SU1751365A1

SU1751365A1 - Globoid rotary pump

Info

Publication number: SU1751365A1
Application number: SU894632852A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Григорьевич Тарасов
Original assignee: Центральное конструкторское бюро "Изумруд"
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1989-11-08
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Изобретение относитс к насосострое- нию, о частности к роторным насосам с гло- боидным ротором. С целью повышени КПД и производительности в глобоидном роторном насосе, содержащем профилированный корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в нем на валах ротор с винтовой лопастью и разделительный диск с прорезью дл прохода лопасти, каждое окно выполнено на торцовой и цилиндрической поверхност х корпуса в зоне расположени ротора, а конфигураци окон ограничена наружной поверхностью ротора , торцовой поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещени последней в прорези диска в среднем относительно него положении. 3 ил.The invention relates to a pump configuration, particularly to rotary pumps with a globular rotor. In order to increase efficiency and productivity, a globular rotary pump containing a profiled housing with inlet and outlet ports, a rotor with a helical blade and a separating disk with a slot for passage of the blade on the shafts, each window is formed on the face and cylindrical surfaces of the housing rotor position, and the configuration of the windows is limited by the outer surface of the rotor, the face surface of the disk and the edge of the helical blade at the time of placing the latter in the slot of the disk, on average, about his position. 3 il.

Description

Изобретение относитс к конструкции роторных машин с глобоидным ротором и может быть использовано, в частности, в качестве насоса дл перекачки жидких сред, например нефтесодержащих вод и нефти, включа нефтепродукты.The invention relates to the construction of a robots with a globoid rotor and can be used, in particular, as a pump for pumping fluids, such as oil-containing water and oil, including oil products.

Известны поршневые насосы, примен емые дл перекачки нефтесодержащих вод.Piston pumps used for pumping oil-containing water are known.

Дл уменьшени вторичного эмульгировани нефтесодержащих вод перекачивающими средствами, при котором образуетс стойка эмульси , не поддающа с гравитационному отстою, эти воды прокачивают чсраз сепарирующие средства при помощи тихоходных поршневых насосов.To reduce the secondary emulsification of oily water by pumping means, in which a stable emulsion is formed that is not susceptible to gravity sludge, these waters pump through the separation means with low-speed piston pumps.

1C недостаткам этих насосов относитс низка производительность относительно их массь и габаритов и пульсаци потока. Из-за низкой относительной производительности поршневых насосов дл перекачки больших количеств нефти используютс центробежные насосы с частотой вращени около 1500 об/мин, хот быстроходность таких насосов способствует статической электризации нефти и повышению пожароопас- ности грузовых операций. Кроме того, центробежные насосы не обеспечивают выбор остатков груза, что создает необходимость в зачистной системе с поршневыми насосами.1C, the disadvantages of these pumps are low productivity in relation to their mass and overall dimensions and pulsation flow. Due to the low relative performance of piston pumps, large-scale oil pumping pumps use centrifugal pumps with a rotational speed of about 1,500 rpm, although the high-speed capacity of such pumps contributes to the static electrification of oil and increases the fire hazard of cargo operations. In addition, centrifugal pumps do not provide a choice of cargo residues, which creates the need for a wiper system with piston pumps.

Известна роторна машина, содержаща профилированный корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в нем на валах ротор с по меньшей мере одной винтовой лопастью и разделительные диски с прорез ми дл прохода лопастей, при этом число дис.ков, как и прорезей в каждом диске, соответствует числу лопастей, а валы ротора и дисков расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х: Выпускное и впускное окна у каждого диска выполнены на торцовых стенках полости дл ротора и имеют форму сектора кругового кольца,A known rotary machine, comprising a profiled housing with inlet and outlet ports, a rotor with at least one helical blade and separating discs with slots for the passage of the blades mounted on the shafts, and the number of discs, as well as the cuts in each disc, corresponds to the number of blades, and the shafts of the rotor and discs are located in mutually perpendicular planes: The outlet and inlet ports of each disc are made on the end walls of the cavity for the rotor and have the shape of a circular ring sector,

Недостаток роторной машины заключаетс а том, что проходное сечение каждого окна значительно меньше площади осевого сечени кольцевого рабочего объема. ЭтоA disadvantage of the rotary machine is that the flow area of each window is significantly less than the axial section area of the annular working volume. it

ч| СЛh | SL

СОWITH

О СЛAbout SL

делает ее малопроизводительной, так как окна ограничивают сечение потока, а его скорость в свою очередь ограничиваетс по услови м нежелательных воздействий ско- pocity перекачивайс на перекачиваемую среду, износостойкости конструктивных материалов и др.makes it unproductive, since windows limit the flow cross-section, and its speed in turn is limited by the conditions of undesirable effects of the pumping rate to the pumped medium, the wear resistance of structural materials, etc.

Кроме того, за счет внезапного расширени на впускном окне и внезапного сужени на выпускном окне создаютс дополнительные гидравлические сопротивлени потоку, и дополнительные потери напора и мощности, т.е. снижаетс КПД насоса.In addition, due to the sudden expansion at the inlet window and the sudden constriction at the outlet window, additional flow resistances and additional head and power losses, i.e. reduced pump efficiency.

Цель изобретени - повышение КПД и производительности путем увеличени проходного сечени окон насоса.The purpose of the invention is to increase efficiency and productivity by increasing the flow area of the pump windows.

Поставленна цель достигаетс тем, что в роторной машине, содержащей профилированный корпус с впускным и выпускным окнами, установленные в нем на валах ротор с винтовой лопастью и разделительный диск с прорезью дл прохода лопасти, при этом валы ротора и диска расположены во взаимно- перпендикул рный плоскост х, каждое окно выполнено на торцовой и цилиндрической поверхност х корпуса в зоне расположени ротора, а конфигураци окон ограничена наружной поверхностью ротора , торцовый поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещени последней в прорезм диска в среднем относительно него положении.The goal is achieved by the fact that in a rotor machine containing a profiled housing with inlet and outlet ports, a rotor with a helical blade and a separating disk with a slot for passage of the blade are installed on the shafts, with the rotor and disc shafts arranged x, each window is made on the face and cylindrical surfaces of the body in the rotor positioning area, and the window configuration is limited by the outer surface of the rotor, the face surface of the disk and the edge of the helical blade at placing the latter in prorezm drive an average position with respect to it.

За счеттого, что в глобоидном роторном насосе каждое окно выполнено на торцовой и цилиндрической поверхност х корпуса в зоне расположени ротора и конфигураци окон ограничена наружной поверхностью ротора, торцовой поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещени последней в прорези диска в среднем относительно него положении, проходное сечение окон увеличиваетс до проходного сечени кольцевого рабочего объема, чем исключаютс внезапное расширение и сужение потока, уменьшаютс гидравлические сопротивлени на окнах и, следовательно, повышаютс КПД насоса, а также увеличиваетс сечение потока, и следовательно , увеличиваетс производительность насоса при равных ограничени х на скорость потока.Due to the fact that in the globoid rotary pump each window is made on the face and cylindrical surfaces of the housing in the rotor position area and the window configuration is limited by the outer surface of the rotor, the face surface of the disk and the edge of the helical blade at the time of placing the latter in the slot of the disk in an average relative position, the flow area of the windows increases to the flow area of the annular working volume, which prevents sudden expansion and contraction of the flow, reduces the hydraulic resistances on ok ah and therefore are improved pump efficiency and also increases the flow cross section, and consequently increases the pump capacity at equal x limiting the flow rate.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый насос с частичными вырезами корпуса: на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - детали 5 насоса.FIG. 1 schematically shows the proposed pump with partial cuts in the housing: in FIG. 2 is a view A of FIG. one; Fig, 3 - details 5 of the pump.

Профилированный корпус насоса выполнен разъемным на три части по двум параллельным плоскост м1 на две торцовые 1 и 2 и среднюю 3.The profiled pump body is made detachable into three parts along two parallel planes m1 into two face 1 and 2 and middle 3.

В корпусе установлены на валах глобо- идные ротор 4 и разделительный диск 5. Валы ротора 4 и диска 5 (не показаны) расположены во взаимно перпендикул рныхIn the housing there are globoid rotor 4 and a separating disk 5 mounted on the shafts 5. The rotor shafts of the rotor 4 and the disk 5 (not shown) are located in mutually perpendicular

плоскост х и св заны известным способом зубчатой передачей, обеспечивающей их синхронное вращение. На роторе 4 закреплена винтова лопасть 6, а в диске 5 выполнена дл прохода лопасти прорезь 7. Наplanes and are connected in a known manner by a gear that ensures their synchronous rotation. On the rotor 4 is fixed screw blade 6, and in the disk 5 is made for passage of the blade slot 7. At

0 торцовых част х 1 и 2 корпуса выполнены патрубки 8 и 9, соответственно которыми осуществл етс плавный переход от цилиндрических труб к конфигурации окон, каждое из которых выполнено на торцовой иThe 0 end parts 1 and 2 of the body are made up of nozzles 8 and 9, respectively, by which a smooth transition from cylindrical pipes to the configuration of windows is carried out, each of which is made on the end and

5 цилиндрической поверхност х корпуса. Над частью каждого окна, выполненной в цилиндрической поверхности части 3 корпуса , выполнены выпуклости 10 и 11, представл ющие собой части патрубков 3 и 95 cylindrical housing surfaces. Above the part of each window, made in the cylindrical surface of the part 3 of the body, are the convexities 10 and 11, which are parts of the pipes 3 and 9

0 соответственно, переход щие за плоскости разъема на среднюю часть 3 корпуса, конфигураци каждого окна, ограниченного наружной поверхностью ротора, торцовой поверхностью диска и кромкой винтовой0, respectively, passing beyond the plane of the connector to the middle part 3 of the housing, the configuration of each window bounded by the outer surface of the rotor, the end surface of the disk and the edge of the screw

5 лопасти в момент размещени последней в прорези диска в среднем относительно него положении, позвол ет получить максимально возможное увеличение их проходного сечени , достигающего величины5 blades at the time of placing the latter in the slot of the disk on the average relative to its position, allows to obtain the maximum possible increase in their flow area, reaching the value

0 проходного сечени кольцевого рабочего объема 12.0 throughput annular working volume 12.

В кольцевом рабочем объеме 12 диск 5 с одной стороны, а лопасть 6 с другой стороны , посто нно отдел ют выпускное окно отIn the annular working volume 12, the disk 5 is on the one hand, and the blade 6 on the other hand, the outlet window is constantly separated from

5 выпускного, а соответственно, и патрубки на этих окнах. При вращении ротора 4 по часовой стрелке патрубок 8 вл етс выпускным , а патрубок 9 - впускным.5 exhaust, and accordingly, the pipes on these windows. When the rotor 4 rotates clockwise, the nozzle 8 is the outlet and the nozzle 9 is the inlet.

Эффект применени изобретени со0 стоит в том, что предлагаемый глобоидный насос по сравнению с прототипом позвол ет получить большую объемную производительность и более высокий КПДThe effect of the application of the invention is that the proposed globoid pump as compared with the prototype allows to obtain a higher volumetric capacity and a higher efficiency.

Сопоставление производительности иPerformance comparison and

5 КПД прототипа и предложенного часоса проведем при следующих общих исходных данных: скорость потока в трубопроводе и окнах принимаем 8 м/с (рекомендовано в книге С.М.Нунупаров, Т.Н.Бегагоен Грузо0 вые и специальные системы танкеров. М Транспорт, 1969, с. 39), площадь осевого сечени кольцевого рабочего объема принимаем о) 0,048 м2 (близок к площади проходного сечени стандартного трубопро5 вода Ду 250) при следующих размерах кольцевого рабочего объема- диаметр - 1000, ширина и приведенна высота осевого сечени соответственно 250 и 192 ммThe efficiency of the prototype and the proposed hour will be carried out with the following general initial data: the flow velocity in the pipeline and windows is 8 m / s (recommended in the book by S.M. Nunuparov, T.N. Begagoen Cargo and special systems of tankers. M Transport, 1969 , p. 39), the axial section area of the annular working volume is taken o) 0.048 m2 (close to the standard section flow area of DN 250) for the following sizes of the annular working volume — 1000 diameter, width and reduced axial section height, respectively 250 and 192 mm

Окна в предложенном насосе по площади не менее осевого сечени кольцевогоThe windows in the proposed pump on the area of not less than the axial section of the ring

объема, а в прототипе окна по меньшей мере , в два раза меньше, а следовательно, во столько же меньше и расход. Q Е -V.volume, and in the prototype of the window at least two times less, and consequently, the same amount and less consumption. Q E -V.

Дл предложенного насоса Q - 0,048 х х8 0,384м3/с.For the proposed pump, Q is 0.048 x x8 0.384 m3 / s.

Дл прототипа Q 0,024 х 8 0,192 м3/с.For prototype Q 0.024 x 8 0.192 m3 / s.

Использу формулы 1,66; 1,80 и 1,84, определ ем падение давлени на окнах прототипа, вызванное внезапным расширением на входе в кольцевой объем и внезапным сужением на выходе из него.Using formula 1.66; 1.80 and 1.84, we determine the pressure drop on the prototype windows caused by a sudden expansion at the entrance to the annular volume and a sudden narrowing at the exit from it.

При внезапном расширении местное падение давлени With the sudden expansion of local pressure drop

ff

Рм (Vi-V2)2/2, КПа Рм (8-4)2/2 8КПаPM (Vi-V2) 2/2, KPA RM (8-4) 2/2 8KPa

При внезапном сужении Рм j(V2/2), КПа, With a sudden narrowing of PM j (V2 / 2), KPA,

где j - коэффициент местного сопротивле- ни ,where j is the coefficient of local resistance,

j(1/Ј-1)2,j (1 / Ј-1) 2,

где Ј -1 табличный коэффициент сжати струи,where Ј -1 tabular compression ratio of the jet,

е 0,664 при W2/W1 0,5, откуда J (1/0,664-1}2 0,256.e 0.664 with W2 / W1 0.5, whence J (1 / 0.664-1} 2 0.256.

Рм 0,25б(42/2) 2,048КПаРм 0,25б (42/2) 2,048КПа

0 0

5 five

00

5five

Суммарные потери давлени на окнах прототипаTotal pressure loss on prototype windows

Рм 8+2,048 10,048 КПаPM 8 + 2,048 10,048 KPA

Дополнительные местные потери мощности на окнах прототипаAdditional local power loss on prototype windows

NM 0,192 м3/сх 10,048 КПа 1,93 кВтNM 0.192 m3 / cf 10.048 KPa 1.93 kW

Claims

Claims of invention. A globoid rotary pump comprising a profiled housing with inlet and outlet ports, a rotor with a helical blade mounted on shafts on it that, in order to increase efficiency and productivity by increasing the flow area of the windows, each window is made on the end and cylindrical surfaces of the housing in the rotor area, and the configuration of the windows is limited Chen outer surface of the rotor, the end surface of the disk and the edge of the screw blade at the time of placing the latter in the disk slots with respect to it on the average position.

five

Type A

FIG. 2