1,33 раза, а потери давления - в 1,332 = 1,78 раза. Для достижения подобного эффекта в серийной конструкции насоса колесо I-oй ступени было сделано с увеличенным до 190 мм диаметром входа вместо 170 мм у остальных РК.
Таким образом, описываемая конструкция центробежного многоступенчатого насоса позволяет существенно улучшить кавитационную стойкость рабочего колеса I-oй ступени и обеспечит равнопрочность вала по всей его длине, не меняя геометрических параметров колеса, за исключением диаметров посадочных мест. (56) Ломакин А. А. Центробежные и осевые насосы, М-Л. Машиностроение, 1966 г. , с. 328, рис. 213.
Есьман И. Г. Насосы, М. , Гостоптехиздат, 1954 г. , с. 79, 82, фиг. 50.
Формула изобретения: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ НАСОС, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, ступенчатый вал, рабочие колеса по числу ступеней, устройство для восприятия осевой силы и привод, отличающийся тем, что привод расположен со стороны устройства для восприятия осевой силы, а диаметры участков вала в местах расположения рабочих колес уменьшаются в направлении от нагнетательного патрубка к всасывающему патрубку пропорционально величине крутящего момента, передаваемого соответствующим участком вала.