Le dispositif et le principe de fonctionnement des pompes centrifuges. Pompes centrifuges : dispositif et classification

L'utilisation répandue des pompes centrifuges dans la vie quotidienne et dans l'industrie est due à leurs hautes performances et à leur conception simple. Pour bon choix l'installation tenir compte de l'appareil Pompe centrifuge et types principaux.

Dispositif de pompe

Dans le boîtier en spirale de l'unité, sur l'arbre est Roue de travail(ou plusieurs pour les pompes multicellulaires). Il représente les disques avant et arrière (ou seulement l'arrière), entre lesquels se trouvent des lames.

Le liquide pompé à travers le tuyau d'aspiration (de réception) est fourni à la partie centrale de la roue. L'arbre est entraîné par un moteur électrique. L'eau due à la force centrifuge est expulsée du centre de la roue vers sa périphérie. Cela crée un espace raréfié au centre de la roue, une zone de basse pression. Cela favorise l'afflux d'eau nouvelle.

À la périphérie de la roue, l'inverse est vrai: l'eau, étant sous pression, a tendance à sortir par le tuyau de refoulement (échappement) dans la canalisation.

Types de pompes centrifuges

1. Par le nombre de roues(étages) centrifuges distinguent :
   • à une étape - modèles à une étape de travail (roue);
   • à plusieurs étages - avec plusieurs roues sur l'arbre.

1. Par le nombre de disques de roue:
   • avec disques avant et arrière - ils sont utilisés pour les réseaux basse pression ou le pompage de liquides épais;
   • avec disque arrière uniquement.

1. :
   • horizontal;
   • verticale.

1. Par taille pression générée l'eau les pompes centrifuges sont :
   • basse pression (jusqu'à 0,2 MPa);
   • pression moyenne (0,2-0,6 MPa);
   • élevé (à partir de 0,6 MPa de pression).

1. Par le nombre et l'emplacement des tuyaux d'aspiration:
   • avec absorption unilatérale ;
   • avec double aspiration.

1. Selon la vitesse de rotation de l'installation:
   • haute vitesse (haute vitesse) - dans ces modèles, la roue est située sur le manchon;
   • cours normal;
   • mouvement lent.

1. Selon la méthode de prélèvement liquide:
   • modèles à sortie en spirale - dans ceux-ci, les masses d'eau sont retirées directement de la périphérie des pales;
   • avec sortie d'aube - le liquide sort par une aube directrice à aubes.

1. Selon son objectif:
   • égout;
   • plomberie, etc...

1. Selon la méthode de connexion de l'installation avec le moteur électrique d'entraînement:
   • à l'aide d'un entraînement par poulie ou boîte de vitesses ;
   • avec accouplements.

1. Par lieu d'installation pendant le fonctionnement:
   • pompes de surface (externes) - pendant le fonctionnement, elles sont situées à la surface de la terre et dans le réservoir ( cloaque, fosse, etc.) le manchon d'admission est abaissé ;
   • modèles centrifuges submersibles - ces dispositifs sont conçus pour être immergés dans le liquide pompé;

Types de roues d'une pompe centrifuge

La roue est l'une des parties importantes d'une pompe centrifuge. Selon la puissance de l'unité et le lieu de son travail, ils diffèrent:

1. par matière :
   • la fonte, l'acier, le cuivre sont utilisés pour la fabrication de roues fonctionnant dans des environnements non agressifs ;
   • céramiques et matériaux similaires - lorsque la pompe fonctionne dans des environnements chimiquement actifs ;

1. par méthode de fabrication:
   • riveté (utilisé pour les pompes à faible puissance);
   • jeter;
   • timbré;

1. forme de lame:
   • à lames droites;
   • plié dans le sens opposé au sens de rotation de la roue;
   • courbé dans le sens de rotation de la roue.

La forme des pales affecte la pression de l'eau générée par l'unité.

Arbre de travail

C'est la partie de l'installation la plus susceptible d'être endommagée pendant le fonctionnement. Il a besoin d'un équilibrage et d'un centrage précis. Les matériaux à partir desquels l'arbre est fabriqué:

• fer forgé;
• acier allié (pour les installations fonctionnant avec des charges accrues);
• acier inoxydable (pour une utilisation dans des environnements agressifs).

Type d'arbre :

• rigide (pour les modes de fonctionnement normaux) ;
• flexible (pour grande vitesse);
• connecté à l'arbre du moteur d'entraînement (utilisé pour les modèles de pompes domestiques).

Le principe de fonctionnement d'une pompe centrifuge, ainsi que le schéma d'une pompe centrifuge, est le même pour tous les types d'unités. Il est basé sur l'effet de force des pales en rotation sur le débit du liquide pompé avec le transfert d'énergie mécanique du mécanisme de travail. Les différences entre les types d'installations résident dans leur puissance, la pression d'eau créée et leur conception.

Le résultat technique atteint par le modèle d'utilité proposé est la possibilité d'obtenir une roue monobloc durable avec un espace inter-aubes correspondant parfaitement à la géométrie théorique et avec une précision de 50 microns.

Domaine technique

Le modèle d'utilité concerne le domaine de l'ingénierie des pompes, plus précisément l'industrie des pompes centrifuges, à savoir la conception de leurs roues en divers matériaux thermoplastiques.

L'état de l'art

En Russie, les organisations suivantes développent le plus activement des éléments structurels et des assemblages de pompes centrifuges, en particulier des roues: OJSC Scientific Research and Design Institute of Centrifugal and Rotary Compressors, Federal State Unitary Enterprise Central Design Bureau of Mechanical Engineering, OJSC All-Russian Scientific -Institut de Recherche des Matières Premières Minérales. N.M. Fedorovsky", OJSC "Institut de recherche de l'Oural matériaux composites", CJSC Uralelectro-K", OJSC "L'usine de pompes submersibles Livensky", OJSC "l'usine de pompes électriques Bugulma", LLC "Société scientifique et de production" ALVIS ", LLC "Usine de polymères KCHK", LLC "Borets", LLC "Kurs" et autres

Parmi les principaux pays du monde, la recherche et le développement les plus étendus d'éléments structurels et de composants de pompes centrifuges, en particulier de roues, sont effectués au Japon, en Allemagne et aux États-Unis.

Les inventions nationales et étrangères connues et les modèles d'utilité liés au développement et à la production de roues de pompes centrifuges et sont des analogues du modèle d'utilité proposé.

Une turbine à jet centrifuge est proposée selon le brevet RF d'invention 2132973 C1, IPC F04D 29/22, F03B 3/12, 1999 /1/, qui peut être utilisée dans des dispositifs à déplacement non volumétrique, en particulier dans des pompes centrifuges pour pompage de liquide et dans les installations de turbines. La roue contient deux disques, entre lesquels une courroie annulaire avec des canaux de décharge fermés réalisés dans celle-ci est fixée de manière rigide. La roue est montée sur l'arbre et comporte un trou dans la partie centrale pour l'entrée du fluide de travail. Une cavité est formée par la surface interne de la ceinture. Les canaux de sortie sont situés le long de la composante axiale perpendiculaire au rayon de la roue, et les sorties sont orientées dans le sens opposé au sens de rotation de la roue. La génératrice du canal la plus éloignée du centre de la roue est située tangentiellement à la circonférence intérieure de la ceinture annulaire, ayant une hauteur égal au diamètre canal de sortie, et la largeur - deux diamètres du canal de sortie, et le rayon de la cavité libre de la roue est rendu égal à au moins deux diamètres de l'entrée du fluide de travail. L'utilisation de la présente invention permet de réduire les pertes mécaniques par frottement et d'augmenter le rendement de la roue.

On connaît selon le brevet RF d'invention 21422068 C1, IPC F04D 29/22, 29/28, 1999/2/, une roue de pompe centrifuge contenant les disques menant, mené et aubagé formant des canaux radiaux à plusieurs rangées. Les canaux sont munis d'aubes déplacées dans la direction circonférentielle. Les parois des canaux latéraux plus proches de la périphérie sont rendues coniques. Murs faisant face côtés opposés du plan de symétrie de la roue, faites se croisant dans son plan de symétrie le long de la circonférence. La longueur du cercle spécifié est égale à la longueur de l'arc de tous les canaux plus l'épaisseur de paroi entre les canaux adjacents. Sur la section périphérique de la roue, des canaux radiaux périphériques sont réalisés, placés dans une rangée et communiquant avec les canaux radiaux de toutes les rangées à travers l'espace annulaire. L'espace spécifié peut être divisé en secteurs. L'utilisation d'une turbine de cette conception augmente l'efficacité et réduit Couple de démarrage en réduisant les écoulements tourbillonnaires dans la roue.

Une roue de pompe centrifuge est proposée selon le brevet RF pour l'invention 2154197 C2, IPC F04D 29/22, 2000 /3/, contenant des disques et des aubes de travail spatial rigidement reliés les uns aux autres au moyen de tiges d'aubes incluses dans le corps de la disques. Les surfaces des pales et des queues de travail spatial sont réalisées sous la forme de surfaces réglées formées par des lignes droites se croisant et se coupant à l'extérieur des pales, et les queues sont réalisées sous la forme d'une queue d'aronde. Ces chemises sont coulées avec de la colle thermofusible, qui forme des disques lors de la coulée des roues, formant une connexion qui assure la non-séparabilité même avec des dommages locaux à la roue. De préférence, la température de fusion du matériau des pales est supérieure à la température de fusion du matériau des disques d'impulseur. L'utilisation de l'invention améliore la fiabilité et l'efficacité de la pompe en réduisant les pertes hydrodynamiques.

On connaît selon le brevet européen EP 978658 A1, IPC F04D 29/22, 2000/4/ un rouet radial de pompe centrifuge avec un canal d'écoulement entre la zone axiale de l'entrée d'écoulement et la zone radiale de sa sortie. Le canal d'écoulement est limité par les surfaces interne et externe de l'aube et les première et seconde surfaces annulaires du canal, passant transversalement à l'axe de l'impulseur radial, dirigées l'une vers l'autre et réalisées d'une seule pièce avec l'impulseur radial. Pour simplifier la fabrication de la roue radiale, les surfaces des canaux ont des diamètres différents. Dans ce cas, le diamètre minimal de la première surface de canal correspond au diamètre maximal de la seconde surface de canal. La première surface du canal est située du côté de la zone d'entrée du rouet radial.

Il est proposé selon le brevet RF pour l'invention 2164626 C1, IPC F04D 29/22, 2001 /5/, une roue à aubes de pompe centrifuge submersible, constituée d'un disque d'entraînement et de recouvrement avec des aubes situées entre eux, formant des canaux d'écoulement de croix variable section avec les disques. Les canaux d'écoulement sont réalisés en se rétrécissant du centre à la périphérie de la roue et en diminuant de hauteur. Dans le même temps, le profil des pales est réalisé le long d'une développante dont les extrémités sont redressées à un angle de 35 à 42 ° par rapport au cercle tangent du diamètre extérieur de la roue, en s'associant aux plans des avant et arrière. les disques de recouvrement sont réalisés selon un rayon de valeur croissante du centre à la périphérie des aubes de 1/20 à 1/2 hauteur de canal dans la zone égale à 0.3-0.4 longueur lames, et égale à 1/2 de la hauteur du canal dans la zone périphérique. De plus, l'angle d'inclinaison de l'extrémité interne des pales par rapport au plan du disque d'entraînement est de 107 à 115°, et les disques d'entraînement et de couverture sont équipés de roues installées sur les plans extérieurs des disques d'entraînement et de couverture. Les roues sur la surface extérieure du disque d'entraînement sont réalisées sous la forme d'aubes droites, et les roues sur la surface extérieure du disque de couverture sont réalisées sous la forme d'aubes à développante. Le diamètre du disque avant est inférieur au diamètre du disque de couverture d'une quantité égale à 1,2-1,6 de la largeur des canaux d'écoulement sur la périphérie des disques. L'invention permet d'augmenter le rendement et la pression de la pompe.

Pompe centrifuge à rotor connue selon le brevet allemand de l'invention DE 10006983 A1, IPC F04D 29/22, 2001 /6/, notamment utilisée dans les lave-vaisselle et machines à laver pompe de circulation. L'impulseur tourne contre une butée dans un carter équipé d'ajutages d'aspiration et de refoulement, et constitué de plusieurs aubes de travail, ainsi que d'une bague de poussée d'un joint à bague de contact. Les aubes de rotor s'étendent radialement du moyeu de roue à sa périphérie et sont situées sur la face avant du chevauchement d'aubes côté flux entrant et/ou sur la face arrière du chevauchement d'aubes côté carter. La roue avec le chevauchement des pales de travail est rendue semi-ouverte. Dans ce cas, le chevauchement ne chevauche que partiellement les omoplates de l'avant ou de l'arrière. De préférence, l'impulseur est réalisé d'une seule pièce avec la bague en céramique du support de fermeture en coulée modèle.

Un ensemble roue de pompe est proposé selon le brevet international WO 190582 A1, IPC F04D 29/22, 2001/7/, contenant une roue ayant une paire de disques connectés séparément à l'arbre d'entraînement pour une rotation autour de l'axe. Entre les disques, il y a des pales de la roue qui tournent avec eux. De plus, l'ensemble comporte un dispositif qui applique une force axiale sur la roue, fixant les disques et les aubes situées entre eux.

Une roue ouverte pour pompes centrifuges est connue selon le brevet européen EP 1173678 A1, IPC F04D 29/22, 2002 /8/ avec un détail de moyeu dans lequel le trou central du moyeu est réalisé, et avec le premier élément de lame, qui est connecté au détail du côté des moyeux de moyeu. L'impulseur comporte une plaque transversale médiane sur laquelle les premiers éléments d'aube reposent de part et d'autre.

Selon le brevet américain d'invention US 6419450 VA, IPC F04D 29/22, 2002 /9/, il est proposé un rouet de pompe centrifuge à largeur réglable qui permet de sélectionner une largeur donnée du rouet parmi un certain nombre de valeurs disponibles. La roue à aubes contient le premier carter, ayant un certain nombre de pales de rotor, et le second carter, dans lequel un nombre égal de surfaces planes et de groupes de rainures sont formés. Chaque groupe comporte un nombre égal de rainures évidées dans lesquelles les aubes du premier carénage sont insérées. Lors de l'assemblage de la roue, il est possible de choisir entre la formation de canaux d'écoulement formés par les bords extérieurs des aubes en butée contre des surfaces planes, ou plusieurs canaux d'écoulement de différentes largeurs formés par l'introduction des aubes dans le groupe correspondant de rainures. Après assemblage final, la roue a une largeur fixe. La conception proposée réduit le nombre de moules nécessaires à la fabrication de roues de différentes largeurs, et réduit également le nombre de différents pièces d'assemblage roues de travail.

Une roue centrifuge est connue selon le brevet RF pour l'invention 2213271 C2, IPC F04D 29/22, 13/10, 2003/10/, constituée de disques avant et d'entraînement en plastique. La surface d'étanchéité la plus sujette à l'usure est une bague en acier inoxydable forgé moulée dans le plastique du disque avant et est associée à une bague en caoutchouc à membrane. Le déchargement axial de la roue se fait sous la forme d'aubes radiales situées sur la face arrière du disque d'entraînement. L'invention vise à améliorer la résistance à l'usure et la durabilité des roues en plastique.

Il est proposé selon le brevet RF pour l'invention 2229628 C1, IPC F04D 29/22, 2004/11/, une roue à double aspiration soudée d'une pompe centrifuge, contenant un entraînement et deux disques de couverture et aubes situés entre eux. Le long des bords extérieurs des lames, des pointes rectangulaires sont faites, ayant une longueur 3 à 5 fois supérieure à l'épaisseur des lames, et situées à des distances multiples de 1 à 1,3 la longueur des pointes. Des trous traversants sont pratiqués dans les disques de couverture le long des lignes d'interface avec les lames, dans lesquels les pointes des lames sont installées avec la formation d'espaces sur la largeur et la longueur. Sur le côté extérieur des disques de recouvrement, le long du contour des trous, des chanfreins ont été supprimés pour les soudures. Les pointes des lames sont réalisées avec une hauteur de 1 à 2 mm supérieure à l'épaisseur des parois des disques de revêtement et sont installées avec la formation d'espaces de 0,1 à 0,15 mm. Les chanfreins pris le long du contour des trous sont égaux à 0,3-0,5 de l'épaisseur des lames. L'invention vise la création d'une roue soudée peu coûteuse et efficace avec une fixation fiable des disques et des aubes les uns aux autres en améliorant la qualité des soudures.

On connaît la roue d'une pompe centrifuge submersible selon le brevet RF pour l'invention 2234001 C1, IPC F04D 29/22, 13/10, 2004 /12/, contenant les disques principal et de couverture, entre lesquels se trouve un disque profilé réalisé avec une alternance de surfaces saillantes avant et arrière. Les surfaces saillantes avant sont reliées rigidement au disque de couverture, les surfaces saillantes arrière sont reliées rigidement au disque principal, les pales de la turbine sont formées par les surfaces latérales du disque profilé et le chemin d'écoulement est formé par les surfaces saillantes du disque de profil et secteurs alternés des surfaces internes des disques principal et de couverture. Le disque profilé peut être réalisé par emboutissage, et la liaison rigide des surfaces saillantes du disque profilé avec les disques principal et de couverture peut être réalisée par soudage, brasage ou collage. L'invention vise à créer une roue d'une pompe centrifuge submersible, dont la conception permet de réduire l'intensité du travail en simplifiant la technologie de fabrication, de réduire la consommation de métal et d'augmenter l'efficacité

Une roue à aubes soudée d'une pompe centrifuge est proposée selon le brevet RF pour l'invention 2244169 C2, IPC F04D 29/22, 2005 /13/, contenant un disque d'entraînement et de recouvrement avec des aubes situées entre elles, le long des bords extérieurs desquels des pointes sont constituées de lames 3 à 5 fois plus longues et plus épaisses, situées à des distances entre elles multiples de 1 à 1,3 de la longueur des épines. Des trous traversants sont pratiqués dans le couvercle et les disques d'entraînement, dans lesquels des pointes de lame sont installées avec la formation d'espaces sur la largeur et la longueur. Sur le côté extérieur des disques, le long du contour des trous, des chanfreins ont été supprimés pour les soudures. Les pointes des lames sont rectangulaires avec une hauteur supérieure de 1 à 2 mm à l'épaisseur des parois des disques et sont installées dans les trous avec la formation d'espaces de largeur et de longueur de 0,1 à 0,15 mm. Les chanfreins pris le long du contour des trous du disque sont égaux à 0,3-0,5 de l'épaisseur de la lame. Les pointes d'aubes ainsi que les disques assemblés sont ébouillantés par soudage à l'arc électrique, et la section d'entrée des aubes est réalisée avec un biseau le long des rayons de la génératrice du cône. L'invention vise à créer une roue de pompe peu coûteuse et efficace et à supprimer la restriction sur son diamètre maximal.

On connaît le rotor d'une pompe centrifuge selon le brevet RF pour l'invention 2258158 C1, IPC F04D 29/22, 7/06, 2005 /14/, contenant un moyeu métallique, un revêtement polymère protecteur à partir duquel des parties du rotor se forment au contact du liquide pompé. Le moyeu est équipé d'une bague métallique coaxiale à celui-ci, qui est reliée au moyeu par une liaison monobloc et présente des trous ovales dont les grands axes sont situés radialement et symétriquement à l'axe du moyeu. De plus, le rapport de la surface de l'anneau à la surface totale des trous ovales est de 3 à 5, le rapport de la largeur des trous ovales à l'épaisseur Revêtement de protection de 1 à 3, le rapport de la longueur des trous ovales à leur largeur est de 1 à 5, le rapport du diamètre extérieur de la roue au diamètre extérieur de l'anneau est de 1,02 à 1,10. revêtement polymère en PTFE. L'invention vise à augmenter la durabilité.

Une roue à aubes à double disque est proposée machine hydraulique selon le brevet RF d'invention 2266434 C2, IPC F04D 29/22, 7/04, 2005 /15/, contenant carcasse en métal, constitué d'un disque moteur interconnecté, de son moyeu, d'un disque entraîné et d'éléments de liaison installés entre les surfaces d'extrémité des disques et formant des profils de plusieurs aubes, ainsi que d'un revêtement anti-usure du châssis. Les disques sont réalisés sous la forme d'anneaux concentriques reliés entre eux par des ponts. Les éléments de liaison qui forment le profil de chaque pale sont reliés aux anneaux de disque mentionnés. Anneaux, cavaliers et éléments de liaison en acier d'armature du même assortiment et reliés entre eux par soudage. Pour former un châssis unique, la bague intérieure du disque d'entraînement est reliée par des ponts au moyeu, également par soudure. L'invention vise à réduire la consommation de métal et le poids de l'impulseur de la machine.

Une turbine de pompe à eau est connue selon le brevet japonais pour l'invention JP 3668465 B2, IPC F04D 29/22, 2005 /16/, ayant un corps principal formé d'un matériau synthétique matériau polymère, et des lames situées autour de la section rotative centrale. Il existe également une douille métallique, dans laquelle un élément cylindrique est installé à partir du côté avant de la section centrale rotative, ayant une section légèrement effilée à l'extrémité axiale. Un élément de support quasi axial est installé sur le côté arrière de la section centrale rotative. Une surface de support est formée entre l'élément cylindrique et l'élément de support quasi axial. Un manchon métallique est inséré dans l'élément rotatif central.

L'analyse des informations sur les brevets nationaux et étrangers sur les conceptions de roues de pompes centrifuges a montré que les roues sont constituées de divers éléments structurels utilisant diverses formes de soudage, d'emboutissage, de pressage, de fonderie et autres. Dans le même temps, les roues peuvent être divisées en deux types en fonction de la précision des éléments structurels et de la résistance de leur connexion, en particulier les disques principaux (aubes) et de couverture, en fonction de la technologie de leur production.

Le premier type: deux disques sont coulés - le principal et le couvercle, puis ces deux disques sont soit soudés, soit soudés, soit collés ensemble. Cependant, il est très difficile de maintenir la géométrie des canaux d'écoulement lors du soudage, du brasage ou du collage, et la résistance de la connexion des disques est bien inférieure à la résistance des matériaux des disques. De plus, il est impossible d'obtenir des aubes de turbine avec une géométrie spatiale.

Le deuxième type: la roue est coulée dans son ensemble et l'espace entre les aubes est formé par traitement ou par des inserts spéciaux. Inconvénients du deuxième type : soit l'impossibilité d'obtenir une forme de canal correspondant exactement à la géométrie théorique, soit, les inserts étant constitués de nombreuses pièces détachables, la complexité du processus de fabrication de la roue et, par conséquent, sa faible fabricabilité.

Ainsi, les conceptions actuellement connues d'impulseurs de pompes centrifuges et la technologie de leur fabrication présentent des inconvénients importants : l'impossibilité de copier avec précision la géométrie théorique des canaux d'écoulement dans une presse ou un moule de coulée et/ou une faible fiabilité de la connexion du revêtement et disques d'aubes, ainsi qu'une fabricabilité insuffisante du processus de production.

La solution technique proposée vise à éliminer les inconvénients ci-dessus.

La roue d'une pompe centrifuge est proposée, qui est une construction coulée monobloc en matériau thermoplastique, obtenue par coulée sur des tiges de revêtement, ce qui permet de répéter la géométrie théorique des canaux d'écoulement avec une grande précision (jusqu'à 50 microns) et obtenir une roue résistante, sans souder, braser ou coller ses éléments structurels, c'est-à-dire avec une résistance équivalente à celle du matériau thermoplastique utilisé.

Parmi les conceptions ci-dessus de roues de pompes centrifuges, qui sont analogues au modèle d'utilité revendiqué, la roue selon le brevet RF pour l'invention 2213271 C2, IPC F04D 29/22, publ. 27.09.2003 /10/, qui a un ensemble de caractéristiques qui est le plus proche de l'ensemble des caractéristiques essentielles du modèle d'utilité proposé.

Divulgation du modèle d'utilité

Le modèle d'utilité proposé est une construction moulée monobloc d'une roue de pompe centrifuge de haute précision et durable en matériau thermoplastique.

Cette conception de roue coulée en une seule pièce est réalisée à l'aide d'un moulage de noyau d'investissement en trois étapes.

Au premier étage : les tiges sont coulées à partir d'un métal ou d'un alliage à bas point de fusion mais à forte intensité de chaleur, leur géométrie extérieure correspondant parfaitement à l'espace interpale intérieur de la roue. Le nombre de tiges est déterminé par la géométrie de la roue. La température de fusion du matériau fusible doit être légèrement inférieure à la température de fonctionnement du matériau thermoplastique, et sa capacité calorifique doit être telle qu'il peut supporter un chauffage à court terme à la température de traitement du matériau thermoplastique sans perte de forme et dommages à la couche superficielle.

À la deuxième étape: des tiges coulées à partir d'un matériau à bas point de fusion, ainsi qu'un manchon métallique pour l'entraînement, sont insérés dans le moule en tant qu'éléments intégrés et la roue est coulée sur une machine de moulage par injection ou un autre équipement de traitement des matériaux thermoplastiques.

Au troisième stade : la roue coulée avec les tiges et la douille est chauffée au point de fusion d'un matériau à bas point de fusion, les tiges sont fondues et une roue coulée solide avec un espace interpale interne de haute précision, jusqu'à 50 microns, correspondant à la précision de fabrication des moules pour la production de joncs, est obtenue.

Le matériau fusible fondu des tiges peut être réutilisé à l'avenir.

Dans la roue proposée, il n'y a pratiquement pas de déséquilibre, ce qui est une conséquence de sa solution constructive et haute précision de fabrication. De plus, la production de telles roues est hautement technologique et économique, car le matériau des tiges fondues est utilisé à plusieurs reprises.

Le résultat technique atteint par le modèle d'utilité proposé est la création conception unique roue de pompe centrifuge monobloc moulée de haute précision et durable en divers matériaux thermoplastiques.

Brève description du matériel graphique expliquant l'essence du modèle d'utilité

Dans la Fig.1. une représentation graphique de la 1ère étape d'obtention de l'impulseur est présentée : coulée de crayons en matériau à bas point de fusion.

Dans la Fig.2. - une représentation graphique de la 2ème étape d'obtention de la roue : assemblage des tiges et du manchon métallique dans le moule et obtention du moulage.

Dans la Fig.3. - représentation graphique de la 3ème étape d'obtention de l'impulseur : fusion des crayons.

Dans la Fig.4. représente une conception monobloc unique de la roue d'une pompe centrifuge - le modèle d'utilité proposé.

Les documents graphiques sont présentés sur des feuilles séparées avec une numérotation distincte.

Implémentation du modèle d'utilité

L'obtention de la conception d'un rouet monobloc coulé de haute précision et durable d'une pompe centrifuge en matière thermoplastique est réalisée par coulée sur des tiges de revêtement, notamment de la manière suivante.

A partir d'un alliage d'étain et de bismuth, dit alliage de Wood, des tiges coulées, dans leur géométrie extérieure, correspondent parfaitement à l'espace inter-aubes interne de la roue (figure 1). Le nombre de tiges est déterminé par la géométrie de la roue. La température de fusion de l'alliage spécifié - 155°C. Cependant, les tiges coulées à partir de celui-ci peuvent être chauffées pendant une courte période, en 10 secondes, à une température de 320°C sans se déformer et sans endommager la couche de surface.

Les tiges coulées à partir de cet alliage, ainsi que le manchon métallique de l'entraînement, sont insérés dans le moule en tant qu'éléments encastrés (figure 2). La roue est moulée dans un moule sur une machine de moulage par injection de la manière habituelle de traitement des matériaux thermoplastiques.

Coulée sur une machine de moulage par injection, la roue est retirée du moule. Les tiges en alliage étain-bismuth sont situées à l'intérieur de la roue, formant l'espace interpale. Ensuite, la roue, avec les tiges et la douille, est placée dans un bain spécial d'huile à haute température. L'huile est portée à une température de 180°C, les joncs sont fondus et une roue monobloc coulée (figure 3) est obtenue avec un espace interpale interne de grande précision, jusqu'à 50 μm, correspondant à la précision des moules de fabrication . L'alliage étain-bismuth fondu peut être réutilisé à l'avenir.

Le résultat technique consiste en la possibilité d'obtenir une structure coulée monobloc d'une roue durable en matériau thermoplastique avec un espace inter-aubes correspondant parfaitement à la géométrie théorique et avec une précision de 50 microns (figure 4).

Exemple de mise en œuvre d'un modèle d'utilité

Un exemple pratique de la mise en œuvre du modèle d'utilité proposé est une roue fabriquée en matériau thermoplastique "sulfure de polyphénylène" de marque "Fortron 1140L4", représentée sur la Fig.4.

Où : 1 - disque de couverture ;

2 - lames spatiales ;

3 - manchon intégré en métal;

4 - disque principal (aube).

Applicabilité industrielle

Le modèle d'utilité proposé peut trouver application large dans l'industrie des pompes en tant que roues monobloc, de haute précision et durables de pompes centrifuges en divers matériaux thermoplastiques.

1. La roue à aubes d'une pompe centrifuge, contenant les disques principaux et de couverture en matière thermoplastique et un manchon métallique pour l'entraînement, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous la forme d'une structure monobloc coulée avec une haute précision Forme géométriqueéléments structuraux et une liaison solide entre eux par coulée sur tiges à cire perdue en trois temps :

à la première étape: des tiges sont coulées à partir d'un métal ou d'un alliage fusible mais thermo-intensif, dans leur géométrie extérieure correspondant complètement à l'espace inter-aubes interne de la roue à aubes et dont le nombre est déterminé par la géométrie de la roue à aubes; la température de fusion du matériau fusible doit être légèrement inférieure à la température de fonctionnement du matériau thermoplastique, et sa capacité thermique doit être telle qu'il peut supporter un chauffage à court terme à la température de traitement du matériau thermoplastique sans perte de forme ni dommage la couche superficielle;

à la deuxième étape: des tiges coulées à partir d'un matériau à bas point de fusion, ainsi qu'un manchon métallique, sont insérés dans le moule en tant qu'éléments intégrés et la roue est coulée sur une machine de moulage par injection ou un autre équipement de traitement des matériaux thermoplastiques;

à la troisième étape : la roue coulée, avec les tiges et le manchon, est chauffée au point de fusion d'un matériau à bas point de fusion, les tiges sont fondues et une roue coulée solide avec un espace interpale interne de haute précision, jusqu'à à 50 microns, correspondant à la précision de fabrication des moules pour la réalisation des joncs, est obtenue.

La pompe de vidange est montée dans la machine à laver et est utilisée pour vidanger et pomper l'eau pendant le cycle de lavage. Est le maillon le plus faible Machine à laver il faut donc le réparer de temps en temps. Il est possible d'acheter et d'installer une nouvelle pompe à bas prix.

Souvent dans agriculture, dans l'industrie et chez les particuliers utilisent des équipements de pompage. Leur but est de déplacer différents types liquides. C'est pourquoi les unités de pompage ont de nombreuses variétés, parmi lesquelles une place particulière est occupée par les pompes centrifuges.

Le principal élément de travail de cet équipement est la roue. Cet article aborde en détail le concept de la roue à aubes, le dispositif de cette élément structurel, ainsi que ses types.

1 Le concept de la roue et son dispositif

La roue (roue) de la pompe est le principal élément de travail de l'équipement de pompage, qui transmet l'énergie reçue du moteur. Le diamètre extérieur et intérieur des lames, la forme des lames, la largeur de la roue peuvent être déterminés à l'aide de calculs.

Le rôle principal de la roue de la pompe est de générer une force centrifuge, ce qui crée une pression qui met le flux de fluide en mouvement.

La conception de la roue comprend les éléments principaux suivants :

• disque avant (avant) ;
• disque arrière (entraîné);
• roue à aubes, qui se compose de lames situées entre les disques.

Les aubes de turbine des équipements de pompage ont souvent une courbure du côté opposé à la direction dans laquelle elles se déplacent.

1.1 Fonctions de la roue de la pompe

Le principe de fonctionnement de la roue: lorsque le cycle de travail commence, le liquide s'accumule entre les pales simultanément au début de la rotation de la roue. Sous l'effet de la rotation, une force centrifuge apparaît, contribuant à l'apparition de la pression ; puis le liquide s'éloigne du milieu de la roue et se presse progressivement contre les parois. Le fluide pompé, sous pression, est évacué à l'extérieur par le tuyau de refoulement, tandis qu'une pression minimale est créée au milieu de la roue, facilitant l'écoulement de la portion suivante de fluide vers la roue.

Il convient également de noter que ce processus se produit de manière cyclique, grâce à quoi le fonctionnement des équipements de pompage est stable et ininterrompu.

1.2 Types et différences

Les turbines sont des types suivants :

• ouvrir;
• fermé;
• semi-fermé.

Aujourd'hui, une pompe centrifuge à roue ouverte n'est pratiquement pas utilisée, car leur efficacité< 40%. Но на немногих землесосных снарядах давней постройки такие колеса еще эксплуатируются. Но данный тип крыльчаток имеет и преимущества.Они гораздо менее подвержены засорению, и их весьма легко можно защитить от износа стальными накладками. Также отремонтировать данный тип колес можно очень просто.

Type semi-fermé a un disque sur le côté opposé à l'aspiration. Ces types ne sont pas utilisés dans les grandes pompes de sol, mais sont utilisés dans les petites pompes où le colmatage est une pierre angulaire.

Types privés offrent le meilleur rendement, ils sont utilisés sur tous les équipements de pompage modernes. Ils ont une résistance élevée, mais leur protection contre l'usure et leur réparation sont beaucoup plus difficiles que les roues semi-fermées et ouvertes.

La roue fermée a de deux à six lames de travail. Des protubérances radiales sont généralement réalisées sur sa surface externe des disques. Ou des saillies qui répètent le contour des omoplates.

Les roues à aubes sont le plus souvent produites en une seule pièce. Mais aux États-Unis d'Amérique, ils sont parfois fabriqués soudés, de pièces moulées. Dans le cas d'alliages durs difficiles à usiner, les roues sont parfois réalisées avec un moyeu amovible en matériau plus tendre.

1.3 Les types d'atterrissages les plus couramment utilisés

Ajustement conique (conique) - permet une installation et un retrait faciles de la roue de l'arbre de la pompe. L'inconvénient de cet ajustement est la position moins précise de la roue par rapport au corps du groupe motopompe dans le sens longitudinal qu'avec un ajustement cylindrique. L'impulseur est monté rigidement sur l'arbre, il est donc immobilisé. De plus, l'ajustement conique a tendance à provoquer un grand faux-rond de la roue, ce qui, à son tour, affecte négativement les garnitures de presse-étoupe et les joints mécaniques.

Ajustement cylindrique - assure la position exacte de la roue sur l'arbre. La roue est fixée sur l'arbre par une ou plusieurs clavettes. Cet ajustement est utilisé dans les pompes périphériques et les pompes périphériques submersibles. L'inconvénient d'un tel ajustement est la nécessité d'un traitement précis à la fois de l'arbre de la pompe et du trou lui-même dans son moyeu.

Hexagonal d'atterrissage (cruciforme) - en règle générale, il est utilisé dans équipement de pompage pour puits. Cet ajustement permet une installation et un retrait faciles de la turbine. Il le fixe solidement sur l'arbre dans l'axe de sa rotation. Au moyen de rondelles spéciales, les écarts dans les roues du diffuseur sont ajustés.

Atterrissage sous la forme d'une étoile à six côtés - est utilisé dans les unités de pompage haute pression multicellulaires verticales et horizontales, dans lesquelles les roues sont en acier inoxydable. Cette conception est la plus complexe, elle nécessite la classe la plus élevée traitement de l'arbre et de la roue. Il fixe fermement la roue sur l'axe de rotation de l'arbre. Les écarts dans les diffuseurs sont réglés par des bagues.

2 Causes et symptômes d'une roue cassée de pompes centrifuges

Le plus souvent, la cause des pannes de la roue est la cavitation - vaporisation et l'apparition de bulles de vapeur dans le liquide, ce qui entraîne une érosion du métal, en raison de la présence d'une forte agressivité chimique du gaz dans les bulles liquides.

Les principales causes de cavitation :

1. Température > 60°C
2. Grande longueur et diamètre insuffisamment grand de la tête d'aspiration.
3. Connexions desserrées sur la tête d'aspiration.
4. Contamination de la tête d'aspiration.

Signes de dommages :

1. Vibration.
2. Craquement à l'aspiration.
3. Des bruits.

Conseil : si les symptômes ci-dessus sont présents dans la pompe, il est préférable d'arrêter de l'utiliser. Étant donné que la cavitation réduit l'efficacité de l'appareil, sa pression et ses performances, les pièces de l'unité de pompage deviennent rugueuses et, par la suite, il sera nécessaire de réparer ou d'acheter un nouvel appareil.

2.1 Réparation

Si l'appareil refuse toujours de fonctionner, vous pouvez le réparer vous-même. Pour réparer l'appareil, vous devez le démonter :

1. La première étape consiste à retirer le demi-accouplement à l'aide d'un extracteur spécial.
2. L'étape suivante consiste à diriger le rotor vers la butée du disque de déchargement dans le sens qui produit l'aspiration.
3. Marquez l'emplacement de la flèche de décalage d'axe.
4. Démonter les roulements, retirer les chemises.
5. Au moyen de l'extracteur, le disque de déchargement est retiré.
6. À l'aide de vis à chasser, retirer la turbine de l'arbre.

Si le matériau est de l'acier, si la roue est usée, elle est d'abord dirigée, puis transformée en tour. En cas d'usure importante de la roue, celle-ci est retirée, après quoi une nouvelle est soudée.

Si le matériau est en fonte, si la roue est usée, les endroits nécessaires sont coulés avec du cuivre, puis ils sont usinés, mais les roues en fonte, en règle générale, sont simplement changées.

La dernière étape consiste à remonter la pompe dans l'ordre suivant :

1. Essuyez les pièces de la pompe centrifuge.
2. S'il y a des bavures ou des entailles, elles sont éliminées.
3. La roue est montée sur l'arbre.
4. Mettez le disque de démarrage en place.
5. Installez le presse-étoupe souple.
6. Serrer les écrous.
7. Rouler la glande.
8. Jusqu'à l'arrêt du disque de déchargement, le rotor est introduit dans le talon.

3 Principales caractéristiques des pompes centrifuges modernes

Les meilleurs représentants des pompes modernes sont : pompe submersible avec une roue périphérique série Calpeda B-VT, ainsi qu'une unité de pompage auto-amorçante 1SVN-80A et une pompe électrique 1ASVN-80A.

3.1 Fonction des pompes CALPEDA B-VT

Les pompes CALPEDA B-VT sont utilisées pour le pompage propre (pour les liquides contaminés, vous pouvez utiliser pompes semi-submersibles Calpeda VAL ou Calpeda SC) liquides non explosifs qui ne contiennent pas de particules abrasives, en suspension ou très agressives pour les matériaux à partir desquels la pompe est fabriquée.

En raison de leur petite taille, ces électropompes sont très appropriées pour une installation dans différents appareils et dispositifs de systèmes de refroidissement, de circulation et de conditionnement d'air.

Limites de fonctionnement des groupes motopompes CALPEDA B-VT

1. Température du liquide : pour l'eau<90 °C, для масла < 150°C.
2. Température ambiante< 40°C.
3. Mode d'utilisation continu.

Équipement de pompage auto-amorçant 1SVN-80A et 1ASVN-80A. utilisé pour le pompage de liquide non pollué : eau, alcool, carburant diesel, essence, kérosène et liquide neutre similaire avec viscosité<2⋅10-5 м 2 /с температурой -40 – 50 °Cи плотностью <1000 кг/м 3 .

Les unités de pompage 1SVN-80A sont produites avec une rotation à droite et à gauche, vues de l'extrémité de l'arbre. Dans le dispositif de rotation gauche, l'extrémité d'entraînement de l'arbre est située du côté du tuyau d'aspiration, le sens de déplacement de l'arbre est dans le sens antihoraire.

Dans l'appareil à rotation droite, l'extrémité d'entraînement de l'arbre est située du côté du tuyau d'évacuation, la rotation de l'arbre se fait dans le sens des aiguilles d'une montre. Il est nécessaire que le sens de déplacement de l'arbre coïncide avec le sens de la flèche sur la section de pression de l'équipement de pompage (vérifié par un court essai de fonctionnement de l'entraînement de l'appareil).

3.2 Modélisation de la roue dans FlowVision (vidéo)

La roue (roue) est la principale pièce de travail de la pompe. La tâche de la roue de la pompe est de convertir l'énergie de rotation qui sort du moteur en énergie du débit d'eau. À l'aide du mouvement de la roue, le liquide qui s'y trouve tourne également et est affecté par la force centrifuge.

Cette force déplace le liquide du centre de la roue vers son bord. Après un tel mouvement, un vide est créé au centre de la roue, ce qui facilite l'aspiration du liquide à travers le tuyau d'aspiration de l'appareil. Ayant atteint la périphérie de la roue, le liquide sort dans le tuyau de pression de l'unité.

1 Types de roues

Les roues peuvent être des types suivants : axiale, radiale, diagonale, ouverte, semi-fermée et fermée. Fondamentalement, dans les dispositifs de pompage, la roue est de conception tridimensionnelle, qui relie les avantages des roues axiales et radiales.

1.2 Semi-fermé

La différence entre un produit semi-fermé est qu'il n'a pas de deuxième disque, et les lames avec un espace jouxtent le corps de l'appareil, qui joue le rôle d'un deuxième disque. Les produits semi-fermés sont utilisés pour pomper des liquides très pollués.

1.3 Fermé

La conception du produit fermé comporte deux disques, entre lesquels se trouvent des lames. Une telle roue est souvent utilisée pour les pompes centrifuges, car elle crée une bonne pression et se caractérise par une faible fuite d'eau de la sortie à l'entrée. De telles roues sont produites de plusieurs manières : emboutissage, moulage, soudage par points ou rivetage. La qualité et l'efficacité du travail sont affectées par le nombre de lames. Plus la pièce comporte de pales, moins la pulsation de la pression de l'eau à la sortie de l'appareil est importante.

1.4 Type d'atterrissage

L'atterrissage de la roue à aubes sur l'arbre du moteur dans les unités à une roue peut être conique ou cylindrique. Le siège des roues dans les dispositifs de pompage horizontaux ou verticaux se présente sous la forme d'un hexagone ou d'une étoile hexagonale, ou cruciforme.

Il existe les types d'atterrissages suivants sur le puits :

1. Atterrissage conique. Ce type d'ajustement assure un montage et un démontage faciles de la roue. L'inconvénient du cône d'atterrissage n'est pas tout à fait la position exacte de la roue par rapport au corps de l'appareil dans le sens longitudinal. La partie travaillante ne peut pas être déplacée sur l'arbre, car elle est rigidement fixée. L'ajustement conique se caractérise par un grand faux-rond du produit, ce qui est mauvais pour les joints mécaniques et les garnitures de presse-étoupe.
2. Ajustement cylindrique. Avec cet ajustement, la pièce est dans la position exacte sur l'arbre. La roue est fixée avec plusieurs chevilles. Un ajustement cylindrique est installé dans les unités de pompage vortex et vortex submersibles. Cette connexion vous permet de fixer plus précisément la position de la roue sur l'arbre. L'inconvénient d'un ajustement cylindrique est l'usinage précis de l'arbre de l'instrument et du trou dans le moyeu de la turbine.
3. Ajustement hexagonal (croisé). Il est principalement utilisé dans les appareils de pompage pour pomper l'eau des puits. Avec ce type d'ajustement, il est très facile de fixer et de retirer la turbine de l'arbre du mécanisme. En même temps, il est fermement fixé sur l'arbre dans l'axe de rotation du mécanisme. Utilisation de rondelles dans la roue et le diffuseur les écarts peuvent être ajustés.
4. L'ajustement en étoile hexagonale est utilisé dans les pompes haute pression multicellulaires (verticales et horizontales). Les roues de ces unités sont en acier inoxydable. C'est l'atterrissage le plus difficile et nécessite la plus haute classe de maniement. Les bagues dans les diffuseurs et les roues ajustent les écarts.

1.5 Turbine de pompe centrifuge

Pour la fabrication de roues pour pompes centrifuges, on utilise le plus souvent des nuances de fonte SCH 20-SCH 40. Si la pompe électrique fonctionne avec des substances chimiques agressives, les roues et les carters des pompes centrifuges sont en acier inoxydable. Pour le fonctionnement de l'appareil dans des modes complexes, caractérisés par : une longue période d'activation ; le matériau de pompage a des particules mécaniques ; haute pression, - pour la production de roues, on utilise de la fonte au chrome ICHH.

1.7 Tournage et calcul de la roue d'une pompe centrifuge

En faisant tourner les roues, le diamètre est réduit pour réduire la force de pression, mais l'efficacité hydraulique de l'appareil ne se détériore pas. Avec une légère baisse d'efficacité, la pression et le débit augmentent très sensiblement.

Si les caractéristiques de l'appareil ne correspondent pas aux conditions de travail nécessaires dans certaines limites, il convient d'appliquer le tournage. Le nombre de tournages du fabricant, en règle générale, ne dépasse pas deux. La taille de tournage varie de 8 à 15% du diamètre de la pièce. Mais il y a des exceptions où le chiffre peut être porté à 20 %.

Il n'est pas recommandé d'effectuer le calcul de la roue d'un appareil centrifuge de manière indépendante - il s'agit d'un processus responsable qu'il est préférable d'effectuer par un spécialiste.

2 Description de la pompe centrifuge à roue ouverte

Un type de turbine ouvert est équipé à la fois de dispositifs de drainage et de dispositifs fécaux. Des roues de ce type peuvent être installées au-dessus de la chambre de travail de l'unité et à l'intérieur de la chambre. Lorsqu'elles sont installées au-dessus de la chambre, les grosses particules peuvent passer librement, c'est pourquoi ce schéma est appelé vortex libre.

A cet avantage s'ajoutent plusieurs inconvénients :

1. Diminution de l'efficacité.
2. La nécessité d'installer un moteur plus puissant.
3. Faible pression de fluide.

Il n'est pas conseillé d'installer un schéma à vortex libre dans les unités de drainage, car elles ont été conçues à l'origine pour pomper des liquides avec des inclusions. Dans de tels dispositifs, la turbine est placée à l'intérieur de la chambre de travail. Il existe plusieurs types de roues ouvertes :

• avec de petites lames (en hauteur), qui sont utilisées pour l'installation dans des mécanismes de drainage ou dans des appareils avec un schéma à vortex libre;
• à hautes lames, qui sont utilisées dans les pompes fécales. Les caractéristiques d'une telle roue permettent de l'installer là où le libre passage des particules et une pression plus importante sont nécessaires que dans le cas d'un schéma à vortex libre.

Turbine de type essentiellement ouverte avec une lame est utilisé dans les unités avec un mécanisme de coupe, lorsque le bord de l'appareil joue le rôle d'un couteau. Le couvercle d'aspiration a des bords en forme d'étoile qui servent de couteaux fixes. Dans ce cas, l'appareil remplit deux fonctions à la fois: pomper de l'eau avec de grosses particules et broyer des inclusions à fibres longues. Cela permet de travailler avec de tels liquides sans risquer de boucher l'appareil.

2.1 Pompe submersible avec roue périphérique

Un appareil submersible à roue périphérique est utilisé pour alimenter en eau des puits d'un diamètre minimum de 4'' (100 mm). De tels mécanismes fonctionnent avec un liquide sans inclusions solides ni sédiments.

La roue est en laiton ou en bronze. Une caractéristique de tels dispositifs est la présence d'aubes radiales à la périphérie de la roue, qui transfèrent l'énergie du milieu pompé. Le produit est installé entre deux plaques en acier inoxydable.

Avec un ajustement cylindrique, de petits espaces sont créés à l'intérieur de la chambre de travail de l'appareil. La conception des aubes assure la circulation radiale du fluide qui pénètre dans l'unité entre les plaques et les aubes de la turbine. Cela vous permet d'augmenter progressivement la pression de l'eau au fur et à mesure qu'elle se déplace de l'entrée à la sortie. La roue elle-même est montée sur arbre en acier inoxydable.

2.2 Roue de pompe 1SVN 80 A

Les groupes 80 A sont destinés au pompage de liquides propres : eau, carburants et lubrifiants, gasoil, essence, etc. Le mécanisme 80 A est installé dans les camions-citernes, les camions-citernes et les types d'équipements similaires. L'entraînement du mécanisme 80 A provient de l'arbre de prise de force, ou du moteur électrique via la prise de force et la transmission. La partie flux est en alliage d'aluminium.

La partie travaillante a des lames radiales et est située dans un boîtier fermé d'un mécanisme cylindrique. Il y a des écarts d'extrémité entre le boîtier et la roue.

Spécifications 80 A :

• tête - 32 m;
• vitesse de rotation - 1450 tr/min;
• hauteur d'aspiration - jusqu'à 6,5 m;
• puissance - 9 kW.

2.3 Remplacement de la pièce de travail principale

Si l'élément est mal fabriqué, il y a une charge inégale sur l'ensemble du dispositif, ce qui peut entraîner un déséquilibre dans les pièces d'écoulement. Et cela, le plus souvent, conduit à une panne du rotor. Si une telle panne se produit, la turbine doit être remplacée.

La roue est remplacée comme suit :

1. La partie pompe est démontée.
2. La ou les roues changent (selon la conception).
3. Inspection et vérification des autres parties de l'unité.
4. L'appareil est assemblé et testé par la charge.

Avec une installation correcte et le respect des règles de fonctionnement, la roue, ainsi que la pompe elle-même, peuvent durer longtemps et bien faire leur travail pendant de nombreuses années.

CONCEPTION DE POMPES CENTRIFUGES

Dispositions générales

La conception est basée sur l'expérience accumulée dans la création de différents types de pompes. De plus, pour divers domaines d'application des pompes, une approche différente est utilisée. Ce chapitre traite de la conception des pompes stationnaires à usage industriel général. Une caractéristique distinctive est leur travail avant la cavitation, qui est associé à leur fonctionnement à long terme et à la nécessité d'exclure les dommages de cavitation.

Malgré les différences dans la justification des paramètres cinématiques et des dimensions géométriques du trajet d'écoulement, il existe une approche commune pour la conception de pompes de différents types. La conception comprend la préparation et l'analyse des spécifications techniques, la sélection des principaux paramètres et des calculs hydrauliques, la mise en œuvre du projet de disposition de la machine, les calculs de vérification et de raffinement, l'exécution des dessins de la vue générale de la machine et ses parties individuelles.

La partie graphique du projet et la note explicative sont réalisées conformément à GOST 2.109-73, GOST 2.305-68 (ST SEV 367-76), GOST 2.108-68, GOST 2.307-68, GOST 2.308-68, GOST 10356 -63, GOST 2789-73, GOST 2.309-79, GOST 2.104-68 (ST SEV 140-74, 365-76), GOST 2.105-68 et GOST 106-68.

Termes de référence pour la conception

L'affectation pour la conception d'une pompe centrifuge à palettes comprend les données de base suivantes :

a) propriétés physiques du fluide pompé :

r est la masse volumique du liquide pompé, kg/m 3 ;

m - coefficient de viscosité dynamique, Pa С;

R np est la pression des vapeurs saturées du fluide de travail, PA (les propriétés physiques du milieu pompé sont définies pour la température de conception T 0 K);

b) paramètres de la pompe en mode conception :

H- tête, m ;

Q- débit volumétrique de liquide à travers la pompe, m 3 / s;

c) des données supplémentaires. Outre les informations de base sur la pompe, des données supplémentaires sont fournies pour vous permettre d'aborder correctement la conception de la pompe.

Ces données comprennent :

Informations sur le but de la pompe et sa portée;

Limites possibles des modifications des conditions d'exploitation ;

Exigences techniques (efficacité de la pompe, poids, dimensions) ;

Ergonomique (niveau sonore, db, vibration, mm ou m/s 2, valeur

fuite externe, m 3 / s);

Index des techniques esthétiques et indicateurs physiologiques,

caractérisant la facilité d'entretien de la pompe;

Economique (coût de la pompe ou de son installation, maintenance et

réparation), ressource, disponibilité des unités individuelles pour la maintenance, etc.

Calcul des paramètres de base et géométriques

dimensions de la roue de la pompe

2.3.1. Détermination de la vitesse des roues

La vitesse de la roue est déterminée par la formule de Rudnev S.S. /16/

où C - coefficient de vitesse de cavitation est sélectionné dans

en fonction des exigences de la pompe ;

Pour un fonctionnement à long terme dans le 1er mode critique

cavitation С 1 = 800¸1100 ;

Pour faire fonctionner la pompe dans le deuxième mode de cavitation

C 2 \u003d 1000¸1800 (200).

L'utilisation d'un étage centrifuge à vis permet de prendre les valeurs C 2 =1800¸3000 (5000)

- valeur calculée du remous ;

ré h- pression à l'entrée de la pompe, D h=1,5¸20m.

Coefficient 1.15¸1.3 selon GOST 6134-71.

2.3.2. Détermination du facteur de vitesse

. (2.2)

2.3.3. Détermination du diamètre de l'entrée de la roue ré dans

Cela revient à déterminer le diamètre réduit à partir des valeurs statiques moyennes du coefficient inclus dans la formule :

- le diamètre réduit de la roue.

finalement

. (2.4)

Le coefficient K 0 est choisi parmi les considérations suivantes /16/ :

1. La roue a une grande réserve de cavitation et la cavitation y est exclue. Dans ce cas, à partir de la condition d'obtention d'une vitesse relative minimale d'entrée de fluide dans la roue

K 0=3.3¸3.7.

2. Dans le cas du calcul de la pompe selon le 1er mode de cavitation critique K 0=4.2¸4.6. De plus, des valeurs élevées sont sélectionnées en cas de fonctionnement possible de la pompe en cas de surcharge.

3. Lors du calcul selon le 2e régime de cavitation critique K 0=4¸6 selon la valeur À PARTIR DE 2. Ainsi, par exemple, selon V.V. Shemel /16/

POUR 0 = 4,3¸4,65, À PARTIR DE 2 = 1230¸1400,

POUR 0 = 5,2¸5,7, À PARTIR DE 2 \u003d 1500¸2500.

Diamètre du manchon ré vm est déterminé par la formule approximative :

où N- puissance de la pompe, kW ;

un = 0,120¸0,130 - pour les pompes cantilever ;

mais= 0,150¸0,160 - pour les pompes multicellulaires.

2.3.4. Détermination de la largeur de la roue en 2à la sortie

Largeur de roue en 2 est déterminé sur la base de données statistiques par la formule

où pour n s 120 £ ;

pour n s>120.

Valeur reçue en 2 est préliminaire et sera précisé lors du profilage ultérieur de la section méridienne de la roue.

2.3.5. Définition approximative du diamètre extérieur

roue à aubes ré 2

Taille de diamètre de sortie de roue à aubes ré 2 dépend du nombre de pales dans la roue z et de l'angle d'installation des pales à la sortie b l2.

En première approximation, la taille ré 2 est déterminé sur la base de données statistiques selon la formule /16/

où ;

.

2.3.6. Choix du nombre de lames z

Le nombre de pales est choisi en fonction de données statistiques en fonction du coefficient de vitesse n s et tailles de roues /16/ :

n s = 50¸60 ; 60¸180 ; 180¸350 ; 350¸600 ;

z= 9¸8 ; 8¸6 ; 6 ; 6¸5.

Pour les pompes de petite taille, un nombre réduit d'aubes est choisi pour réduire l'obstruction de l'écoulement par les aubes dont l'épaisseur augmente relativement avec la diminution des dimensions du rouet. Cela améliore la capacité d'aspiration de la roue et réduit les pertes hydrauliques. Parfois, pour les roues à faible vitesse, certaines pales sont raccourcies côté aspiration.

2.3.7. Choix de l'épaisseur de la lame s

L'épaisseur des pales est déterminée par des considérations technologiques et de résistance, et parfois des exigences de résistance à l'usure (par exemple, pour les dragues). Les aubes sont raffinées près de l'entrée pour réduire la restriction de débit (généralement 2 fois) s 1

Tableau 2.1

Au choix de l'épaisseur des pales de la turbine