способ перекачивания жидкостей и насос для его реализации

Формула изобретения

1. Способ перекачивания жидкостей, включающий перекачку жидкости в трубе посредством спиральной диафрагмы, отличающийся тем, что жидкость перекачивается посредством упругой диафрагмы, выполненной в виде двух пропеллеров, вставленных друг в друга и вращающихся относительно друг друга в разные стороны с разной угловой скоростью.

2. Насос для перекачивания жидкости, включающий цилиндрический корпус с входным и выходным трубопроводами, ротор со спиральной диафрагмой, привод, связанный с валом ротора и установленный в корпусе, отличающийся тем, что спиральная диафрагма выполнена в виде «пропеллера Шпади» - как внешний пропеллер с петлевыми лопастями, посреди которого на коаксиальном валу расположен внутренний пропеллер обратного вращения со сплошными лопастями, при этом пропеллеры вращаются с разной угловой скоростью.

3. Насос по п.2, отличающийся тем, что внешний пропеллер посредством вала присоединен к электродвигателю, расположенному с одной стороны корпуса, а внутренний пропеллер - к другому электродвигателю, расположенному на противоположной стороне корпуса, причем пропеллеры вращаются относительно друг друга в разные стороны с разной угловой скоростью.

4. Насос по п.2, отличающийся тем, что внешний пропеллер выполнен трехлопастным, а внутренний пропеллер - четырехлопастным.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к области насосостроения и может быть использована для перекачивания как жидкостей, так и газов.

Наиболее близким к изобретению в части способа является реализованный в насосе способ перекачивания жидкостей, включающий перекачку жидкости в трубе посредством спиральной диафрагмы (см. патент РФ № 2256820, кл. F04D 3/02, опубл. 20.07.2005, бюл. № 20).

Наиболее близким к изобретению в части устройства является насос для перекачивания жидкости, включающий цилиндрический корпус с входным и выходным трубопроводами, ротор со спиральной диафрагмой, привод, связанный с валом ротора и установленный в корпусе (см. патент РФ № 2256820, кл. F04D 3/02, опубл. 20.07.2005, бюл. № 20).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных способа и устройства, относится то, что данный способ перекачки жидкости приводит к закручиванию потока жидкости сначала в статоре, а затем и в нагнетательной трубе, что в конечном итоге приводит к потере гидродинамического напора жидкости.

Задачей изобретений является увеличение давления и исключение закручивания потока выходящей из предлагаемого устройства жидкости.

Использование группы изобретений обеспечивает следующий технический результат:

- увеличение перепада давления за счет использования силы Кориолиса, воздействующей на лопасти обоих пропеллеров дополнительно к силам гидродинамики;

- отсутствие завихрений и закручивания потока жидкости за счет использования внутреннего пропеллера.

Технический результат достигается тем, что в способе перекачивания жидкостей, включающем перекачку жидкости в трубе посредством спиральной диафрагмы, согласно изобретению жидкость перекачивается посредством упругой диафрагмы, выполненной в виде двух пропеллеров, вставленных друг в друга и вращающихся относительно друг друга в разные стороны с разной угловой скоростью.

Технический результат достигается также тем, что в насосе для перекачивания жидкости, включающем цилиндрический корпус с входным и выходным трубопроводами, ротор со спиральной диафрагмой, привод, связанный с валом ротора и установленный в корпусе, согласно изобретению спиральная диафрагма выполнена в виде «пропеллера Шпади» (см. патент РФ № 2330791 С2, 10.08.2008) - как внешний пропеллер с петлевыми лопастями, посреди которого на коаксиальном валу расположен внутренний пропеллер обратного вращения со сплошными лопастями, при этом пропеллеры вращаются с разной угловой скоростью.

Внешний пропеллер может быть посредством вала присоединен к электродвигателю, расположенному с одной стороны корпуса, а внутренний пропеллер - к другому электродвигателю, расположенному на противоположной стороне корпуса, причем пропеллеры вращаются относительно друг друга в разные стороны с разной угловой скоростью.

Внешний пропеллер может быть выполнен трехлопастным, а внутренний пропеллер - четырехлопастным.

Конструкция насоса, реализующая способ перекачивания жидкостей, представлена на чертежах, где:

на фиг.1 изображен продольный разрез насоса для перекачивания жидкости;

на фиг.2 - изометрическое изображение расположения двух пропеллеров.

Насос для перекачивания жидкости включает в себя цилиндрический корпус 1 с входным и выходным трубопроводами 2, 3, ротор со спиральной диафрагмой и привод в виде двух электродвигателей 6, 7, каждый из которых связан с валом 4 или 5 ротора и установленный в корпусе 8 или 9. Спиральная диафрагма выполнена в виде «пропеллера Шпади» - как внешний пропеллер 10 с тремя петлевыми лопастями, причем каждая лопасть состоит из входной части 11, выходной части 12 и дугообразной центральной периферийной части 13. Посреди внешнего пропеллера 10 на коаксиальном валу 5 расположен внутренний пропеллер 14 обратного вращения с четырьмя сплошными лопастями.

Способ перекачивания жидкости при работе насоса осуществляется следующим образом.

Жидкость по входному трубопроводу 2 подается в цилиндрический корпус 1 насоса, где под действие внешнего пропеллера 10 и внутреннего пропеллера 14 перегоняется к выходному трубопроводу 3 и отправляется потребителю.

Работа насоса осуществляется по принципу соосных винтов, расположенных на одной оси друг за другом. Причем созданный двухпропеллерный узел эквивалентен трем последовательно расположенным соосным пропеллерам: первый - входная часть 12 внешнего пропеллера 10, второй - сплошные лопасти внутреннего пропеллера 14, третий - выходная часть 12 внешнего пропеллера 10. При этом дугообразная центральная периферийная часть 13 внешнего пропеллера 10 при вращении находится под воздействием силы Кориолиса от воздействия потока жидкости, создаваемого лопастями внутреннего пропеллера 14, вращающегося в противоположную сторону. В результате такого взаимодействия лопастей обоих пропеллеров 10, 14 гидродинамические силы, действующие на перекачиваемую жидкость и толкающую ее вдоль трубы - корпуса 1, усиливаются силой Кориолиса, что приводит к увеличению перепада давления без осевого и вихревого закручивания потока жидкости.