SU1751365A1 - Глобоидный роторный насос - Google Patents

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.

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.

Известны поршневые насосы, примен емые дл  перекачки нефтесодержащих вод.

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.

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.

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,

Недостаток роторной машины заключаетс  а том, что проходное сечение каждого окна значительно меньше площади осевого сечени  кольцевого рабочего объема. Это

ч| СЛ

СО

О СЛ

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.

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.

Цель изобретени  - повышение КПД и производительности путем увеличени  проходного сечени  окон насоса.

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.

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.

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.

Профилированный корпус насоса выполнен разъемным на три части по двум параллельным плоскост м1 на две торцовые 1 и 2 и среднюю 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 рных

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. На

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 и

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 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 винтовой

5 лопасти в момент размещени  последней в прорези диска в среднем относительно него положении, позвол ет получить максимально возможное увеличение их проходного сечени , достигающего величины

0 проходного сечени  кольцевого рабочего объема 12.

В кольцевом рабочем объеме 12 диск 5 с одной стороны, а лопасть 6 с другой стороны , посто нно отдел ют выпускное окно от

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.

Эффект применени  изобретени  со0 стоит в том, что предлагаемый глобоидный насос по сравнению с прототипом позвол ет получить большую объемную производительность и более высокий КПД

Сопоставление производительности и

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 мм

Окна в предложенном насосе по площади не менее осевого сечени  кольцевого

объема, а в прототипе окна по меньшей мере , в два раза меньше, а следовательно, во столько же меньше и расход. Q Е -V.

Дл  предложенного насоса Q - 0,048 х х8 0,384м3/с.

Дл  прототипа Q 0,024 х 8 0,192 м3/с.

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.

При внезапном расширении местное падение давлени 

f

Рм (Vi-V2)2/2, КПа Рм (8-4)2/2 8КПа

При внезапном сужении Рм j(V2/2), КПа,

где j - коэффициент местного сопротивле- ни ,

j(1/Ј-1)2,

где Ј -1 табличный коэффициент сжати  струи,

е 0,664 при W2/W1 0,5, откуда J (1/0,664-1}2 0,256.

Рм 0,25б(42/2) 2,048КПа

0

5

0

5

Суммарные потери давлени  на окнах прототипа

Рм 8+2,048 10,048 КПа

Дополнительные местные потери мощности на окнах прототипа

NM 0,192 м3/сх 10,048 КПа 1,93 кВт

Claims (1)

1. Формула изобретени  Глобоидный роторный насос, содержащий профилированный корпус с впускными и выпускными 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 рных плоскост х, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и производительности путем увеличени  проходного сечени  окон, каждое окно выполнено на торцевой и цилиндрической поверхност х корпуса в зоне расположени  ротора, а конфигураци  окон ограничена наружной поверхностью ротора, торцевой поверхностью диска и кромкой винтовой лопасти в момент размещени  последней в прорези диска в среднем относительно него положении.

   5

   Вид А

   Фиг. 2