RU196490U1 - CENTRIFUGAL PUMP WELDING ONE-SIDED INPUT WHEEL - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к насосостроению, в частности к конструкциям колес одностороннего входа центробежных насосов, и может быть использована при создании центробежных насосов различного назначения в химической, нефтяной и других отраслях.Рабочее колесо центробежного насоса содержит основной диск 1, выполненный заодно целое с лопатками 2 двойной кривизны, например, выполненный фрезерованием на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Лопатки 2 и диск 1 образуют межлопаточные каналы 3, доступные для полировки поверхностей с целью снижения гидродинамического сопротивления каналов 3 и, следовательно, повышения гидравлического КПД рабочего колеса центробежного насоса. Для исключения перетекания рабочей среды через вершины лопаток 2, на диск 1 установлен воронкообразный покрывной диск 4 в виде отдельной детали, которая имеет поверхности доступные для полировки. Для скрепления дисков 1 и 4 в последнем выполнены начинающиеся с наружного диаметра сквозные пазы 5. Пазы 5 могут быть выполнены прямолинейными с помощью дисковой фрезы, установленной под углом β к касательной, проведенной к окружности диска 4, когда профиль лопатки 2 почти не искривлен (это наиболее простой вариант технологии, требующий наличия универсального фрезерного станка). Пазы 5 (для сильноизогнутых лопаток) могут быть также выполнены криволинейными (в виде дуги окружности) при помощи «пальцевой» фрезы по копиру или на станке с ЧПУ.При сборке колеса покрывной диск накладывают на вершины 6 лопаток 2 таким образом, чтобы лопатки 2 оказались напротив пазов 5 и затем посредством сварки заполняют материалом сварного шва 7 пазы 5 и сплавляют вершины 6 лопаток 2 с покрывным диском 4.В случае, когда колесо имеет тонкие лопатки и пазы получаются узкими - для повышения надежности сварки вершин 6 лопаток 2 с покрывным диском 4, в пазах 5 выполняют фаски 8.Для повышения надежности при тонких лопатках (S=2…3 мм) на вершинах 6 лопаток могут быть выполнены выступы 9 для более точной подгонки расположения тонких лопаток 2 по отношению к пазам 5 в покрывном диске 4.Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение гидравлического КПД рабочего колеса и упрощение технологии его изготовления. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to pump engineering, in particular to the designs of single-input wheels of centrifugal pumps, and can be used to create centrifugal pumps for various purposes in the chemical, oil, and other industries. curvature, for example, performed by milling on a machine with numerical control (CNC). The blades 2 and the disk 1 form interscapular channels 3, available for polishing surfaces in order to reduce the hydrodynamic resistance of the channels 3 and, therefore, increase the hydraulic efficiency of the impeller of a centrifugal pump. To prevent overflowing of the working medium through the tops of the blades 2, a funnel-shaped covering disk 4 is installed on the disk 1 in the form of a separate part that has surfaces available for polishing. For fastening the disks 1 and 4, the last grooves starting from the outer diameter 5 are made. The grooves 5 can be made rectilinear using a disk cutter installed at an angle β to the tangent drawn to the circumference of the disk 4, when the profile of the blade 2 is almost not curved (this the simplest technology option requiring a universal milling machine). The grooves 5 (for strongly curved blades) can also be made curved (in the form of an arc of a circle) using a “finger” milling cutter on a copy machine or on a CNC machine. When assembling the wheel, a cover disk is placed on the tops of 6 blades 2 so that the blades 2 are opposite the grooves 5 and then, by welding, fill the weld material 7 with grooves 5 and fuse the tops 6 of the blades 2 with the cover disk 4. In the case when the wheel has thin blades and the grooves are narrow, to increase the reliability of welding the tops 6 of the blades 2 with the cover disk 4 , in the grooves 5, chamfers are performed 8. To increase the reliability with thin blades (S = 2 ... 3 mm), protrusions 9 can be made on the tops of 6 blades to more accurately adjust the location of the thin blades 2 with respect to the grooves 5 in the cover disk 4. Technical result the use of the claimed utility model is to increase the hydraulic efficiency of the impeller and simplify the technology of its manufacture. 4 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к насосостроению, в частности - к конструкциям колес одностороннего входа центробежных насосов, и может быть использована при создании центробежных насосов различного назначения в химической, нефтяной и других отраслях.The utility model relates to pump engineering, in particular to the designs of the wheels of a one-way inlet of centrifugal pumps, and can be used to create centrifugal pumps for various purposes in the chemical, oil and other industries.

Известно центробежное колесо закрытого типа, содержащее ступицу с основным диском, на котором имеются лопатки и ведомый (покрывной) диск, предотвращающий перетекание рабочей среды (например, жидкости) с одной стороны лопатки на другую [патент РФ на полезную модель №93899, F04D 1/00].A closed-type centrifugal wheel is known, which contains a hub with a main disk, on which there are blades and a driven (covering) disk, which prevents the flow of the working medium (for example, liquid) from one side of the blade to the other [RF patent for utility model No. 93899, F04D 1 / 00].

Рабочее колесо закрытого типа имеет более высокий коэффициент полезного действия, чем рабочее колесо открытого типа - без ведомого (покрывного) диска.The closed impeller has a higher efficiency than the open impeller without a driven (covering) disc.

Однако, покрывной диск сильно усложняет изготовление каналов между лопатками, при изготовлении отливки рабочего колеса. Закрытые каналы сложны для тонких лопаток, сложны в обработке с целью уменьшения шероховатости поверхностей, образующих межлопаточные каналы.However, the cover disk greatly complicates the manufacture of channels between the blades, in the manufacture of casting of the impeller. Closed channels are difficult for thin blades, difficult to process in order to reduce the roughness of the surfaces forming the interscapular channels.

В качестве прототипа выбрано рабочее колесо центробежного насоса, содержащее основной диск, выполненный заодно целое с лопатками, образующими с ним межлопаточные каналы и воронкообразный покрывной диск в виде отдельной детали, соприкасающейся с вершинами лопаток, при этом в основном и покрывном дисках между лопатками основного диска выполнены начинающиеся с наружного диаметра обоих дисков сквозные пазы, в которых размещены дополнительные лопатки из листового материала, концы каждой из этих лопаток соединены сварными швами как с основным так и с покрывным диском, причем сварные швы расположены с внешней, по отношению к межлопаточным каналам, стороны каждого диска [патент РФ на полезную модель №190999, F04D 29/22].As a prototype, a centrifugal pump impeller was selected, containing a main disk integral with the blades, forming interscapular channels with it and a funnel-shaped covering disk in the form of a separate part in contact with the tops of the blades, while the main and covering disks between the blades of the main disk are made starting grooves starting from the outer diameter of both disks, in which additional blades of sheet material are placed, the ends of each of these blades are connected by welds as from the bases so with a cover disk, and the welds are located on the outside, with respect to the interscapular channels, of the side of each disk [RF patent for utility model No. 190999, F04D 29/22].

Недостатком известного технического решения является снижение гидравлического КПД колеса центробежного насоса из-за наличия в нем дополнительных лопаток из листового материала, создающих лишнее гидравлическое сопротивление и ухудшающих работу основных лопаток, имеющих двоякую кривизну, а дополнительные лопатки выполнены плоскими или одинарной кривизны. При этом усложнена технология изготовления рабочего колеса центробежного насоса, при которой требуется выполнение пазов на основном и покрывном дисках, а также выполнение сварки на обоих дисках с использованием дополнительных элементов.A disadvantage of the known technical solution is to reduce the hydraulic efficiency of the centrifugal pump wheel due to the presence of additional blades made of sheet material in it, creating excess hydraulic resistance and impairing the operation of the main blades having double curvature, and the additional blades are made flat or single curvature. At the same time, the manufacturing technology of the impeller of a centrifugal pump is complicated, which requires grooves on the main and cover disks, as well as welding on both disks using additional elements.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение гидравлического КПД рабочего колеса и упрощение технологии его изготовления.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the hydraulic efficiency of the impeller and simplify its manufacturing technology.

Целью полезной модели является повышение гидравлического КПД рабочего колеса и упрощение технологии его изготовления при одновременном повышении качества сварки.The purpose of the utility model is to increase the hydraulic efficiency of the impeller and simplify its manufacturing technology while improving the quality of welding.

Полезная модель иллюстрирована чертежами: фиг. 1 - продольный разрез рабочего колеса, фиг. 2 - вид на пазы в покрывном диске; фиг. 3 - общий вид собранного рабочего колеса в аксонометрии.The utility model is illustrated by drawings: FIG. 1 is a longitudinal section of the impeller, FIG. 2 - view of the grooves in the cover disk; FIG. 3 is a general view of the assembled impeller in a perspective view.

Перечень позиций и обозначений на чертежах:The list of positions and designations in the drawings:

1 - основной диск;1 - the main disk;

2 - лопатки;2 - blades;

3 - межлопаточные каналы;3 - interscapular canals;

4 - покрывной диск;4 - cover disk;

5 - сквозные пазы;5 - through grooves;

6 - вершина лопатки;6 - the top of the scapula;

7 - материал сварного шва;7 - material of the weld;

8 - фаска на кромке паза;8 - chamfer at the edge of the groove;

9 - выступ на вершине лопатки;9 - protrusion at the top of the scapula;

В - ширина паза в покрывном диске;In - the width of the groove in the cover disk;

S - толщина лопатки;S is the thickness of the blade;

β - угол наклона профиля лопатки на выходе из колеса.β is the angle of inclination of the blade profile at the exit of the wheel.

Рабочее колесо центробежного насоса содержит основной диск 1, выполненный заодно целое с лопатками 2 двойной кривизны, например, выполненный фрезерованием на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Лопатки 2 и диск 1 образуют межлопаточные каналы 3, доступные для полировки поверхностей с целью снижения гидродинамического сопротивления каналов 3 и, следовательно, повышения гидравлического КПД рабочего колеса центробежного насоса. Для исключения перетекания рабочей среды через вершины лопаток 2 на диск 1 установлен воронкообразный покрывной диск 4 в виде отдельной детали, которая имеет поверхности, доступные для полировки. Для скрепления дисков 1 и 4 в последнем выполнены начинающиеся с наружного диаметра сквозные пазы 5. Пазы 5 могут быть выполнены прямолинейными с помощью дисковой фрезы, установленной под углом β к касательной проведенной к окружности диска 4, когда профиль лопатки 2 почти не искривлен (это наиболее простой вариант технологии, требующий наличия универсального фрезерного станка). Пазы 5 (для сильноизогнутых лопаток) могут быть также выполнены криволинейными (в виде дуги окружности) при помощи «пальцевой» фрезы по копиру или на станке с ЧПУ.The impeller of a centrifugal pump contains a main disk 1, made integral with the blades 2 of double curvature, for example, made by milling on a machine with numerical control (CNC). The blades 2 and the disk 1 form interscapular channels 3, available for polishing surfaces in order to reduce the hydrodynamic resistance of the channels 3 and, therefore, increase the hydraulic efficiency of the impeller of a centrifugal pump. To prevent overflowing of the working medium through the tops of the blades 2, a funnel-shaped covering disk 4 is mounted on the disk 1 in the form of a separate part that has surfaces available for polishing. For fastening the disks 1 and 4, the last grooves starting from the outer diameter are made 5. The grooves 5 can be made rectilinear using a disk cutter installed at an angle β to the tangent drawn to the circumference of the disk 4, when the profile of the blade 2 is almost not curved (this is the most a simple technology option that requires a universal milling machine). The grooves 5 (for strongly curved blades) can also be made curved (in the form of an arc of a circle) using the "finger" cutter on a copy machine or on a CNC machine.

При сборке колеса покрывной диск накладывают на вершины 6 лопаток 2 таким образом, чтобы лопатки 2 оказались напротив пазов 5 и затем посредством сварки заполняют материалом сварного шва 7 пазы 5 и сплавляют вершины 6 лопаток 2 с покрывным диском 4.When assembling the wheel, the cover disk is placed on the tops 6 of the blades 2 so that the blades 2 are opposite the grooves 5 and then, by welding, fill the grooves of the weld 7 with the grooves 5 and alloy the tops 6 of the blades 2 with the cover disk 4.

Совмещение лопатки толщиной «S» с пазом шириной «В» легко осуществить, так как со стороны наружного диаметра колеса это легко проконтролировать.The combination of a blade with a thickness of "S" with a groove of a width of "B" is easy to carry out, since it is easy to control from the side of the outer diameter of the wheel.

В случае, когда колесо имеет тонкие лопатки и пазы получаются узкими - для повышения надежности сварки вершин 6 лопаток 2 с покрывным диском 4, в пазах 5 выполняют фаски 8.In the case when the wheel has thin blades and the grooves are narrow - to increase the reliability of welding the tops 6 of the blades 2 with the cover disk 4, chamfers 8 are made in the grooves 5.

Для повышения надежности при тонких лопатках (S=2…3 мм) на вершинах 6 лопаток могут быть выполнены выступы 9 для более точной подгонки расположения тонких лопаток 2 по отношению к пазам 5 в покрывном диске 4.To improve reliability with thin blades (S = 2 ... 3 mm), protrusions 9 can be made on the tops of 6 blades to more accurately adjust the location of thin blades 2 with respect to grooves 5 in the cover disk 4.

Преимуществом предлагаемой полезной модели является удобство контроля качества совмещения вершин лопаток и пазов и наглядность при контроле качества сплавления материала сварного шва и вершин лопаток - что объясняется расположением пазов и выходом их на наружный диаметр колеса. Выполнение сварных швов снаружи покрывного диска повышает гидравлический КПД рабочего колеса и упрощает технологию его изготовления.The advantage of the proposed utility model is the convenience of controlling the quality of combining the tops of the blades and grooves and the visibility when controlling the quality of fusion of the material of the weld and the tops of the blades - which is explained by the location of the grooves and their exit to the outer diameter of the wheel. The execution of welds outside the cover disk increases the hydraulic efficiency of the impeller and simplifies its manufacturing technology.

После сварки лишний материал 7 на покрывном диске 4 срезается при механической обработке рабочего колеса центробежного насоса.After welding, excess material 7 on the cover disk 4 is cut off during machining of the impeller of a centrifugal pump.

Выполнение сварных швов с наружной стороны покрывного диска 4 позволяет изготавливать даже небольшие (меньше 400 мм в наружном диаметре) рабочие колеса центробежных насосов.The implementation of welds from the outer side of the cover disk 4 allows you to produce even small (less than 400 mm in outer diameter) impellers of centrifugal pumps.

Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение гидравлического КПД рабочего колеса и упрощение технологии его изготовления.The technical result of using the claimed utility model is to increase the hydraulic efficiency of the impeller and simplify the technology of its manufacture.

Claims (4)

1 Сварное колесо одностороннего входа центробежного насоса, содержащее основной диск, выполненный заодно целое с лопатками, образующими с ним межлопаточные каналы, воронкообразный покрывной диск в виде отдельной детали, размещенный на вершинах лопаток, а также выполненные в покрывном диске начинающиеся с наружного диаметра к центру диска сквозные пазы, отличающееся тем, что напротив сквозных пазов размещены вершины лопаток, при этом вершины каждой из этих лопаток соединены сварными швами с покрывным диском, а материал сварного шва наплавлен с внешней по отношению к межлопаточным каналам стороне покрывного диска.1 A welded wheel of a one-way inlet of a centrifugal pump, containing a main disk integral with the blades, forming interscapular channels with it, a funnel-shaped covering disk in the form of a separate part, placed on the tops of the blades, and also made in the covering disk starting from the outer diameter to the center of the disk through grooves, characterized in that, opposite the through grooves, the tops of the blades are placed, while the vertices of each of these blades are connected by welds with a cover disc, and the material of the weld detecting with external to the interblade channels of the disk coating. 2 Сварное колесо одностороннего входа центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что пазы выполнены в виде криволинейных щелей.2 Welded wheel of a one-way inlet of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the grooves are made in the form of curved slots. 3 Сварное колесо одностороннего входа центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что на вершине каждой лопатки выполнен выступ, размещенный в пазу покрывного диска.3 A welded wheel of a one-way inlet of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that a protrusion is placed on the top of each blade located in the groove of the cover disk. 4 Сварное колесо одностороннего входа центробежного насоса по п. 1, отличающееся тем, что на кромках пазов с внешней стороны диска по отношению к межлопаточным каналам выполнены фаски, заполненные материалом сварных швов.4 The welded wheel of a one-way inlet of a centrifugal pump according to claim 1, characterized in that on the edges of the grooves on the outside of the disk with respect to the interscapular channels, chamfers are made filled with material of the welds.

Images