сварное рабочее колесо центробежного насоса

Формула изобретения

1. Сварное рабочее колесо центробежного насоса, содержащее ведущий и покрывной диски с расположенными между ними лопатками, по наружным краям которых выполнены шипы длиной, в 3-5 раз большей толщины лопаток, расположенные на расстояниях между ними, кратных 1-1,3 длины шипов, при этом в покрывном и ведущем дисках по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов, выполненных по наружной стороне дисков.

2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что шипы лопаток выполнены прямоугольными с высотой, на 1-2 мм большей толщины стенок покрывного и ведущего дисков, и установлены в отверстиях дисков с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм, а фаски, снятые по контуру отверстий дисков, равны 0,3-0,5 толщины лопаток.

3. Рабочее колесо по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что шипы лопаток вместе с покрывным и ведущим дисками в сборе обварены электродуговой сваркой.

4. Рабочее колесо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что входной участок лопаток выполнен со скосом по радиусам образующей конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к центробежным насосам с вращательным движением для жидкостей, и может найти применение как в единичном производстве в ремонтных службах, так и в серийном производстве.

Известно рабочее колесо центробежного насоса, которое включает в себя ведущий и покрывной диски и расположенные между ними лопатки. Сварные швы расположены на внутренней поверхности дисков, т.е. в зоне проточной части колеса. Такие сварные рабочие колеса выполняются только небольших диаметров из-за невозможности достать электродом большие глубины и обеспечить качественную сварку. Кроме того, сварные швы в межлопаточном пространстве увеличивают гидравлическое сопротивление и ускоряют износ проточной части колеса (См., например, US №5558499, 1996).

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции недорогого и эффективного сварного рабочего колеса для центробежного насоса, снятие ограничения по его максимальному диаметру, а также расширение арсенала сварных рабочих колес для центробежных (лопастных) насосов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в обеспечении надежной фиксации покрывного, ведущего дисков и лопаток между собой, уменьшении гидравлического сопротивления за счет отсутствия сварных швов в межлопаточном пространстве для соединения лопаток с дисками, повышении долговечности и надежности за счет повышения качества выполнения сварных швов и, следовательно, надежности фиксации лопаток и дисков.

Сущность изобретения состоит в том, что в сварном рабочем колесе центробежного насоса, содержащем ведущий и покрывной диски с расположенными между ними лопатками, по наружным краям последних выполнены шипы длиной в 3-5 раз большей толщины лопаток, расположенные на расстояниях между ними, кратных 1-1,3 длины шипов, при этом в покрывном и ведущем дисках по линиям сопряжения с краями лопаток выполнены сквозные отверстия, в которых установлены шипы лопаток с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны дисков по контуру указанных отверстий сняты фаски для сварных швов, выполненных по наружной стороне дисков.

Предпочтительно шипы лопаток выполнены с высотой на 1-2 мм большей толщины стенок покрывного и ведущего дисков и установлены в отверстиях дисков с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм, а фаски, снятые по контуру отверстий дисков, равны 0,3-0,5 толщины лопаток.

При этом шипы лопаток вместе с покрывным и ведущим дисками в сборе обварены электродуговой сваркой, а входной участок лопаток выполнен со скосом по радиусам образующей конуса.

На фиг.1 изображено рабочее колесо в разрезе, на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1, на фиг.4 - лопатка (вид спереди).

Сварное рабочее колесо центробежного насоса содержит ведущий и покрывной диски 1, 2, соответственно, с расположенными между ними профилированными лопатками 3, по наружным краям последних выполнены прямоугольные шипы 4 длиной “L” в 3-5 раз большей толщины “h” лопаток 3, расположенные на расстояниях “Н” между ними, кратных 1-1,3 длины “L” шипов 4, при этом в покрывном и ведущем дисках 1, 2 по линиям сопряжения с краями лопаток 3 выполнены сквозные отверстия 5, в которых установлены шипы 4 лопаток 3 с образованием зазоров по ширине и длине, а с наружной стороны дисков 1, 2 по контуру отверстий 5 сняты фаски для сварных швов 5, выполненных по наружной стороне дисков 1, 2.

Предпочтительно шипы 4 лопаток 3 выполнены с высотой на 1-2 мм большей толщины стенок покрывного и ведущего дисков 1, 2 и установлены в отверстиях 5 дисков 1, 2 с образованием зазоров по ширине и длине 0,1-0,15 мм, а фаски, снятые по контуру отверстий 5 дисков 1, 2, равны 0,3-0,5 толщины лопаток 3.

При этом шипы 4 лопаток 3 вместе с покрывным и ведущим дисками 1, 2 в сборе обварены электродуговой сваркой, а входной участок лопаток 3 выполнен со скосом по радиусам образующей конуса. Рабочее колесо имеет большой диаметр (по периферийной окружности дисков 1, 2).

Сварное рабочее колесо работает следующим образом.

В составе центробежного насоса рабочее колесо приводится во вращение, например, электродвигателем, через установленный на валу последнего ведущий диск 1, захватывает лопатками 3 перекачиваемую жидкость из осевого подвода насоса и подает ее лопатками 3 по отводу, например спиральному, в выходное отверстие. Лопатки 3 обеспечивают преобразование кинетической энергии потока в энергию давления (напор) насоса при использовании конструктивно простых и технологичных элементов. Скосы по радиусам образующей конуса выполнены на лопатках 3 для уменьшения сопротивления и лучшего забора жидкости во внутренней стороне колеса. Отсутствие внутренних сварных швов в соединениях лопаток 3 с дисками 1, 2 уменьшает износ, упрощает технологию изготовления, обеспечивает высокое качество и надежность фиксации покрывного, ведущего дисков 1, 2 и лопаток 3 между собой, снимает ограничение по диаметру сварных рабочих колес, снижает гидравлические потери и повышает гидравлический КПД при преобразовании кинетической энергии жидкости в напор при работе насоса за счет отсутствия сварных швов в межлопаточном пространстве. При этом обеспечивается уменьшение количества деталей, сокращение габаритов, улучшение условий нагнетания жидкости, снижение трудозатрат вследствие упрощения технологии изготовления колеса с одновременным повышением долговечности, качества и технологичности изготовления рабочих колес, уменьшения материалоемкости.

В результате настоящего изобретения создана конструкция недорогого и эффективного сварного рабочего насоса для центробежного насоса, а также расширен арсенал сварных рабочих колес для центробежных (лопастных) насосов.