[go: up one dir, main page]

RU2246639C1 - Pumping unit - Google Patents

Pumping unit Download PDF

Info

Publication number
RU2246639C1
RU2246639C1 RU2003118974/06A RU2003118974A RU2246639C1 RU 2246639 C1 RU2246639 C1 RU 2246639C1 RU 2003118974/06 A RU2003118974/06 A RU 2003118974/06A RU 2003118974 A RU2003118974 A RU 2003118974A RU 2246639 C1 RU2246639 C1 RU 2246639C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pump
nozzles
liquid
impeller
channel
Prior art date
Application number
RU2003118974/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003118974A (en
Inventor
Ф.Н. Олифиров (RU)
Ф.Н. Олифиров
В.И. Петров (RU)
В.И. Петров
Э.Я. Линденгольц (RU)
Э.Я. Линденгольц
В.А. Калан (RU)
В.А. Калан
В.В. Буковский (RU)
В.В. Буковский
Original Assignee
Центр внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центр внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова filed Critical Центр внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова
Priority to RU2003118974/06A priority Critical patent/RU2246639C1/en
Publication of RU2003118974A publication Critical patent/RU2003118974A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246639C1 publication Critical patent/RU2246639C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2277Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for increasing NPSH or dealing with liquids near boiling-point

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft industry.
SUBSTANCE: invention relates to pumping to pumping units designed to transfer liquids with gas and/or vapor inclusions, mainly fuel, in aircraft power plants. Pumping unit contains centrifugal pump and ejector pump installed coaxially before centrifugal pump. Ejector pump has head with great number of nozzles. Channels to supply high-pressure liquid to nozzles of ejector pump is connected directly to channel to let out high-pressure liquid to consumer. Head with nozzles is made in form of cylindrical bushing in which nozzles are arranged over circumference at maximum distance from head axis. Centrifugal pump impeller is made in form of auger with constantly increasing diameter of outer surface of blades from inlet to outlet liquid.
EFFECT: increased pressure differential across nozzles of ejector pump at minimum liquid pressure at inlet into pumping unit, increased efficiency of pumping unit in operation at reduction of its overall dimensions.
10 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к насосным агрегатам для перекачки жидкостей, содержащих включения газа и/или пара. Преимущественно изобретение относится к насосным агрегатам для перекачки топлива в силовых установках летательных аппаратов, например самолетов.The invention relates to pumping units for pumping liquids containing inclusions of gas and / or steam. Mostly the invention relates to pumping units for pumping fuel in the power plants of aircraft, such as aircraft.

Известен насосный агрегат для перекачки жидкостей, содержащих включения газа и/или пара, содержащий центробежный насос, включающий рабочее колесо с лопастями, установленное на валу, соединенном с приводом, эжекторный насос, установленный соосно перед центробежным насосом по ходу движения перекачиваемой жидкости и включающий сопло, установленное в канале для подвода перекачиваемой жидкости в насосный агрегат, и последовательно размещенные по ходу движения жидкости конфузор, камеру смешения и диффузор, служащий каналом для подвода жидкости к лопастям рабочего колеса центробежного насоса, канал для отвода жидкости к потребителю, соединенный с отводящим устройством центробежного насоса, и канал для подвода жидкости высокого давления к соплу эжекторного насоса, соединенный с отводящим устройством центробежного насоса (см. патент ЕПВ 0294064 А1, МПК F 04 D 9/06, 1988).Known pumping unit for pumping liquids containing gas and / or steam, containing a centrifugal pump, comprising an impeller with blades mounted on a shaft connected to the drive, an ejector pump mounted coaxially in front of the centrifugal pump in the direction of the pumped liquid and including a nozzle, installed in the channel for supplying the pumped liquid to the pump unit, and a confuser, a mixing chamber and a diffuser serving as a channel for supplying liquid spacers to the impeller blades of a centrifugal pump, a channel for discharging liquid to the consumer, connected to a discharge device of a centrifugal pump, and a channel for supplying high pressure liquid to the nozzle of an ejector pump, connected to a discharge device of a centrifugal pump (see patent EPO 0294064 A1, IPC F 04 D 9/06, 1988).

В известном насосном агрегате перед входом в основной эжекторный насос имеется специальный резервуар, служащий для предварительного отделения газов и паров, содержащихся в перекачиваемой жидкости, и несколько дополнительных эжекторов для подвода отделенных газов и паров в среднюю часть камеры смешения, где газы и пары вновь смешиваются с потоком жидкости, подаваемой к лопастям рабочего колеса центробежного насоса. Это существенно усложняет конструкцию насосного агрегата и, соответственно, технологию его изготовления.In the known pumping unit, before entering the main ejector pump, there is a special tank that serves for the preliminary separation of gases and vapors contained in the pumped liquid, and several additional ejectors for supplying the separated gases and vapors to the middle part of the mixing chamber, where gases and vapors are again mixed with the flow of fluid supplied to the blades of the impeller of a centrifugal pump. This significantly complicates the design of the pump unit and, accordingly, the technology of its manufacture.

Кроме того, в известном насосном агрегате не оптимизированы условия работы основного эжекторного насоса, поскольку канал для подвода жидкости высокого давления к соплу основного эжекторного насоса соединен непосредственно со сборником отводящего устройства центробежного насоса. Как известно, в сборнике отводящего устройства центробежного насоса линейная скорость жидкости, сходящей с лопастей рабочего колеса, очень высока (она достигает 30-60 м/с). По этой причине давление жидкости в сборнике отводящего устройства, из которого осуществляется отвод жидкости к соплу основного эжекторного насоса, относительно невелико. Это снижает эффективность работы основного эжекторного насоса.In addition, in the known pump unit, the operating conditions of the main ejector pump are not optimized, since the channel for supplying high-pressure fluid to the nozzle of the main ejector pump is connected directly to the collection unit of the centrifugal pump outlet device. As you know, in the collection of the outlet device of the centrifugal pump, the linear velocity of the fluid coming from the impeller blades is very high (it reaches 30-60 m / s). For this reason, the pressure of the liquid in the collection of the exhaust device, from which the liquid is discharged to the nozzle of the main ejector pump, is relatively small. This reduces the efficiency of the main ejector pump.

Наиболее близким к предлагаемому насосному агрегату по совокупности признаков является насосный агрегат для перекачки жидкостей, содержащий центробежный насос, включающий рабочее колесо с лопастями, установленное на валу, соединенном с приводом, эжекторный насос, установленный соосно перед центробежным насосом по ходу движения перекачиваемой жидкости и включающий насадку с множеством сопел, установленную в канале для подвода перекачиваемой жидкости в насосный агрегат, и последовательно размещенные по ходу движения жидкости конфузор, камеру смешения и диффузор, служащий каналом для подвода жидкости к лопастям рабочего колеса центробежного насоса, канал для отвода жидкости к потребителю, соединенный со сборником отводящего устройства центробежного насоса, и канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса (см. патент РФ №2027911, МПК F 04 D 9/06, 1996).Closest to the proposed pumping unit, the set of features is a pumping unit for pumping liquids, comprising a centrifugal pump including an impeller with blades mounted on a shaft connected to the drive, an ejector pump mounted coaxially in front of the centrifugal pump in the direction of the pumped liquid and including a nozzle with many nozzles installed in the channel for supplying the pumped liquid to the pump unit, and sequentially placed in the direction of flow of the liquid confused p, a mixing chamber and a diffuser serving as a channel for supplying fluid to the blades of the impeller of a centrifugal pump, a channel for draining fluid to a consumer connected to a collection of a centrifugal pump tapping device, and a channel for supplying high pressure fluid to the nozzles of the ejector pump (see RF patent No. 2027911, IPC F 04 D 9/06, 1996).

В известном насосном агрегате, принятом за прототип, центробежный насос выполнен с предвключенной ступенью и канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса соединен с камерой высокого давления предвключенной ступени. Давление жидкости в камере высокого давления предвключенной ступени центробежного насоса существенно ниже давления жидкости в канале для отвода жидкости к потребителю. Как следствие, в данном насосном агрегате эжекторный насос работает при малом перепаде давления на соплах, не обеспечивая необходимой эффективности работы насосного агрегата. Кроме того, наличие предвключенной ступени существенно усложняет конструкцию насосного агрегата и увеличивает его габариты.In the known pump unit adopted for the prototype, the centrifugal pump is made with an upstream stage and the channel for supplying high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump is connected to the high pressure chamber of the upstream stage. The liquid pressure in the high-pressure chamber of the upstream stage of the centrifugal pump is significantly lower than the liquid pressure in the channel for draining the liquid to the consumer. As a result, in this pump unit, the ejector pump operates at a small pressure drop across the nozzles, not providing the necessary efficiency of the pump unit. In addition, the presence of an upstream stage significantly complicates the design of the pump unit and increases its dimensions.

Задача изобретения состояла в увеличении перепада давления на соплах эжекторного насоса при минимальном давлении жидкости на входе и повышении эффективности работы насосного агрегата при сокращении его габаритов.The objective of the invention was to increase the pressure drop at the nozzles of the ejector pump with a minimum fluid pressure at the inlet and increase the efficiency of the pump unit while reducing its size.

Указанная задача решается тем, что предложен насосный агрегат, содержащий центробежный насос, включающий рабочее колесо с лопастями, установленное на валу, соединенном с приводом, эжекторный насос, установленный соосно перед центробежным насосом по ходу движения перекачиваемой жидкости и включающий насадку с множеством сопел, установленную в канале для подвода перекачиваемой жидкости в насосный агрегат, и последовательно размещенные по ходу движения жидкости конфузор, камеру смешения и диффузор, служащий каналом для подвода жидкости к рабочему каналу центробежного насоса, канал для отвода жидкости высокого давления к потребителю, соединенный со сборником отводящего устройства центробежного насоса, и канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса, в котором согласно изобретению канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса соединен непосредственно с каналом для отвода жидкости высокого давления к потребителю.This problem is solved by the fact that the proposed pump unit containing a centrifugal pump, comprising an impeller with blades mounted on a shaft connected to the drive, an ejector pump mounted coaxially in front of the centrifugal pump in the direction of the pumped liquid and including a nozzle with many nozzles installed in a channel for supplying the pumped liquid to the pump unit, and a confuser, a mixing chamber and a diffuser, which serves as a channel for supplying the liquid, sequentially placed along the course of the fluid movement to the working channel of the centrifugal pump, a channel for draining the high pressure liquid to the consumer, connected to the collector of the outlet device of the centrifugal pump, and a channel for supplying the high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump, in which according to the invention a channel for supplying the high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump is connected directly with a channel for draining high pressure liquid to the consumer.

Установлено, что давление жидкости в канале для подвода жидкости к потребителю примерно на 30% превышает давление жидкости в сборнике отводящего устройства центробежного насоса. Это обеспечивает повышение перепада давления на соплах эжекторного насоса и, как следствие, повышение эффективности работы насосного агрегата в целом. Кроме того, в предлагаемом насосном агрегате обеспечивается уменьшение его габаритов в сравнении с прототипом за счет исключения предвключенной ступени центробежного насоса.It was found that the liquid pressure in the channel for supplying liquid to the consumer is approximately 30% higher than the liquid pressure in the collector of the outlet device of the centrifugal pump. This provides an increase in the pressure drop at the nozzles of the ejector pump and, as a result, an increase in the overall efficiency of the pump unit. In addition, the proposed pump unit provides a reduction in its size in comparison with the prototype by eliminating the upstream stage of the centrifugal pump.

Другим отличием предлагаемого насосного агрегата является то, что насадка выполнена в виде цилиндрической втулки, в которой сопла размещены по окружности на максимальном удалении от оси насадки. При этом оси сопел расположены под углом 15-19° к оси эжекторного насоса. Это дополнительно оптимизирует условия работы эжекторного насоса.Another difference of the proposed pump unit is that the nozzle is made in the form of a cylindrical sleeve in which the nozzles are placed around the circumference at the maximum distance from the axis of the nozzle. The axis of the nozzles are located at an angle of 15-19 ° to the axis of the ejector pump. This further optimizes the working conditions of the ejector pump.

Еще одним отличием насосного агрегата является то, что площадь поперечного сечения камеры смешения составляет 40-60% площади поперечного сечения входного участка эжекторного насоса.Another difference of the pump unit is that the cross-sectional area of the mixing chamber is 40-60% of the cross-sectional area of the inlet section of the ejector pump.

В предпочтительном варианте выполнения насосного агрегата выходное сечение сопел насадки расположено в сечении начала входного участка конфузора по ходу движения жидкости.In a preferred embodiment of the pumping unit, the outlet section of the nozzle nozzles is located in the section of the beginning of the inlet section of the confuser in the direction of the liquid.

Другим отличием является то, что центральный угол диффузора эжекторного насоса выбран в интервале 35-45°.Another difference is that the central angle of the diffuser of the ejector pump is selected in the range of 35-45 °.

Еще одним отличием предлагаемого насосного агрегата является то, что входной участок лопастей рабочего колеса размещен в выходном сечении диффузора эжекторного насоса. При этом конец начального участка рабочего колеса центробежного насоса расположен в среднем сечении по длине диффузора эжекторного насоса.Another difference of the proposed pump unit is that the input section of the impeller blades is located in the output section of the diffuser of the ejector pump. The end of the initial section of the impeller of the centrifugal pump is located in the middle section along the length of the diffuser of the ejector pump.

Другим отличием насосного агрегата является то, что наружная поверхность лопастей рабочего колеса центробежного насоса по ходу движения жидкости имеет криволинейную форму с увеличением кривизны от входа к выходу.Another difference of the pump unit is that the outer surface of the impeller blades of the centrifugal pump in the direction of the fluid has a curved shape with an increase in curvature from inlet to outlet.

В числе отличий насосного агрегата следует отметить то, что рабочее колесо с лопастями имеет форму шнека с постоянно увеличивающимся диаметром наружной поверхности лопастей от входа к выходу по ходу движения перекачиваемой жидкости.Among the differences of the pumping unit, it should be noted that the impeller with the blades has the shape of a screw with a constantly increasing diameter of the outer surface of the blades from the entrance to the exit in the direction of the pumped liquid.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен предлагаемый насосный агрегат в продольном разрезе.Figure 1 shows the proposed pump unit in longitudinal section.

На фиг.2 схематично изображено соединение канала для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса с каналом для отвода жидкости высокого давления к потребителю.Figure 2 schematically shows the connection of the channel for supplying high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump with a channel for draining high pressure liquid to the consumer.

На фиг.3 представлен вид на насадку с соплами со стороны конфузора.Figure 3 presents a view of the nozzle with nozzles from the side of the confuser.

На фиг.4 изображен общий вид рабочего колеса центробежного насоса.Figure 4 shows a General view of the impeller of a centrifugal pump.

На фиг.5 изображена экспериментально полученная универсальная напорная характеристика насосного агрегата.Figure 5 shows the experimentally obtained universal pressure characteristic of the pumping unit.

На фиг.6 представлена экспериментально полученная напорная характеристика насосного агрегата при постоянной частоте вращения рабочего колеса.Figure 6 presents the experimentally obtained pressure characteristic of the pumping unit at a constant rotational speed of the impeller.

На фиг.7 изображена экспериментально полученная зависимость напора жидкости насосного агрегата от входного давления (кавитационная характеристика).Figure 7 shows the experimentally obtained dependence of the pressure of the fluid of the pump unit on the inlet pressure (cavitation characteristic).

На фиг.8 изображена экспериментальная зависимость относительного расхода жидкости насосного агрегата от входного давления (кавитационная характеристика).On Fig shows the experimental dependence of the relative fluid flow rate of the pump unit from the inlet pressure (cavitation characteristic).

На фиг.9 изображена экспериментальная зависимость объемного содержания газа в потоке жидкости на входе насосного агрегата от входного давления.Figure 9 shows the experimental dependence of the volumetric gas content in the liquid stream at the inlet of the pump unit from the inlet pressure.

Насосный агрегат содержит (фиг.1) центробежный насос 1, выполненный в виде осецентробежного насоса, который включает рабочее колесо 2 с лопастями 3, установленное на валу 4, соединенном через рессору 5 с приводом (на фиг. не показан).The pump unit contains (Fig. 1) a centrifugal pump 1, made in the form of a centrifugal pump, which includes an impeller 2 with blades 3 mounted on a shaft 4 connected through a spring 5 to a drive (not shown in Fig.).

Напротив выходного радиального участка 6 лопастей 3 рабочего колеса 2 размещен сборник 7 отводящего устройства, выполненный в виде кольцевого канала (фиг.2), расширяющегося от входа 8 к выходу 9 и плавно переходящего в канал 10 для отвода жидкости высокого давления к потребителю.Opposite the output radial section 6 of the blades 3 of the impeller 2 there is a collection device 7 of the outlet device, made in the form of an annular channel (Fig. 2), expanding from the inlet 8 to the outlet 9 and smoothly passing into the channel 10 for draining high pressure liquid to the consumer.

Перед центробежным насосом 1 по ходу движения перекачиваемой жидкости (на фиг.1 показано стрелками) соосно с ним установлен эжекторный насос 11, который включает насадку 12 с множеством сопел 13 (фиг.3), установленную в канале 14 для подвода перекачиваемой жидкости. Внутренний объем эжекторного насоса 11 можно разделить на три участка: конфузор 15, представляющий собой плавно сужающийся начальный участок внутреннего объема насоса 11, камеру 16 смешения, представляющую собой средний цилиндрический участок внутреннего объема насоса 11, и диффузор 17, представляющий собой плавно расширяющийся конечный участок внутреннего объема насоса 11, который служит каналом для подвода перекачиваемой жидкости к лопастям 6 рабочего колеса 2 центробежного насоса 1. Входные отверстия 18 сопел 13 насадки 12 соединены с кольцевой полостью 19, окружающей насадку 12, которая посредством канала 20, служащего для подвода жидкости высокого давления к соплам 13 эжекторного насоса 11, соединена непосредственно с каналом 10 для отвода жидкости высокого давления к потребителю.In front of the centrifugal pump 1 in the direction of the pumped liquid (shown in Fig. 1 by arrows), an ejector pump 11 is installed coaxially with it, which includes a nozzle 12 with a plurality of nozzles 13 (Fig. 3) installed in the channel 14 for supplying the pumped liquid. The internal volume of the ejector pump 11 can be divided into three sections: a confuser 15, which is a smoothly tapering initial section of the internal volume of the pump 11, a mixing chamber 16, which represents the middle cylindrical section of the internal volume of the pump 11, and a diffuser 17, which is a smoothly expanding end section of the inner the volume of the pump 11, which serves as a channel for supplying the pumped liquid to the blades 6 of the impeller 2 of the centrifugal pump 1. The inlet holes 18 of the nozzles 13 of the nozzle 12 are connected to the rings th cavity 19 surrounding the nozzle 12, through which channel 20 serving for supplying high pressure liquid to the nozzles 13 of the ejector pump 11 is connected directly with the channel 10 for discharging high pressure fluid to a consumer.

Сопла 13 размещены в насадке 12 по окружности (см. фиг.3) на максимальном удалении от оси насадки 12. При этом оси сопел 13 (см. фиг.1) расположены под углом 15-19° к оси эжекторного насоса 11. Площадь поперечного сечения камеры 16 смешения составляет 40-60% площади поперечного сечения входного участка эжекторного насоса 11, в котором установлена насадка 12 с соплами 13. При этом выходное сечение сопел 13 (см. фиг.1) расположено в сечении начала входного участка конфузора 15 эжекторного насоса по ходу движения перекачиваемой жидкости. Центральный угол α (фиг.1) диффузора 17 эжекторного насоса выбран в интервале 35-45°. При этом входной участок лопастей 3 рабочего колеса 2 центробежного насоса размещен в выходном сечении диффузора 17 эжекторного насоса. Конец 21 начального участка рабочего колеса 2 центробежного насоса 1 расположен в среднем сечении по длине диффузора 17 эжекторного насоса 11.The nozzles 13 are placed in the nozzle 12 around the circumference (see figure 3) at the maximum distance from the axis of the nozzle 12. The axis of the nozzles 13 (see figure 1) are located at an angle of 15-19 ° to the axis of the ejector pump 11. The transverse area the cross section of the mixing chamber 16 is 40-60% of the cross-sectional area of the inlet section of the ejector pump 11, in which the nozzle 12 with nozzles 13 is installed. The output section of the nozzles 13 (see FIG. 1) is located in the section of the beginning of the inlet section of the confuser 15 of the ejector pump in the direction of the pumped liquid. The Central angle α (figure 1) of the diffuser 17 of the ejector pump is selected in the range of 35-45 °. In this case, the input section of the blades 3 of the impeller 2 of the centrifugal pump is located in the output section of the diffuser 17 of the ejector pump. The end 21 of the initial section of the impeller 2 of the centrifugal pump 1 is located in the middle section along the length of the diffuser 17 of the ejector pump 11.

Наружная поверхность лопастей 3 рабочего колеса 2 центробежного насоса 1 (см. фиг.1 и 4) по ходу движения перекачиваемой жидкости имеет криволинейную форму с увеличением кривизны от входа к выходу (фиг.1). При этом рабочее колесо 2 с лопастями 3 имеет форму шнека (фиг.4) с постоянно увеличивающимся диаметром наружной поверхности лопастей 3 от входа к выходу по ходу движения перекачиваемой жидкости (показано на фиг.1 стрелками).The outer surface of the blades 3 of the impeller 2 of the centrifugal pump 1 (see figures 1 and 4) in the direction of the pumped liquid has a curved shape with an increase in curvature from entrance to exit (figure 1). In this case, the impeller 2 with the blades 3 has the shape of a screw (Fig. 4) with a constantly increasing diameter of the outer surface of the blades 3 from the entrance to the exit along the flow of the pumped liquid (shown in Fig. 1 by arrows).

Насосный агрегат работает следующим образом. При вращении рабочего колеса 2 с лопастями 3 центробежного насоса во внутреннем объеме эжекторного насоса 11 создается разрежение, под действием которого перекачиваемая жидкость по каналу 14 поступает во внутренний объем эжекторного насоса 11 и через диффузор 17 к лопастям 3 рабочего колеса центробежного насоса 1. Сходящая с радиального участка 6 лопастей 3 жидкость отбрасывается в кольцевой канал сборника 7 собирающего устройства, откуда она через расширенный участок 9 канала 7 поступает в канал 10 для отвода жидкости высокого давления к потребителю. Часть отбираемой жидкости высокого давления по каналу 20 подводится к кольцевой полости 19, окружающей насадку 12, и из нее в сопла 13. Формируемые соплами 13 струи жидкости высокого давления смешиваются с потоком перекачиваемой жидкости, содержащей включения газа и/или пара, в камере 16 смешения, и по диффузору 17 эта смесь поступает на лопасти 3 рабочего колеса 2 центробежного насоса 1.The pump unit operates as follows. When the impeller 2 with the blades 3 of the centrifugal pump rotates in the internal volume of the ejector pump 11, a vacuum is created under the action of which the pumped liquid through the channel 14 enters the internal volume of the ejector pump 11 and through the diffuser 17 to the blades 3 of the impeller of the centrifugal pump 1. Descent from the radial of the section 6 of the blades 3, the liquid is thrown into the annular channel of the collector 7 of the collecting device, from where it through the extended section 9 of the channel 7 enters the channel 10 to divert high-pressure liquid to the heat rer. Part of the high-pressure fluid that is sampled is passed through the channel 20 to the annular cavity 19 surrounding the nozzle 12 and from it to the nozzles 13. The high-pressure liquid jets formed by the nozzles 13 are mixed with the flow of the pumped liquid containing gas and / or vapor inclusions in the mixing chamber 16 , and through the diffuser 17 this mixture enters the blades 3 of the impeller 2 of the centrifugal pump 1.

Благодаря тому, что отбор части потока жидкости высокого давления, подводимой к соплам 13 эжекторного насоса 11, осуществляется непосредственно из канала 10 для отвода жидкости высокого давления к потребителю, где давление жидкости почти на 30% превышает давление жидкости в сборнике 7 собирающего устройства (откуда осуществляется отбор жидкости высокого давления в известных насосных агрегатах данного типа), а также выбранной геометрии внутреннего объема эжекторного насоса 11 и конструктивному выполнению рабочего колеса 2 с лопастями 3 центробежного насоса 1 удается существенно повысить эффективность работы насосного агрегата. Это выражается, в частности, в том, что насосный агрегат устойчиво работает даже при пониженных давлениях перекачиваемой жидкости во входном канале 14 насосного агрегата и при повышении содержания газопаровой фазы в перекачиваемой жидкости до 360% по объему. Это, в частности, обеспечивает работоспособность насосного агрегата в самых жестких условиях эксплуатации его в силовых установках летательных аппаратов.Due to the fact that the selection of a part of the high-pressure liquid flow supplied to the nozzles 13 of the ejector pump 11 is carried out directly from the channel 10 for diverting the high-pressure liquid to the consumer, where the liquid pressure is almost 30% higher than the liquid pressure in the collector 7 of the collecting device (from where selection of high-pressure fluid in known pumping units of this type), as well as the selected geometry of the internal volume of the ejector pump 11 and the design of the impeller 2 with the blades 3 center tachometric pump 1 fails to significantly increase the efficiency of the pump unit. This is expressed, in particular, in the fact that the pump unit operates stably even at low pressures of the pumped liquid in the inlet channel 14 of the pump unit and with an increase in the gas-vapor phase content in the pumped liquid to 360% by volume. This, in particular, ensures the operability of the pump unit in the most severe conditions of its operation in power plants of aircraft.

На фиг.5, 6, 7, 8 и 9 представлены в графической форме некоторые результаты испытаний разработанного агрегата с использованием изобретения. В частности, на фиг.5 представлена экспериментально полученная кривая универсальной напорной характеристики насосного агрегата. Здесь Hn - напор насосного агрегата, который определяется по формуле

Figure 00000002
, где ΔРн - перепад давления жидкости на входе и выходе агрегата, а ρ - плотность жидкости; Q - расход перекачиваемой жидкости через агрегат, a n - число оборотов рабочего колеса центробежного насоса. Различные точки экспериментальной кривой получены при различных числах оборотов рабочего колеса - от 7000 об/мин до 11000 об/мин и давлении перекачиваемой жидкости на входе в насосный агрегат, равном Рвх=1,25 кг/см2.Figure 5, 6, 7, 8 and 9 are presented in graphical form some test results of the developed unit using the invention. In particular, figure 5 presents the experimentally obtained curve of the universal pressure characteristics of the pumping unit. Here H n - the pressure of the pump unit, which is determined by the formula
Figure 00000002
where ΔР n is the pressure drop of the liquid at the inlet and outlet of the unit, and ρ is the density of the liquid; Q is the flow rate of the pumped fluid through the unit, an is the number of revolutions of the impeller of a centrifugal pump. Different points of the experimental curve were obtained at different speeds of the impeller - from 7000 rpm to 11000 rpm and the pressure of the pumped liquid at the inlet to the pump unit, equal to P in = 1.25 kg / cm 2 .

Как видно из представленных на фиг.5 экспериментально полученных данных, универсальная характеристика насосного агрегата, включающего центробежный и эжекторный насосы, подчиняется закономерности универсальной характеристики классических центробежных насосов.As can be seen from the experimentally obtained data presented in Fig. 5, the universal characteristic of the pumping unit, including centrifugal and ejector pumps, obeys the laws of the universal characteristic of classical centrifugal pumps.

На фиг.6 представлены в графической форме экспериментально полученные данные зависимости перепада давления (ΔРн) на входе и выходе насосного агрегата от расхода (Q) перекачиваемой жидкости при скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса, равной 10500 об/мин.Figure 6 presents in graphical form the experimentally obtained data on the dependence of the differential pressure (ΔP n ) at the inlet and outlet of the pumping unit on the flow rate (Q) of the pumped liquid at a rotational speed of the impeller of a centrifugal pump equal to 10,500 rpm.

Как видно из представленных данных, напор жидкости, обеспечиваемый насосным агрегатом, уменьшается с увеличением расхода во всем исследованном диапазоне расходов.As can be seen from the data presented, the fluid pressure provided by the pump unit decreases with increasing flow rate over the entire flow range studied.

На фиг.7 представлены экспериментально полученные данные по кавитационной характеристике насосного агрегата. Здесь ΔРн - относительный перепад давления в зависимости от входного давления Рвх с поправкой на значение давления насыщенных паров (Рп).Figure 7 presents the experimentally obtained data on the cavitation characteristics of the pumping unit. Here ΔP n is the relative pressure drop depending on the input pressure P in , adjusted for the value of the saturated vapor pressure (P p ).

Как видно из представленных данных, насосный агрегат устойчиво работает даже при абсолютном значении давления жидкости на входе, равном 0,06 кг/см2. Особенностью полученной характеристики является то, что с уменьшением входного давления перепад давления возрастает более чем на 10%.As can be seen from the data presented, the pump unit operates stably even with an absolute value of the inlet fluid pressure equal to 0.06 kg / cm 2 . A feature of the obtained characteristic is that with a decrease in the inlet pressure, the pressure drop increases by more than 10%.

На фиг.8 представлены данные по зависимости относительного расхода перекачиваемой жидкости от входного давления Рвх с поправкой на значение давления насыщенных паров (Рп).On Fig presents data on the dependence of the relative flow rate of the pumped liquid from the inlet pressure P in , adjusted for the value of the saturated vapor pressure (P p ).

Как видно из представленных данных, расход насосного агрегата с уменьшением входного давления медленно падает и при давлении (Рвхп)=0,06 кг/см2 падает на 5% от максимального расхода.As can be seen from the data presented, the flow rate of the pumping unit decreases slowly with a decrease in the inlet pressure and at a pressure (P in -P p ) = 0.06 kg / cm 2 it drops by 5% of the maximum flow rate.

На фиг.9 представлены экспериментально-расчетные данные зависимости относительного содержания газа в жидкости на входе в насосный агрегат (δвх=Qг/Qж, где Qг - объемный расход газов, а Qж - объемный расход жидкости) от входного давления (Рвх) с поправкой на значения давления насыщенного пара (Рп).Figure 9 presents the experimental and calculated data of the dependence of the relative gas content in the liquid at the inlet to the pump unit (δ in = Q g / Q w , where Q g is the volumetric flow rate of the gases, and Q g is the volumetric flow rate of the liquid) on the inlet pressure ( P I ) adjusted for saturated vapor pressure (P p ).

При Рвх, равном 0,06 кг/см2, величина δвх достигает 380%.When P Ix equal to 0.06 kg / cm 2 , the value of δ Ix reaches 380%.

Claims (10)

1. Насосный агрегат, содержащий центробежный насос, включающий рабочее колесо с лопастями, установленное на валу, соединенном с приводом, эжекторный насос, установленный соосно перед центробежным насосом по ходу движения перекачиваемой жидкости и включающий насадку с множеством сопел, установленную в канале для подвода перекачиваемой жидкости в насосный агрегат, и последовательно размещенные по ходу движения жидкости конфузор, камеру смешения и диффузор, служащий каналом для подвода жидкости к рабочему колесу центробежного насоса, канал для отвода жидкости высокого давления к потребителю, соединенный со сборником отводящего устройства центробежного насоса, и канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса, отличающийся тем, что канал для подвода жидкости высокого давления к соплам эжекторного насоса соединен непосредственно с каналом для отвода жидкости высокого давления к потребителю.1. A pump unit containing a centrifugal pump, comprising an impeller with blades mounted on a shaft connected to the drive, an ejector pump mounted coaxially in front of the centrifugal pump in the direction of the pumped liquid and including a nozzle with many nozzles installed in the channel for supplying the pumped liquid into the pump unit, and a confuser, a mixing chamber and a diffuser, which serves as a channel for supplying fluid to the impeller of a centrifugal pump, can al for the removal of high pressure liquid to the consumer, connected to the collection of the outlet device of the centrifugal pump, and a channel for supplying high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump, characterized in that the channel for supplying high pressure liquid to the nozzles of the ejector pump is connected directly to the channel for draining the liquid high pressure to the consumer. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что насадка выполнена в виде цилиндрической втулки, в которой сопла размещены по окружности на максимальном удалении от оси насадки.2. The assembly according to claim 1, characterized in that the nozzle is made in the form of a cylindrical sleeve, in which the nozzles are placed around the circumference at the maximum distance from the axis of the nozzle. 3. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что оси сопел расположены под углом 15-19° к оси эжекторного насоса.3. The unit according to claim 2, characterized in that the axis of the nozzles are located at an angle of 15-19 ° to the axis of the ejector pump. 4. Агрегат по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения камеры смешения составляет 40-60% от площади поперечного сечения входного участка эжекторного насоса.4. The unit according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the cross-sectional area of the mixing chamber is 40-60% of the cross-sectional area of the inlet section of the ejector pump. 5. Агрегат по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что выходное сечение сопел насадки расположено в сечении начала входного участка конфузора по ходу движения перекачиваемой жидкости.5. The unit according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the output section of the nozzles of the nozzle is located in the section of the beginning of the inlet section of the confuser in the direction of the pumped liquid. 6. Агрегат по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что центральный угол диффузора эжекторного насоса выбран в интервале 35-45°.6. The unit according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the Central angle of the diffuser of the ejector pump is selected in the range of 35-45 °. 7. Агрегат по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что входной участок лопастей рабочего колеса размещен в выходном сечении диффузора эжекторного насоса.7. The unit according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, characterized in that the input section of the impeller blades is located in the output section of the diffuser of the ejector pump. 8. Агрегат по п.7, отличающийся тем, что конец начального участка рабочего колеса центробежного насоса расположен в среднем сечении по длине диффузора эжекторного насоса.8. The unit according to claim 7, characterized in that the end of the initial section of the impeller of the centrifugal pump is located in the middle section along the length of the diffuser of the ejector pump. 9. Агрегат по п.7 или 8, отличающийся тем, что наружная поверхность лопастей рабочего колеса центробежного насоса по ходу движения перекачиваемой жидкости имеет криволинейную форму с увеличением кривизны от входа к выходу.9. The unit according to claim 7 or 8, characterized in that the outer surface of the blades of the impeller of the centrifugal pump in the direction of the pumped liquid has a curved shape with an increase in curvature from input to output. 10. Агрегат по п.9, отличающийся тем, что рабочее колесо имеет форму шнека с постоянно увеличивающимся диаметром наружной поверхности лопастей от входа к выходу по ходу движения перекачиваемой жидкости.10. The unit according to claim 9, characterized in that the impeller is in the form of a screw with a constantly increasing diameter of the outer surface of the blades from the entrance to the exit in the direction of the pumped liquid.
RU2003118974/06A 2003-06-27 2003-06-27 Pumping unit RU2246639C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118974/06A RU2246639C1 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Pumping unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118974/06A RU2246639C1 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Pumping unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003118974A RU2003118974A (en) 2004-12-20
RU2246639C1 true RU2246639C1 (en) 2005-02-20

Family

ID=35218786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003118974/06A RU2246639C1 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Pumping unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246639C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333394C1 (en) * 2006-11-08 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" Centrifugal pump for tangential micro- or ultra-filtration
RU2749207C1 (en) * 2020-12-04 2021-06-07 Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Pump unit
RU235745U1 (en) * 2025-04-15 2025-07-15 Андрей Юрьевич Языков SURFACE PUMP WITH WATER-COOLED ELECTRIC MOTOR

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2853014A (en) * 1956-02-28 1958-09-23 Fred A Carpenter Booster attachment for centrifugal pumps
EP0294064A1 (en) * 1987-06-04 1988-12-07 Lear Romec Corp. Centrifugal pump system with inlet reservoir
RU2027911C1 (en) * 1991-04-29 1995-01-27 Опытное конструкторское бюро машиностроения Centrifugal pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2853014A (en) * 1956-02-28 1958-09-23 Fred A Carpenter Booster attachment for centrifugal pumps
EP0294064A1 (en) * 1987-06-04 1988-12-07 Lear Romec Corp. Centrifugal pump system with inlet reservoir
RU2027911C1 (en) * 1991-04-29 1995-01-27 Опытное конструкторское бюро машиностроения Centrifugal pump

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333394C1 (en) * 2006-11-08 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" Centrifugal pump for tangential micro- or ultra-filtration
RU2749207C1 (en) * 2020-12-04 2021-06-07 Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Pump unit
RU235745U1 (en) * 2025-04-15 2025-07-15 Андрей Юрьевич Языков SURFACE PUMP WITH WATER-COOLED ELECTRIC MOTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7445429B2 (en) Crossover two-phase flow pump
US4059364A (en) Pitot compressor with liquid separator
AU636292B2 (en) Rotary machine with non-positive displacement, for use as a pump, compressor, propulsion unit, generator or drive turbine
RU2576599C1 (en) Apparatus for cleaning crankcase gases
EP3021973B1 (en) Centrifugal gas compressor method and system
US7377313B2 (en) Gas separator fluid crossover for well pump
CA2557098C (en) Two phase flow conditioner for pumping gassy well fluid
CN105201870B (en) A kind of centrifugal pump of preposition rotational flow type gas-liquid separater
JP2636336B2 (en) Centrifugal pump device with inlet reservoir
NO20150383A1 (en) JET PUMP
RU2246639C1 (en) Pumping unit
RU2749207C1 (en) Pump unit
CN1063529C (en) Centrifugal pump
RU2162937C1 (en) Gas separator of well centrifugal pump
RU2232302C1 (en) Method of pumping-out gas-and-liquid mixture from well and submersible pumping unit for realization of this method
RU2181853C1 (en) Axial centrifugal pump
SU1732005A1 (en) Pump-ejector installation
RU2827420C1 (en) Method of producing formation fluid with high content of gas and abrasive particles and submersible installation with multi-vortex gas separator for its implementation
CN114151388A (en) Air pumping system based on miniature pulse jet vacuum pump
US2306301A (en) Multistage propeller pump
RU2777436C1 (en) Centrifugal gas separator
CN113090595A (en) Liquid piston air extractor and air extraction system applying same
RU211091U1 (en) SUBMERSIBLE GAS SEPARATOR
SU1513202A1 (en) Scoop pump
RU2361118C2 (en) Pump-jet unit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050628