[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2688058C1 - Device and method of injecting fluid pressure - Google Patents

Device and method of injecting fluid pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2688058C1
RU2688058C1 RU2018122144A RU2018122144A RU2688058C1 RU 2688058 C1 RU2688058 C1 RU 2688058C1 RU 2018122144 A RU2018122144 A RU 2018122144A RU 2018122144 A RU2018122144 A RU 2018122144A RU 2688058 C1 RU2688058 C1 RU 2688058C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
main
disk
outlet
inlet
gap
Prior art date
Application number
RU2018122144A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Николаевич Спиркин
Original Assignee
Дмитрий Николаевич Спиркин
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 Дмитрий Николаевич Спиркин filed Critical Дмитрий Николаевич Спиркин
Priority to RU2018122144A priority Critical patent/RU2688058C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688058C1 publication Critical patent/RU2688058C1/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
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering, namely to devices and methods for pressure injection of fluids, and can be used for pumping liquids, gases. Device includes at least one rotatable impeller (1), comprising rear (3), front (4) and main (5) discs installed coaxially with the gap and rigidly connected, for example, by pins (6). Tightness is ensured by shell ring (7). In front disc (4) on the side of the end surface there is an axial inlet hole (8) with branch pipe (9) for supply of the current medium into the gap between front disc (4) and main disc (5). Radial blades (10) are made on adjacent end surfaces of disks (4) and (5). On the periphery of main disc (5) there are holes (11). Rear output disc (3) has outlet branch pipe (12). Inlet (9) and outlet (12) branch pipes form an axis of rotation and rotate in support bearings (13). End connections (14) are used for connection to supply and discharge pipelines.
EFFECT: invention is aimed at elimination of hydraulic losses.
6 cl, 1 dwg

Description

ОПИСАНИЕ ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИDESCRIPTION TECHNICAL FIELD

Изобретение относится к области энергетики, а именно к устройствам и способам для нагнетания давления текучих сред, и может быть использовано для перекачки жидкостей, газов а также в конструкциях движителей в судостроении.The invention relates to the field of energy, namely, devices and methods for pressurizing fluids, and can be used for pumping liquids, gases and also in the construction of propulsion in shipbuilding.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Из уровня техники известно множество решений, описывающих насосы для нагнетания давления с использованием центробежного рабочего колеса, вращающегося в замкнутом корпусе, и преобразующем кинетическую энергию потока в потенциальную энергию давления. Однако, применение подобных конструкций является одной из основных причин возникновения кавитационных процессов, которые в свою очередь ограничивают максимальную скорость вращения колеса, вызывают биения и значительные радиальные нагрузки, приводят к повышенному износу. Также, ни одно решение не позволяет в полной мере избавиться от потерь, вызванных протечками через внутренние уплотнения рабочего колеса от зоны повышенного давления к зоне всасывания.A variety of solutions are known in the art that describe pressure pumps using a centrifugal impeller rotating in a closed case and converting the kinetic energy of the flow into potential pressure energy. However, the use of such structures is one of the main causes of cavitation processes, which in turn limit the maximum wheel speed, cause beats and considerable radial loads, and lead to increased wear. Also, no solution allows to fully get rid of losses caused by leaks through the inner seals of the impeller from the zone of high pressure to the suction zone.

Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является способ и устройство для нагнетания давления текучей среды, раскрытые в патенте РФ на изобретение RU №2617614. Известное устройство содержит включающее, по меньшей мере, одно выполненное с возможностью вращения безлопастное рабочее колесо, содержащее жестко соединенные задний и передний диски, размещенные соосно с зазором, причем в переднем диске выполнено входное отверстие для текучей среды, а на смежных торцевых поверхностях переднего и заднего дисков выполнены чередующиеся кольцевые выступы, формирующие лабиринтный канал для прохождения текучей среды от упомянутого входного отверстия к выходному отверстию, образованному упомянутым зазором между дисками, при этом указанный лабиринтный канал имеет постоянную площадь проходного сечения.The closest analogue of the claimed group of inventions is a method and a device for injecting pressure fluid, disclosed in the RF patent for invention RU №2617614. The known device contains including at least one rotatable no-blade impeller containing rigidly connected rear and front disks arranged coaxially with a gap, with the fluid inlet in the front disk and on the adjacent end surfaces of the front and rear disks made alternating annular protrusions forming a labyrinth channel for the passage of fluid from said inlet to the outlet formed by said gap m between the disks, said labyrinthine channel having a constant flow area.

Недостатком данного аналога являются протечки через внутренние уплотнения рабочего колеса от зоны повышенного давления к зоне всасывания.The disadvantage of this analogue is leakage through the internal seals of the impeller from the zone of high pressure to the suction zone.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION

Задачей изобретений является устранение недостатков аналогов.The task of the invention is to eliminate the disadvantages of analogues.

Технический результат группы изобретений заключается в устранении возможности гидравлических потерь в результате недостаточного уплотнения рабочего колеса.The technical result of the group of inventions is to eliminate the possibility of hydraulic losses due to insufficient sealing of the impeller.

Указанный технический результат достигается в устройстве для нагнетания давления текучей среды за счет того, что оно включает, по меньшей мере, одно выполненное с возможностью вращения закрытое рабочее колесо, содержащее жестко соединенные основной, передний и задний диски, размещенные соосно с зазором, причем в переднем диске выполнено входное отверстие для текучей среды с патрубком, образующим ось вращения. Аналогично выполнено соосное выходное отверстие с патрубком в заднем диске. Между передним и основным дисками имеются радиальные лопатки, а на периферии основного диска выполнены отверстия, через которые нагнетаемая среда перетекает из нагнетательной камеры между передним и основным дисками в выходную камеру между основным и задним дисками. Диски соединены между собой по периферии глухими обечайками и образуют герметичную емкость, имеющую входной и выходной соосно расположенные патрубки, образующие ось вращения.This technical result is achieved in a device for injecting fluid pressure due to the fact that it includes at least one rotatable closed impeller containing rigidly connected main, front and rear disks arranged coaxially with a gap, and in the front the disk has a fluid inlet with a nozzle that forms an axis of rotation. Similarly made coaxially with the outlet in the rear disk. Radial vanes are located between the front and main discs, and holes are made on the periphery of the main disc, through which the injected medium flows from the discharge chamber between the front and main discs to the output chamber between the main and rear discs. The disks are interconnected peripherally by blind shells and form an airtight container having inlet and outlet coaxially disposed nozzles forming the axis of rotation.

Указанный технический результат достигается в способе нагнетания давления текучей среды за счет того, что он включает осевую подачу текучей среды в, по меньшей мере, одно вращающееся рабочее колесо с последующим радиальным распределением текучей среды и ее перетоком через отверстия на периферии основного диска в разгрузочную зону между средним и задним дисками с последующим осевым выходом через выходной патрубок. При этом используют рабочее колесо, содержащее герметично соединенные задний, основной и передний диски, размещенные соосно, причем в переднем диске выполнен соосно размещенный входной патрубок для текучей среды, на заднем диске имеется расположенный соосно выходной патрубок, между передним и основным диском имеются радиальные лопатки, а диски соединены глухими обечайками таким образом, что образуют герметичный сосуд с входным и выходным патрубками. Для присоединения вращающихся патрубков к неподвижным подводам используются торцевые уплотнения.This technical result is achieved in the method of injection of fluid due to the fact that it includes the axial flow of fluid into at least one rotating impeller with subsequent radial distribution of the fluid and its flow through the openings at the periphery of the main disk into the discharge zone between middle and rear discs with subsequent axial exit through the outlet. An impeller is used that contains rear, main and front disks hermetically connected, arranged coaxially, and coaxially arranged inlet for fluid is made in the front disk, radial vanes are located coaxially in the rear disk, between the front and main disks and the disks are connected with blind shells in such a way that they form a sealed vessel with inlet and outlet nozzles. To attach the rotating nozzles to the fixed feeds, face seals are used.

Кроме того, предусмотрены частные варианты реализации группы изобретений, согласно которым:In addition, there are private options for implementing a group of inventions, according to which:

- вместо радиальных лопаток используются кольцевые выступы на основном и переднем дисках,- instead of the radial blades are used annular protrusions on the main and front disks,

- вместо радиальных лопаток используются перфорированные радиальные перегородки,- instead of radial blades, perforated radial partitions are used,

- в устройстве дополнительно предусмотрен привод вращения рабочего колеса,- the device additionally provides for a drive rotation of the impeller,

- с целью снижения осевых нагрузок используются, по меньшей мере, два симметрично расположенных на одном валу рабочих колеса, причем подвод нагнетаемой жидкости осуществляется через патрубки колес направленные разнонаправленно, а отвод осуществляют через патрубки, направленные навстречу друг другу.- in order to reduce axial loads, at least two impellers symmetrically located on the same shaft are used, with the pumped liquid being supplied through the nozzles of the wheels directed in different directions, and the removal is carried out through the nozzles directed towards each other.

В отличие от наиболее близкого аналога, в заявленных способе и устройстве используют нагнетательную камеру, образованную между основным и передним дисками, и выходную, образованную между основным и задним дисками. По заявленному способу не требуется неподвижного внешнего корпуса насоса, а вход и выход нагнетаемой среды расположены соосно. При этом обеспечивается отсутствие причин для возникновения кавитации, помпажа и гидравлических протечек от зоны нагнетания к зоне разрежения.In contrast to the closest analogue, in the claimed method and device use the injection chamber formed between the main and front discs, and the output formed between the main and rear discs. According to the claimed method does not require a fixed external pump casing, and the inlet and outlet of the injected medium are located coaxially. This ensures that there are no reasons for the occurrence of cavitation, surge and hydraulic leaks from the discharge zone to the vacuum zone.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Заявленное устройство для нагнетания давления текучей среды поясняется чертежами и содержит, по меньшей мере, одно рабочее колесо (1), выполненное с возможностью вращения с использованием привода (2).The claimed device for pressurizing a fluid is illustrated by drawings and comprises at least one impeller (1) rotatable using an actuator (2).

Рабочее колесо (1) имеет задний (3), передний (4) и основной (5) диски, установленные соосно с зазором и жестко соединенные посредством шпилек (6). Герметичность обеспечивается обечайкой (7). В рамках данной заявки термины «передний» и «задний» применяются относительно направления потока. В переднем диске (4), со стороны торцевой поверхности выполнено осевое входное отверстие (8) с патрубком (9) для подачи текучей среды в зазор между передним диском (4) и основным диском (5). На смежных торцевых поверхностях дисков (4) и (5) выполнены радиальные лопатки (10). На периферии основного диска (5) имеются отверстия (11). Задний выходной диск (3) имеет выходной патрубок (12). Входной (9) и выходной (12) патрубки выполнены соосно, образуют ось вращения и вращаются в опорных подшипниках (13). Для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами используются торцевые уплотнения (14). Для сообщения вращательного движения, используется ременная передача (15).The impeller (1) has a rear (3), front (4) and main (5) discs mounted coaxially with a gap and rigidly connected by means of studs (6). The tightness is ensured by the shell (7). In the framework of this application, the terms "front" and "back" are applied relative to the direction of flow. In the front disk (4), on the side of the end surface, an axial inlet (8) is made with a pipe (9) for supplying fluid into the gap between the front disk (4) and the main disk (5). Radial vanes (10) are made on the adjacent end surfaces of the disks (4) and (5). On the periphery of the main disk (5) there are holes (11). The rear output disc (3) has an outlet (12). The inlet (9) and outlet (12) nozzles are made coaxially, form the axis of rotation and rotate in the support bearings (13). For connection with the inlet and outlet pipes, end seals are used (14). To communicate the rotational motion, a belt drive (15) is used.

Заявленный способ нагнетания давления с использованием описанного устройства реализуется следующим образом.The claimed method of pressure injection using the described device is implemented as follows.

Текучая среда (жидкость, газ, суспензия, жидкостно-газовая среда и т.д.), попадая через входной патрубок (9) внутрь нагнетательной полости между передним диском (4) и основным (5) с радиальными лопатками (10), под воздействием центробежных сил отбрасывается к периферии, где вытесняется через отверстия (11) в выходную полость между основным диском (5) и задним диском (3), откуда отводится через выходной патрубок (12). Пунктиром показан путь движения текучей среды.Fluid medium (liquid, gas, suspension, liquid-gas medium, etc.), getting through the inlet (9) into the discharge cavity between the front disk (4) and the main (5) with radial blades (10), under the influence of centrifugal forces are rejected to the periphery, where it is forced out through the holes (11) into the output cavity between the main disk (5) and the rear disk (3), from where it is discharged through the outlet nozzle (12). The dotted line shows the path of the fluid.

Claims (6)

1. Устройство для нагнетания давления текучей среды, включающее, по меньшей мере, одно выполненное с возможностью вращения рабочее колесо (1), содержащее задний (3), передний (4) и основной (5) диски, соединенные посредством шпилек (6), установленные соосно с зазором, отличающееся тем, что передний и основной диски жестко герметично соединены обечайкой (7), причем в переднем диске (4) выполнено осевое входное отверстие (8) с патрубком (9) для подачи текущей среды в зазор между передним диском (4) и основным диском (5), на смежных торцевых поверхностях дисков (4 и 5) выполнены радиальные лопатки (10) или кольцевые выступы или перфорированные радиальные перегородки, на периферии основного диска (5) имеются отверстия (11), задний выходной диск (3) имеет выходной патрубок (12), входной (9) и выходной (12) патрубки образуют ось вращения в опорных подшипниках (13), а для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами используются торцевые уплотнения (14).1. A device for injecting fluid pressure, comprising at least one rotatable impeller (1) comprising a rear (3), front (4) and main (5) discs connected by means of studs (6), installed coaxially with a gap, characterized in that the front and main disks are rigidly hermetically connected by a shell (7), and in the front disk (4) there is an axial inlet (8) with a nozzle (9) for feeding the current medium into the gap between the front disk ( 4) and the main disk (5), on the adjacent end surfaces of the disk Radial blades (10) or annular protrusions or perforated radial partitions are made in (4 and 5), there are holes (11) on the periphery of the main disk (5), the rear output disk (3) has an outlet (12), an input (9) and the outlet (12) nozzles form the axis of rotation in the thrust bearings (13), and end seals (14) are used to connect with the inlet and outlet pipes. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит привод вращения рабочего колеса.2. The device according to p. 1, characterized in that it further comprises a drive rotation of the impeller. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что использованы, по меньшей мере, два симметрично расположенных на одном валу рабочих колеса, причем подвод нагнетаемой жидкости осуществляется через патрубки колес, направленные разнонаправленно, а отвод осуществляют через патрубки, направленные навстречу друг другу.3. The device according to p. 1, characterized in that used at least two symmetrically located on the same shaft impellers, and the supply of the injected fluid through the nozzles of the wheels, directed in opposite directions, and the removal is carried out through the nozzles directed towards each other. 4. Способ нагнетания давления текучей среды, включающий осевую подачу текучей среды в, по меньшей мере, одно вращающееся рабочее колесо (1), содержащее задний (3), передний (4) и основной (5) диски, соединенные посредством шпилек (6), установленные соосно с зазором, отличающийся тем, что передний и основной диски жестко герметично соединены обечайкой (7), причем в переднем диске (4) выполнено осевое входное отверстие (8) с патрубком (9) для подачи текущей среды в зазор между передним диском (4) и основным диском (5), на смежных торцевых поверхностях дисков (4) и (5) выполнены радиальные лопатки (10), на периферии основного диска (5) имеются отверстия (11), задний выходной диск (3) имеет выходной патрубок (12), входной (9) и выходной (12) патрубки образуют ось вращения в опорных подшипниках (13), а для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами используются торцевые уплотнения (14).4. Method of pressurizing fluid, comprising axial flow of fluid into at least one rotating impeller (1), containing rear (3), front (4) and main (5) discs connected by studs (6) mounted coaxially with a gap, characterized in that the front and main disks are rigidly hermetically connected by a shell (7), with an axial inlet (8) with a nozzle (9) in the front disk (4) for feeding the flowing medium into the gap between the front disk (4) and the main disk (5), on adjacent end surfaces of the disks ( 4) and (5) radial vanes (10) are made, on the periphery of the main disk (5) there are holes (11), the rear output disk (3) has an outlet (12), the inlet (9) and the output (12) nozzles form axis of rotation in the thrust bearings (13), and end seals (14) are used to connect with the inlet and outlet pipes. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что оно дополнительно содержит привод вращения рабочего колеса.5. The method according to p. 4, characterized in that it further comprises a drive rotation of the impeller. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что использованы, по меньшей мере, два симметрично расположенных на одном валу рабочих колеса, причем подвод нагнетаемой жидкости осуществляется через патрубки колес, направленные разнонаправленно, а отвод осуществляют через патрубки, направленные навстречу друг другу.6. The method according to p. 4, characterized in that used at least two symmetrically located on the same shaft impellers, and the supply of the injected fluid through the nozzles of the wheels, directed opposite directions, and the removal is carried out through the nozzles directed towards each other.
RU2018122144A 2018-06-19 2018-06-19 Device and method of injecting fluid pressure RU2688058C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122144A RU2688058C1 (en) 2018-06-19 2018-06-19 Device and method of injecting fluid pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122144A RU2688058C1 (en) 2018-06-19 2018-06-19 Device and method of injecting fluid pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688058C1 true RU2688058C1 (en) 2019-05-17

Family

ID=66578809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122144A RU2688058C1 (en) 2018-06-19 2018-06-19 Device and method of injecting fluid pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688058C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5297926A (en) * 1990-03-02 1994-03-29 Nissho Giken Kabushiki Kaisha Flow generating apparatus and method of manufacturing the apparatus
RU2187708C1 (en) * 2001-07-13 2002-08-20 Центр внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова Centrifugal pump
RU2518769C1 (en) * 2013-01-23 2014-06-10 Александр Олегович Кудрявцев Turbopump for two fluids
RU2617614C1 (en) * 2016-06-27 2017-04-25 Закрытое акционерное общество "Путь 910" Device and method for fluid medium pressurization

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5297926A (en) * 1990-03-02 1994-03-29 Nissho Giken Kabushiki Kaisha Flow generating apparatus and method of manufacturing the apparatus
RU2187708C1 (en) * 2001-07-13 2002-08-20 Центр внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова Centrifugal pump
RU2518769C1 (en) * 2013-01-23 2014-06-10 Александр Олегович Кудрявцев Turbopump for two fluids
RU2617614C1 (en) * 2016-06-27 2017-04-25 Закрытое акционерное общество "Путь 910" Device and method for fluid medium pressurization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2916997A (en) Double-outlet centrifugal pump
US3809491A (en) Centrifugal pump structure
US1334461A (en) Centrifugal pump
JP2016512304A (en) Gear-driven flowing water Pitot tube pump
US9739284B2 (en) Two piece impeller centrifugal pump
RU2656098C1 (en) Groove seal of a pump impeller
RU2688058C1 (en) Device and method of injecting fluid pressure
RU2511967C1 (en) Turbo-pump unit, and cold, hot and industrial water pumping method
US3689931A (en) Centrifugal pumps
CN207004908U (en) A kind of inducer of no blade tip clearance leakage
US3384023A (en) Pump and method of pumping
US3540834A (en) Apparatus for pumping liquids containing solids
US4492516A (en) Method and apparatus for controlling recirculation in a centrifugal pump
RU2628684C1 (en) Centrifugal pump impeller
RU2627476C1 (en) Centrifugal pump impeller
RU2658448C1 (en) Multistage cavitation heat generator (embodiments)
RU2794619C1 (en) Combined monoblock pump with wet rotor
RU2617614C1 (en) Device and method for fluid medium pressurization
RU175504U1 (en) CENTRIFUGAL PUMP
RU2299344C1 (en) Device for separation of the pump and the turbine of the booster turbo-pump aggregate of the liquid propellant rocket engine
RU2813399C1 (en) Centrifugal pump
RU2550564C2 (en) Centrifugal pump
RU2166131C2 (en) Horizontal centrifugal pump
RU2594247C1 (en) Mid stage impeller of centrifugal pump
KR200229322Y1 (en) Centrifugal pump