RU219423U1 - CENTRIFUGAL PUMP IMPELLER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к деталям насосов необъемного вытеснения, а именно к рабочему колесу центробежного насоса. Технический результат - повышение надежности рабочего колеса центробежного насоса и центробежного насоса достигается за счет того, что часть лопаток выполнена заодно с ведущим диском, а другая часть лопаток выполнена заодно с ведомым диском в виде выступающих ортогонально поверхностям упомянутых дисков радиальных выступов равной длины, распределенных центросимметрично по поверхностям дисков, при этом лопатки выполнены на поверхностях дисков с изгибом от центра и направлены в одну сторону при совмещении дисков с образованием непрерывноточных межлопаточных каналов, а пазы для размещения в них ответных продольных выступов лопаток выполнены на поверхностях ведущего и ведомого дисков между лопатками симметрично размещению лопаток в противоположных дисках. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. The utility model relates to parts of non-displacement pumps, namely to the impeller of a centrifugal pump. EFFECT: increased reliability of the impeller of a centrifugal pump and a centrifugal pump is achieved due to the fact that part of the blades is made integral with the drive disk, and the other part of the blades is made integral with the driven disk in the form of radial protrusions of equal length protruding orthogonally to the surfaces of said disks, distributed centrosymmetrically over the surfaces of the disks, while the blades are made on the surfaces of the disks with a bend from the center and directed in one direction when the disks are aligned to form continuous-flow interblade channels , and the grooves for accommodating the reciprocal longitudinal protrusions of the blades in them are made on the surfaces of the driving and driven disks between the blades symmetrically to the placement of the blades in the opposite disks. 3 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к деталям насосов необъемного вытеснения, а именно к рабочему колесу центробежного насоса [F04D 29/18, F04D 29/22, F04D 29/24].The utility model relates to parts of positive displacement pumps, namely to the impeller of a centrifugal pump [F04D 29/18, F04D 29/22, F04D 29/24].

Из уровня техники известно РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА [RU 89878 U1, опубликовано: 20.12.2009], содержащее опорный диск с лопатками, снабженными расположенными на их концах выступами, соединенными между собой канавками покрывающего диска, при этом все части рабочего колеса выполнены из термопластичного материала, отличающееся тем, что выступы опорного диска выполнены высотой, большей, чем глубина канавок покрывающего диска, пазы выполнены глухими, несущий и закрывающий диски снабжены фиксирующими элементами, при этом опорный и закрывающий диски соединены между собой сваркой.Known from the prior art is an IMPELLER OF A CENTRIFUGAL PUMP [RU 89878 U1, published: 12/20/2009], containing a support disk with blades provided with protrusions located at their ends, interconnected by grooves of the covering disk, while all parts of the impeller are made of thermoplastic material, characterized in that the protrusions of the support disk are made with a height greater than the depth of the grooves of the covering disk, the grooves are made blind, the bearing and closing disks are provided with fixing elements, while the supporting and closing disks are interconnected by welding.

Также известно РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА [RU 180854 U1, опубликовано: 28.06.2018], содержащее диск без лопастей, диск с лопастями, по меньшей мере, лопасти и сопрягаемая с ними поверхность диска без лопастей выполнены из полимерного материала, на дисках выполнены выступы и пазы, паз одного диска сопрягается с выступами другого диска, отличающееся тем, что угол при вершине выступов не превышает 180° и отношение площади поперечного сечения пазов к площади поперечного сечения сопрягаемых выступов не более 1,5.Also known is the IMPELLER OF A CENTRIFUGAL PUMP [RU 180854 U1, published: 06/28/2018], containing a disk without blades, a disk with blades, at least the blades and the surface of the disk without blades mating with them are made of a polymer material, protrusions and grooves are made on the disks, the groove of one disk mates with the protrusions of another disk, characterized in that that the angle at the top of the protrusions does not exceed 180° and the ratio of the cross-sectional area of the grooves to the cross-sectional area of the mating protrusions is not more than 1.5.

Наиболее близким по технической сущности является РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА [RU 42867 U1, опубликовано: 20.12.2004], содержащее несущий диск с лопатками, снабженными выступами, расположенными на их торцах, взаимосвязанными с пазами покрывного диска, при этом все детали рабочего колеса выполнены из термопластичного материала, отличающееся тем, что выступы несущего диска выполнены с клиновидным окончанием, с высотой большей глубины пазов, выполненных глухими и снабженными глухими отверстиями, взаимодействующими со штырями, выполненными на выступах несущего диска.The closest in technical essence is the IMPELLER OF A SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP [RU 42867 U1, published: 12/20/2004], containing a carrier disk with blades provided with protrusions located at their ends, interconnected with the grooves of the covering disk, while all parts of the impeller are made of thermoplastic material, characterized in that the protrusions of the carrier disk are made with a wedge-shaped window with a height greater than the depth of the grooves made with blind holes and provided with blind holes interacting with the pins made on the protrusions of the carrier disk.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является их низкая надежность, обусловленная тем, что лопатки в них смонтированы заодно только с несущим (ведущим) диском, а к покрывному (ведомому) диску упомянутые лопатки смонтированы сваркой и сам покрывной диск взаимодействует со всеми лопатками рабочего колеса только за счет сварного (клеевого) соединения. При таком соединении увеличивается вероятность разрушения рабочего колеса.The main technical problem of the analogues and the prototype is their low reliability, due to the fact that the blades in them are mounted integrally only with the carrier (driver) disk, and the said blades are mounted to the cover (slave) disk by welding, and the cover disk itself interacts with all the blades of the impeller only due to the welded (adhesive) connection. With this connection, the probability of destruction of the impeller increases.

Задача полезной модели состоит в устранении недостатков аналогов и прототипа.The objective of the utility model is to eliminate the shortcomings of analogues and prototype.

Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности рабочего колеса центробежного насоса и центробежного насоса.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the centrifugal pump impeller and the centrifugal pump.

Указанный технический результат достигается за счет того, что рабочее колесо центробежного насоса, содержащее ведущий диск со ступицей, ведомый диск с внутренним входным отверстием и лопатки, снабженные выступами со штифтами, при этом выступы и штифты выполнены с возможностью взаимодействия с пазами и глухими отверстиями в этих пазах, отличающееся тем, что часть лопаток выполнена заодно с ведущим диском, а другая часть лопаток выполнена заодно с ведомым диском в виде выступающих ортогонально поверхностям упомянутых дисков радиальных выступов равной длины, распределенных центросимметрично по поверхностям дисков, при этом лопатки выполнены на поверхностях дисков с изгибом от центра и направлены в одну сторону при совмещении дисков с образованием непрерывноточных межлопаточных каналов, а пазы для размещения в них ответных продольных выступов лопаток выполнены на поверхностях ведущего и ведомого дисков между лопатками симметрично размещению лопаток в противоположных дисках.The specified technical result is achieved due to the fact that the impeller of a centrifugal pump containing a drive disk with a hub, a driven disk with an internal inlet and blades equipped with protrusions with pins, while the protrusions and pins are made with the possibility of interacting with the grooves and blind holes in these grooves, characterized in that part of the blades is made integral with the drive disk, and the other part of the blades is made integral with the driven disk in the form of protruding orthogonally the surfaces of said disks of radial protrusions of equal length, distributed centrosymmetrically over the surfaces of the disks, while the blades are made on the surfaces of the disks with a bend from the center and directed to one side when the disks are aligned to form continuous-flow interblade channels, and the grooves for accommodating the reciprocal longitudinal protrusions of the blades in them are made on the surfaces of the driving and driven disks between the blades symmetrically to the placement of the blades in opposite disks.

В частности в отверстии ступицы выполнен продольный шпоночный паз для крепления рабочего колеса на валу насоса.In particular, a longitudinal keyway is made in the hub hole for fastening the impeller to the pump shaft.

В частности внешние диаметры ведущего и ведомого дисков образуют окружности, описывающие внешние края лопаток.In particular, the outer diameters of the driving and driven disks form circles that describe the outer edges of the blades.

В частности диаметр внутреннего входного отверстия ведомого диска образует окружность, описывающую внутренние края лопаток.In particular, the diameter of the inner inlet of the driven disk forms a circle describing the inner edges of the blades.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг.1 показан вид сверху ведущего диска.Figure 1 shows a top view of the drive disk.

На фиг. 2 показан вид сверху ведомого диска.In FIG. 2 shows a top view of the driven disk.

На фиг.3 показан общий вид рабочего колеса центробежного насоса.Figure 3 shows a General view of the impeller of a centrifugal pump.

На фигурах обозначено: 1 - ведущий диск, 2 - лопатки, 3 - ведомый диск, 4 - ступица, 5 - выступы, 6 - пазы, 7 - шипы, 8 - отверстия, 9 - осевое отверстие ступицы, 10 - осевое отверстие ведомого диска, 11 - шпоночный паз.The figures indicate: 1 - drive disk, 2 - blades, 3 - driven disk, 4 - hub, 5 - protrusions, 6 - grooves, 7 - spikes, 8 - holes, 9 - axial hole of the hub, 10 - axial hole of the driven disk, 11 - keyway.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Рабочее колесо центробежного насоса содержит ведущий диск 1 с лопатками 2 (см. фиг.1) и ведомый диск 3 с лопатками 2 (см. фиг.2). По центру ведущего диска 1 смонтирована заодно с ним ступица 4, нижнее основание которой расположено на поверхности упомянутого диска 1. Ступица 4 может быть выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса. По центру ступицы 4 выполнено сквозное осевое отверстие ступицы 9, совпадающее с осью ведущего диска 1. На внутренней поверхности ступицы 4 выполнен продольный шпоночный паз 11 для монтажа рабочего колеса на валу насоса. В ведомом диске 3 выполнено сквозное осевое отверстие 10, превышающее диаметр ступицы 4 для образования канального входного отверстия для жидкости. Внешние диаметры ведущего 1 и ведомого 3 дисков выполнены такими, что образуют окружности, описывающие внешние края лопаток 2, а диаметр осевого отверстия ведомого диска 10 выполнен таким, что образует окружность, описывающую внутренние края лопаток 2.The impeller of a centrifugal pump contains a drive disk 1 with blades 2 (see figure 1) and a driven disk 3 with blades 2 (see figure 2). In the center of the drive disk 1, a hub 4 is mounted integrally with it, the lower base of which is located on the surface of the said disk 1. The hub 4 can be made cylindrical or in the form of a truncated cone. A through axial hole of the hub 9 is made in the center of the hub 4, coinciding with the axis of the drive disk 1. A longitudinal keyway 11 is made on the inner surface of the hub 4 for mounting the impeller on the pump shaft. In the driven disk 3, a through axial hole 10 is made, which exceeds the diameter of the hub 4 to form a channel inlet for the liquid. The outer diameters of the driving 1 and driven 3 disks are made such that they form a circle describing the outer edges of the blades 2, and the diameter of the axial hole of the driven disk 10 is made such that it forms a circle describing the inner edges of the blades 2.

Лопатки 2 на ведущем 1 и ведомом 3 дисках выполнены в виде выступающих ортогонально поверхностям упомянутых дисков 1, 3 радиальных выступов, распределенных центросимметрично по поверхностям дисков 1, 3. Лопатки 2 могут быть выполнены равной длины, а могут быть выполнены разной, чередующейся длиной через лопатку 2. Лопатки 2 выполнены на поверхности с изгибом от центра дисков 1, 3, при этом изгиб лопаток 2 на ведомом диске 1 выполнен по часовой стрелке, а на ведомом диске 3 - против часовой стрелки для того, чтобы при совмещении дисков 1, 3 друг с другом упомянутые лопатки 2 были направлены в одну сторону. Внешние торцы лопаток 2 расположены вдоль края дисков 1, 3, а от ступицы 4 и от осевого отверстия ведомого диска 10 выполнены с отступом, образуя в рабочем колесе непрерывноточные межлопаточные каналы. Лопатки 2, выполненные на ведущем 1, также как и лопатки 2, выполненные на ведомом 3 дисках, выполнены заодно с упомянутыми дисками 1, 3.The blades 2 on the leading 1 and driven 3 disks are made in the form of radial protrusions protruding orthogonally to the surfaces of the mentioned disks 1, 3, distributed centrosymmetrically over the surfaces of the disks 1, 3. The blades 2 can be made of equal length, and can be made of different, alternating length through the blade 2. The blades 2 are made on the surface with a bend from the center of the disks 1, 3, while the bend of the blades 2 on on the driven disk 1 is made clockwise, and on the driven disk 3 - counterclockwise so that when the disks 1, 3 are aligned with each other, the said blades 2 are directed in one direction. The outer ends of the blades 2 are located along the edge of the disks 1, 3, and from the hub 4 and from the axial hole of the driven disk 10 are indented, forming continuous-flow interblade channels in the impeller. The blades 2, made on the leading 1, as well as the blades 2, made on the driven 3 disks, are made integral with the said disks 1, 3.

Вдоль лопаток 2 сверху заодно с ними выполнены ортогонально отстоящие выступы 5, симметрично которым на поверхностях дисков 1, 3 между лопатками 2 выполнены глухие пазы 6 с возможностью размещения упомянутых выступов 5 в упомянутых пазах 6 при соединении и совмещении ведущего 1 и ведомого 3 дисков, при этом высота выступов 5 больше глубины пазов 6. На выступе 5 каждой из лопаток 2 выполнен заодно с ним по крайней мере один вертикальный цилиндрический шип 7, а в пазе 6 выполнено глухое отверстие 8, с возможностью взаимодействия с шипом 7 и взаимной фиксации ведомого диска 3 и ведущего диска 1 при их соединении. Along the top of the blades 2, at the same time with them, orthogonally spaced protrusions 5 are made, symmetrically to which on the surfaces of the disks 1, 3 between the blades 2 blind grooves 6 are made with the possibility of placing the said protrusions 5 in the mentioned grooves 6 when connecting and matching the drive 1 and the driven disk 3, while the height of the protrusions 5 is greater than the depth of the grooves 6. On the protrusion 5 of each of the blades 2 is made integral with it. at least one vertical cylindrical spike 7, and in the groove 6 there is a blind hole 8, with the possibility of interaction with the spike 7 and mutual fixation of the driven disk 3 and the drive disk 1 when they are connected.

При сборке колеса ведомый диск 3 монтируют на ведущий диск 1 (см. фиг.3), совмещают выступы 5 на лопатках 2 с пазами 6 в поверхностях ведущего 1 и ведомого 3 дисков, а шипы 7 с глухими отверстиями 8. Затем окончательно соединяют диски 1, 3 при помощи ультразвуковой сварки, при этом под действием ультразвуковых колебаний происходит расплавление выступов 5 с последующим заполнением пазов 6 расплавленным термопластическим материалом.When assembling the wheel, the driven disc 3 is mounted on the leading disc 1 (see Fig. 3), the ledges are combined 5 on the shoulder blades 2 with the grooves 6 in the surfaces of the leading 1 and the driven 3 discs, and the spikes 7 to the dull openings 8. Then they finally connect the discs 1, 3 with ultrasonic welding, while under the influence of ultrasound volunteers, the flow of protrusions is subsequently melted. filling grooves 6 melted thermoplastic material.

Преимущество заявленного рабочего колеса заключается в том, что оно обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по лопаткам 2 и внутренней поверхности ведущего 1 и ведомого 3 дисков, а также повышенную эффективность работы центробежного насоса благодаря более эффективному использованию потока жидкости и более точному контролю его направления. Кроме того, использование ведомого диска 3 с лопатками 2 позволяет уменьшить риск воздействия жидкости на ведущий диск 1 и его лопатки 2, смонтированные в аналогах и прототипе заодно только с ведущим диском 1 и сваркой только с ведомым диском 3, а в заявленном техническом решении, часть лопаток 2 смонтирована заодно с ведущим 1, а часть лопаток 2 с ведомым 3 дисками, и эти же лопатки 2 с противоположной стороны смонтированы сваркой с ведомым 3 и ведущим 1 дисками, соответственно, что повышает надежность работы насоса и сокращает время, затрачиваемое на его техническое обслуживание и ремонт.The advantage of the claimed impeller is that it provides a more uniform load distribution over the blades 2 and the inner surface of the driving 1 and driven 3 disks, as well as increased efficiency of the centrifugal pump due to more efficient use of the fluid flow and more precise control of its direction. In addition, the use of the driven disk 3 with blades 2 reduces the risk of liquid exposure to the drive drive 1 and its blades 2, mounted in analogs and the prototype at the same time only with the drive drive 1 and welding only with the driven drive 3, and in the claimed technical solution, part of the blades 2 is mounted integrally with the drive 1, and part of the blades 2 with the driven 3 drives, and the same blades 2 on the opposite side are mounted by welding with the driven 3 and drive 1 disks, respectively, which increases the reliability of the pump and reduces the time spent on its maintenance and repair.

В 2022 году в соответствии с описанием была изготовлена партия рабочих колес центробежного насоса и проведены сравнительные испытания на усилие разрыва с рабочими колесами, изготовленными в соответствии с описанием прототипа.In 2022, in accordance with the description, a batch of centrifugal pump impellers was manufactured and comparative tests were carried out for breaking force with impellers manufactured in accordance with the description of the prototype.

Результаты испытаний приведены в таблице, где с 1 по 15 заявленные образцы рабочих колес, с 16 по 30 образцы рабочих колес, изготовленные в соответствии с описанием на прототип.The test results are shown in the table, where from 1 to 15 the declared samples of impellers, from 16 to 30 samples of impellers made in accordance with the description of the prototype.

№ образцаSample No. Усилие разрываBreaking force согласно нормативной документации, кгсaccording to regulatory documentation, kgf фактически, кгсin fact, kgf После воздействия 8% соляной кислотой при Т=80° в течение 48 ч.After exposure to 8% hydrochloric acid at T=80° for 48 hours. После термического воздействия при Т=270±5°After thermal exposure at T=270±5° В условиях окружающей среды при Т=+10…+25°In ambient conditions at Т=+10…+25° После воздействия 8% соляной кислотой при Т=80° в течение 48 ч.After exposure to 8% hydrochloric acid at T=80° for 48 hours. После термического воздействия при Т=270±5°After thermal exposure at T=270±5° В условиях окружающей среды при Т=+10…+25°In ambient conditions at Т=+10…+25° 11 не менее 70at least 70 218,4218.4 22 219,2219.2 33 216,4216.4 44 220,3220.3 55 214,6214.6 66 не менее 50at least 50 118,3118.3 77 120,1120.1 88 118,8118.8 99 119,4119.4 1010 110,6110.6 11eleven не менее 100at least 100 224,8224.8 1212 223,4223.4 1313 225,3225.3 1414 221,7221.7 1515 224,6224.6 1616 не менее 70at least 70 196,7196.7 1717 185,0185.0 1818 184,7184.7 1919 186,6186.6 2020 183,1183.1 2121 не менее 50at least 50 83,083.0 2222 92,192.1 2323 76,976.9 2424 95,395.3 2525 68,868.8 2626 не менее 100at least 100 202,4202.4 2727 200,1200.1 2828 211,0211.0 2929 204,3204.3 30thirty 201,1201.1

Из таблицы видно, что рабочие колеса, изготовленные в предлагаемой в описании конструкции, обладают более высокими показателями на разрыв, и, соответственно, более надежны в эксплуатации.It can be seen from the table that the impellers manufactured in the design proposed in the description have higher tensile strength and, accordingly, are more reliable in operation.

Claims (4)

1. Рабочее колесо центробежного насоса, содержащее ведущий диск со ступицей, ведомый диск с внутренним входным отверстием и лопатки, снабженные выступами со штифтами, при этом выступы и штифты выполнены с возможностью взаимодействия с пазами и глухими отверстиями в этих пазах, отличающееся тем, что часть лопаток выполнена заодно с ведущим диском, а другая часть лопаток выполнена заодно с ведомым диском в виде выступающих ортогонально поверхностям упомянутых дисков радиальных выступов равной длины, распределенных центросимметрично по поверхностям дисков, при этом лопатки выполнены на поверхностях дисков с изгибом от центра и направлены в одну сторону при совмещении дисков с образованием непрерывных межлопаточных каналов, а пазы для размещения в них ответных продольных выступов лопаток выполнены на поверхностях ведущего и ведомого дисков между лопатками симметрично размещению лопаток в противоположных дисках.1. The impeller of a centrifugal pump, containing a drive disk with a hub, a driven disk with an internal inlet and blades equipped with protrusions with pins, while the protrusions and pins are made to interact with the grooves and blind holes in these grooves, characterized in that part of the blades is made integral with the drive disk, and the other part of the blades is made integral with the driven disk in the form of protruding orthogonally to the surfaces of the said disks for the sake of equal length protrusions distributed centrosymmetrically over the surfaces of the disks, wherein the blades are made on the surfaces of the disks with a bend from the center and directed in one direction when the disks are aligned to form continuous interblade channels, and the grooves for placing in them the reciprocal longitudinal protrusions of the blades are made on the surfaces of the driving and driven disks between the blades symmetrically to the placement of the blades in the opposite disks. 2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что в отверстии ступицы выполнен продольный шпоночный паз для крепления рабочего колеса на валу насоса.2. The impeller according to claim 1, characterized in that a longitudinal keyway is made in the hub hole for mounting the impeller on the pump shaft. 3. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что внешние диаметры ведущего и ведомого дисков образуют окружности, описывающие внешние края лопаток.3. The impeller according to claim 1, characterized in that the outer diameters of the driving and driven disks form circles describing the outer edges of the blades. 4. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что диаметр внутреннего входного отверстия ведомого диска образует окружность, описывающую внутренние края лопаток.4. The impeller according to claim 1, characterized in that the diameter of the inner inlet of the driven disk forms a circle describing the inner edges of the blades.