<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF DE GUIDAGE POUR DES COURANTS ANNULAIRES.
La présente invention a pour objet un nouveau dispositif de guida- ge pour des liquides et des gaz ou pour des mélanges de liquides et de gaz en- traînant des particules de matière. Ce dispositif constitue un moyen pour pro- duire ou guider des courants annulaires, en particulier pour des machines cen- trifuges, telles que des turbines à liquide ou des pompes, des turbines à gaz et des ventilateurs, des essoreuses ou autres centrifuges, ou pour des ajutages ou gicleurs de brûleurs ou pulvérisateurs et d'autres applications analogues.
Les conditions exigées des dispositifs de guidage qui sont employés dans la construction des machines centrifuges sont multiples, ces dispositifs doivent guider un courant avec une composante tangentielle déterminée le long d'un corps de rotation.
Ils doivent en outre former ou. maintenir un courant uniforme as- surant une action complète sur toute la périphérie d'un cercle et, le cas é- chéant, transformer une énergie potentielle en énergie cinétique, ou inverse- ment.
Il faut en outre que l'on puisse, par des interventions de réglage, faire varier Inaction du fluide ou la section de passage les angles de courant étant maintenus constants, et, si possible également, par une autre interven- tion de réglage appliquée séparément, la fraction de composante tangentielle du courant, fraction qui sera appelée plus loin le "Pas" (différence entre les moments de vitesse).
Avec les dispositifs de guidage connus jusqu'ici on n'a pas réus- si à satisfaire d'une façon satisfaisante à toutes ces conditions simultanément et, en outre, les types de construction existants (par exemple les aubes rota- tives Fink, etc. etc) ont encore différents défauts de construction, par exem- ple
La multiplicité des pièces à mettre en mouvement par les interven-
<Desc/Clms Page number 2>
tions de réglage, la difficulté d'assurer l'étanchéité relativement aux dis- positifs de guidage à mettre en mouvement par ces mêmes interventions ou leurs pertes par les intervalles, le compromis dû. au nombre fini des aubes etc.
Partant de cette constatation, on a aussi cherché à différentes re- prises à créer des organes de guidage n'ayant pas les inconvénients cités. On a proposé notamment des vannes annulaires libérant une partie plus ou moins grande de la section de passage par déplacement axial de la vanne annulaire
2 (voir la fig. 1, qui est une élévation de la fige 2, qui est un plan). Il s'agissait ainsi d'obtenir le courant tangentiel par l'arrivée en spirale au sortir du bâti en spirale et aussi par des surfaces directrices 3 coudées en spirale, parallèles à l'axe et montées directement en avant des vannes annu- laires dans le courant d'arrivée.
Toutefois, ces propositions n'assuraient pas le pas constant désiré sur toute l'étendue et pour toutes les conditions d'ou- verture, car la figure permet de reconnaître nettement qu'il s'établit, au mo- ment où la vanne annulaire commence à s'ouvrir, à tous les endroits où il n'y a pas de surface directrice en spirale, un courant plus méridien au lieu du courant présentant une fraction déterminée de composante tangentielle (voir les flèches dans la figure 2). Ce n'est qu'au moment de l'ouverture complète de la vanne annulaire que la fraction de composante tangentielle atteint aussi toute sa valeur uniforme.
Suivant la présente invention on obtient la possibilité de réglage de la section transversale d'un courant annulaire à action complète sur tout le pourtour, le pas désiré étant maintenu constant, au moyen d'au moins une surface hélicoïdale à un filet, dirigeant le courant, montée entre deux sur- faces de rotation limitant un courant annulaire et ayant un pas allant de 0 exclusivement jusqu'à l'infini exclusivement, des parties au moins annulaires de l'une des surfaces de rotation limitant le courant pouvant être déplacées dans le sens axial pour régler le sens d'écoulement.
Les figures 3 et 4 sont des coupes médianes de deux exemples de réalisation d'ajutages annulaires ou de diffuseurs. Dans ces figures, 1 et 2 ou 2" respectivement sont les surfaces limitant le courant et représentées en coupe, la section de passage étant modifiée par une modification de la po- sition de 2 dans le sens de la double fléché.
3 est une coupe de la surface hélicoïdale à un ou plusieurs filets déterminant le sens du courant, notamment la composante de rotation.
Il faut s'imaginer que cette surface a été obtenue géométriquement par un mouvement hélicoïdal d'une ligne ou, comme dans la figure, d'une droite passant par l'axe. Suivant les besoins, la partie 2 peut être seule mobile, son prolongement 2" étant toutefois relié rigidement au reste du dispositif de guidage. Les arêtes antérieures de 2 et 2' se recouvriraient alors lorsque 1' ouverture est complète. Le pas de la surface hélicoïdale et son profil n'ont besoin d'être constants que jusqu'au point qui est nécessaire pour assurer un angle de sortie constant, tandis que ce pas peut augmenter graduellement jus- qu'à l'infini à l'extérieur de 2, c'est-à-dire par exemple à proximité de 2".
Le courant sortant librement dans le sens de la flèche 4 a le sens d'un hyper- boloide dont les génératrices représentent les jets rectilignes de sortie.
Les figures 3 et 4 représentent l'application du dispositif de gui- dage pour servir d'ajutage annulaire pour la transformation d'énergie de pres- sion en énergie de vitesse, la figure 3 représentant un courant annulaire diri- gé intérieurement vers l'axe et la figure 4 un courant annulaire dirigé exté- rieurement vers l'axe.
Lorsque le courant change de sens, c'est-à-dire lorsqu'il est diri- gé en sens inverse de la flèche 4, les dispositifs de guidage servent de diffu- seurs, c'est-à-dire qu'ils servent à transformer une vitesse en énergie de pression, par conséquent dans des conditions inverses
Vers l'extérieur dans la figure 3 et vers l'intérieur dans la fi- gure 4.
Dans les figures 3 et 4 la section du courant annulaire a été réglée
<Desc/Clms Page number 3>
par un organe cylindrique de distribution 2 exactement à la sortie des surfaces hélicoïdales 3 dirigeant ce courant (ou à l'entrée sur ces surfaces lorsque le sens du courant change) et l'on obtient ainsi une modification de l'action du fluide sur le dispositif de guidage, l'angle de sortie ou d'entrée étant main- tenu constant.
Toutefois, si la section de passage est rétrécie par un organe de réglage se trouvant à une certaine distance à l'extérieur des surfaces héli- coïdales qui dirigent le courant annulaire, cela permet, pour une autre in- tervention de réglage, qui peut être ajoutée, de réduire ou de régler la frac- tion de composante tangentielle du courant annulaire.
La figure 5 représente à titre d'exemple, par opposition à la fi- gure 3, un mode de réglage supplémentaire de la fraction de composante tangen- tielle ou du pas du courant annulaire qui se produit. Dans la figure 5, 5 est l'organe de distribution servant à modifier la section annulaire de passage à l'extérieur de l'espace occupé par les surfaces hélicoïdales dirigeant le cou- ranto
Lorsque l'organe de distribution 5 est retiré complètement ou lors- que la section est entièrement libérée, on obtiendra le pas maximum donné par la surface hélicoïdale au sortir du dispositif de rêglageo Toutefois, une dé- viation des filets de courant dans le sens méridien a lieu dans la mesure dans laquelle la section est rétrécie par 5.
Dans le cas limite, immédiatement avant la fermeture de l'orifice annulaire de sortie par l'organe de distribution 5, la composante tangentielle des filets de courant est égale à 0 et sera un écou- lement méridien.
La figure 6 de la planche 3 représente un exemple de réalisation des nouveaux dispositifs de guidage d'un courant annulaire pour des machines centrifuges; des dispositifs de guidage tournant les uns par rapport aux au- tres étant montés convenablement en série de façon que le rôle de la surface de rotation, limitant le courant, de l'un des dispositifs de guidage, c'est- à-dire le rôle de son arête de distribution déterminant la section de passage, soit joué par d'autres dispositifs de guidage tournant par rapport au précé- dent..
La figure 6 représente à titre d'exemple une machine centrifuge pouvant servir de pompe aussi bien que de turbineo Dans le cas d'une pompe, 6 représente dans la figure 6 un ajutage annulaire fixe dirigé vers l'exté- rieur, comme dans la figure 4, et servant de transition entre le tuyau d'as- piration et la partie formant le rebord. La pièce de guidage 8, également fi- xe, est cylindrique et se trouve au-dessus de cet ajutage annulaire. Le ro- tor est rabattu en forme de cloche par-dessus 6 et 8 avec ses surfaces de guidage inférieures cylindriques 9 et 9', sa surface de rotation inférieure 10 en forme de selle limitant le courant, ses surfaces 11 qui dirigent le cou- rant, sa surface de rotation supérieure 12 limitant le courant, les surfaces de guidage cylindriques supérieures 13 et 13' , son moyeu 14 et l'arbre 15.
L'appareil de guidage 17 se trouve sur le bâti fixe 16 et il représente encore un dispositif de guidage semblable à celui de la figure 3, sauf que le courant d'arrivée et respectivement de départ a lieu ici par un tuyau en spirale 18.
Revenant au rôle de l'ajutage annulaire 6 dans le cas d'une pompe (comme dans la figure 4), on ajoutera que le rôle de l'organe de distribution annulaire 2, figure 4,qui règle la section de passage est joué dans ce cas par une partie du rotor rotatif de la surface de guidage intérieur 9, et que l'en- semble du rotor peut coulisser axialement avec l'arbre 15 pour effectuer le mou- vement de réglage. Il en est de même pour l'appareil directeur 17, qui corres- pond à un diffuseur annulaire de la figure 3 et qui est réglé ici par la sur- face de guidage 9'. qui tourne avec le rotor au lieu de 2 dans la figure 3.
9' est donc déplacé en même temps que 9 par le même déplacement axial du ro- tor, de sorte que toutes les conditions d'ouverture peuvent être obtenues, les angles d'entrée et de sortie étant maintenus constants à tous les points de passage simultanément entre le tuyau d'aspiration et le rotor, comme entre le rotor et l'appareil conducteur, par le seul déplacement axial du rotor.
<Desc/Clms Page number 4>
C'est donc pour la première fois que l'on a trouvé la possibilité, si recherchée en hydraulique, de régler géométriquement dans l'espace, ainsi qu'hydrauliquement et d'une façon rigoureusement correcte, les sections de passage dans la machine centrifuge de telle façon que les composantes tangen- tielles du courant soient assez constantes à l'entrée dans le rotor et à la sortie de celui-ci pour que les pertes dues aux chocs, aussi bien que les per- tes dues à un pas restant à la sortie de la machine centrifuges soient évitées d'une façon absolue pour chaque rapport d'ouverture de la machine centrifuge.
Il reste à faire remarquer qu'un réglage par déplacement axial du rotor est mécaniquement sensiblement plus simple, et beaucoup plus parfait en ce qui concerne le rendement, que les réglages actuels des machines centrifuges par exemple, le réglage au moyen d'aubes rotatives de Fink, et surtout que 1' étranglement au moyen d'un registre de réglage dans les pompeso
Un autre avantage assuré par le nouveau type de pompe en question consiste en ce qu'on ne risque pas, lors du montage d'une pompe dans un sys- tème de conduite sous pression, de tomber dans la zone dite instable du dia- gramme de charge, zone dans laquelle les pompes rentrent, dans d'autres condi- tions, lorsque la sortie du rotor est dirigée en avant ou radialement.
Cet état instable dans la pression de refoulement à partir du moment de la mise en ac- tion d'une pompe se produit par suite de ce que la pompe tourne d'abord pendant que le registre est fermé, c'est-à-dire que le courant est nul. Il se produit alors sur le bord extérieur du rotor une pression correspondante à l'action cen- trifuge de l'anneau rotatif de liquide dans le rotor, tandis que la pression proprement dite de la pompe qui refoule est encore plus haute, la différence étant égale à la vitesse v2 multipliée par le rendement du diffuseur de l'ap- pareil directeur.
Le type de pompe dont il s'agit ici peut démarrer par contre pendant que les registres sont ouverts, le rotor étant disposé toutefois pour un passage égal à 0, et cette pompe commence donc à refouler dès le premier mo- ment de la libération des sections de passage par le déplacement axial du rotor, sous la pression dynamique complète résultant de la transformation de la vites- se dans le diffuseur.
Les surfaces 11 qui guident le courant, c'est-à-dire les aubes du rotor, sont représentées par exemple dans la figure 6 sous forme de surfaces axiales pures. Elles remplissent en profil 'l'espace compris entre les surfa- ces 10 et 12 qui limitent le courant. Les arêtes d'entrée de ces aubes (dans le cas d'une pompe) se trouvent dans la surface cylindrique de limitation de l'enveloppe intérieure du rotor (prolongement des surfaces de guidage 9 et 13), et les arêtes de sortie, dans la surface cylindrique de délimitation de l'enve- loppe extérieure du rotor (prolongement des surfaces de guidage 9' et 13').
La figure 7 représente les triangles de vitesse correspondant à la figure 6. Cette figure peut être considérée comme étant une feuille de cou- verture pour la figure 6. Soit pour le point Tl', figure 7, correspondant à Tl (figo 6) à la sortie de l'ajutage annulaire du tuyau d'aspiration cl (et respectivement c1' dans cette projection) la vitesse de sortie. Elle coïncide en direction avec la tangente au filet de courant passant par T1. Ce filet de courant est identique à la ligne d'intersection de la surface conique de dé- limitation du courant avec la surface hélicoïdale qui guide le courant.
Dans la figure 7, c1' est donc la projection verticale de la vitesse de sortie sous forme de tangente à cette ligne d'intersection (toutes les désignations primées sont des projections verticales; toutes les désignations non primées de vecteurs de vitesse indiquent qu'elles apparaissent en grandeur naturelle dans cette projection).
Si l'on fait tourner le point Tl de 90 autour de l'axe du cône dont le sommet est SI, on obtient le point Tl" avec les vecteurs de vitesse cor- respondants Cl" et Clr; clr représentant la composante radiale de la vitesse de sortie absolue de l'ajutage annulaire en grandeur naturelle. Comme cl se trouve dans un plan tangent au cône, c'est-à-dire dans un plan passant par TlSl, il faut que ce plan soit rabattu dans le plan vertical pour que la vi- tesse absolue de sortie Cl soit visible en grandeur naturelle. Il faut pour cela faire TlSl = T1"Sl.
Pour obtenir des aubes de rotor disposées radialement,
<Desc/Clms Page number 5>
comme on la supposé effectivement dans la figure 6, on a choisi le rapport CI : ul (ul = vitesse périphérique du rotor au point Tl) de façon que la vites- se relative à l'entrée dans le rotor soit purement méridienne.
Pour simplifier cet exemple on a supposé aussi que la vitesse re- lative de sortie du rotor est méridienne, de sorte qu'on a pu supposer que les aubes sont aussi radiales à la sortie du rotor (voir la figure 6). Les trian- gles de vitesse correspondant au point T/2 à la sortie du rotor sont également dessinés dans le même sens dans la figure 7, la composante radiale de la vites- se absolue c2r étant plus petite que clr dans le rapport du jet pour refouler à la sortie la même quantité d'eau qu'à l'entrée par la section correspondanteo En outre la vitesse périphérique du rapport à l'entrée est égale à ul.
On remarquera encore que, dans la figure 6, le dispositif de guida- ge 6, représentant l'arrivée venant du tuyau d'aspiration (dans le cas d'une pompe) peut aussi être supprimé lorsque les surfaces hélicoidales sont diri- gées, à l'entrée dans le rotor, de façon que cette entrée ait lieu sans choc avec une arrivée méridienne. Un tel rotor est représenté par exemple dans la figure 1 dans laquelle le maintien d'une fraction de composante tangentielle déterminée à l'entrée dans le rotor, aussi bien qu'à la sortie du rotor, par le montage en série d'un diffuseur annulaire suivant l'invention et d'un aju- tage annulaire du même genre, représente une mesure de construction qui est simple.
La commande de l'action du fluide sur ces deux dispositifs de gui- dage de l'action du rotor a encore lieu de la même façon et respectivement avec un seul et même mouvement que précédemment de la façon décrite pour 1-'appareil directeur et le tuyau d'aspiration, par le déplacement axial mentionné du rotor lui-même 8. Ces dimensions sont choisies dans la figure 8 de telle façon que ce rotor a pu être monté au lieu de celui qui est représenté dans la figure 6, naturellement en tenant compte, de façon correspondante, de la représentation des vecteurs de vitesse. La position est aussi dans la figure 8, la même que celle du rotor dans la figure 6.
EMI5.1
R E V E N D I C A T 1 0 N S
1) Dispositif de guidage pour des courants annulaires, caractérisé en ce qu'une surface hélicoïdale à au moins un filet ayant un pas allant de 0 exclusivement à l'infini exclusivement;, guidant le courant, est montée entre deux surfaces de rotation limitant le courant annulaire;, et que des parties annulaires au moins de l'une des surfaces de rotation limitant le courant peu- vent être déplacées dans le sens axial par rapport à l'autre surface de ro- tation limitant le courant, pour régler la section de passage.
<Desc / Clms Page number 1>
GUIDANCE DEVICE FOR ANNULAR CURRENTS.
The present invention relates to a novel guiding device for liquids and gases or for mixtures of liquids and gases causing particles of matter. This device constitutes a means for producing or guiding annular currents, in particular for centrifugal machines, such as liquid turbines or pumps, gas turbines and fans, extractors or other centrifuges, or for burner or atomizer nozzles or jets and other similar applications.
The conditions required of the guiding devices which are used in the construction of centrifugal machines are numerous, these devices must guide a current with a determined tangential component along a rotating body.
They must additionally train or. maintain a uniform current ensuring complete action over the entire periphery of a circle and, if necessary, transform potential energy into kinetic energy, or vice versa.
In addition, it is necessary to be able, by means of adjustment interventions, to vary inaction of the fluid or the passage section, the current angles being kept constant, and, if possible also, by another adjustment intervention applied separately , the fraction of the tangential component of the current, a fraction which will be called the "Pitch" later (difference between the moments of speed).
With the guidance devices known hitherto, it has not been possible to satisfy all these conditions satisfactorily simultaneously and, moreover, the existing types of construction (for example Fink rotary vanes, etc. . etc) still have various construction defects, for example
The multiplicity of parts to be set in motion by the interveners
<Desc / Clms Page number 2>
adjustment, the difficulty of ensuring the seal relative to the guide devices to be set in motion by these same interventions or their losses through the intervals, the compromise due. to the finite number of blades, etc.
On the basis of this observation, attempts have also been made on various occasions to create guide members that do not have the aforementioned drawbacks. In particular, annular valves have been proposed which release a more or less large part of the passage section by axial displacement of the annular valve.
2 (see fig. 1, which is an elevation of fig. 2, which is a plane). It was thus a question of obtaining the tangential current by the arrival in spiral at the exit of the spiral frame and also by guiding surfaces 3 bends in spiral, parallel to the axis and mounted directly in front of the annular valves in the incoming current.
However, these proposals did not ensure the desired constant pitch over the entire extent and for all opening conditions, because the figure clearly shows that it is established, at the moment when the annular valve begins to open, in all places where there is no spiral directing surface, a more meridian current instead of the current with a determined fraction of tangential component (see arrows in figure 2). It is only when the annular valve is fully opened that the tangential component fraction also reaches its full uniform value.
According to the present invention there is obtained the possibility of adjusting the cross section of a fully acting annular current all around, the desired pitch being kept constant, by means of at least one helical surface with a thread, directing the current. , mounted between two rotation surfaces limiting an annular current and having a pitch ranging from 0 exclusively to infinity exclusively, at least annular parts of one of the rotation surfaces limiting the current being able to be moved in the axial direction to adjust the flow direction.
Figures 3 and 4 are median sections of two embodiments of annular nozzles or diffusers. In these figures, 1 and 2 or 2 "respectively are the surfaces limiting the current and shown in section, the passage section being modified by a modification of the position of 2 in the direction of the double arrow.
3 is a section of the helical surface with one or more threads determining the direction of the current, in particular the component of rotation.
We have to imagine that this surface was obtained geometrically by a helical movement of a line or, as in the figure, of a straight line passing through the axis. Depending on requirements, part 2 can be mobile alone, its extension 2 "being however rigidly connected to the rest of the guide device. The front edges of 2 and 2 'would then overlap when the opening is complete. The pitch of the surface helical and its profile need be constant only up to the point which is necessary to ensure a constant exit angle, while this pitch can gradually increase to infinity outside of 2, that is to say for example close to 2 ".
The current exiting freely in the direction of arrow 4 has the direction of a hyper-boloid whose generatrices represent the rectilinear outlet jets.
Figures 3 and 4 show the application of the guide device to serve as an annular nozzle for the transformation of pressure energy into velocity energy, Figure 3 showing an annular flow directed internally towards the pressure. axis and FIG. 4 an annular current directed outwardly towards the axis.
When the current changes direction, that is to say when it is directed in the opposite direction of the arrow 4, the guide devices serve as diffusers, that is to say they serve to transform a speed into energy of pressure, consequently in opposite conditions
Outward in Figure 3 and inward in Figure 4.
In figures 3 and 4 the section of the annular current has been adjusted
<Desc / Clms Page number 3>
by a cylindrical distribution member 2 exactly at the exit of the helical surfaces 3 directing this current (or at the entrance to these surfaces when the direction of the current changes) and a modification of the action of the fluid on the guiding device, the exit or entry angle being kept constant.
However, if the passage section is narrowed by an adjusting member located some distance outside the helical surfaces which direct the annular current, this allows for a further adjustment intervention which can be made. added, reduce or adjust the tangential component fraction of the annular current.
FIG. 5 shows by way of example, as opposed to FIG. 3, a mode of further adjustment of the fraction of tangential component or of the pitch of the annular current which occurs. In figure 5, 5 is the distribution member serving to modify the annular section of passage outside the space occupied by the helical surfaces directing the current.
When the distribution member 5 is completely withdrawn or when the section is completely free, the maximum pitch given by the helical surface will be obtained when it comes out of the adjustment device. However, a deviation of the current streams in the meridian direction occurs as the section is narrowed by 5.
In the limiting case, immediately before the closing of the annular outlet orifice by the distribution member 5, the tangential component of the current streams is equal to 0 and will be a meridian flow.
FIG. 6 of plate 3 represents an embodiment of the new devices for guiding an annular stream for centrifugal machines; guide devices rotating with respect to one another being suitably mounted in series so that the role of the rotating surface, limiting the current, of one of the guide devices, that is to say the role of its distribution edge determining the passage section, or played by other guide devices rotating with respect to the previous one.
Figure 6 shows by way of example a centrifugal machine which can serve as a pump as well as a turbine. In the case of a pump, 6 shows in figure 6 a fixed annular nozzle directed outwards, as in the case of a pump. Figure 4, and serving as a transition between the suction pipe and the rim portion. The guide piece 8, also fixed, is cylindrical and is located above this annular nozzle. The rotator is folded in a bell shape over 6 and 8 with its cylindrical lower guide surfaces 9 and 9 ', its lower rotating surface 10 in the form of a saddle limiting the current, its surfaces 11 which direct the neck. rant, its upper rotation surface 12 limiting the current, the upper cylindrical guide surfaces 13 and 13 ', its hub 14 and the shaft 15.
The guide device 17 is located on the fixed frame 16 and it also represents a guide device similar to that of Figure 3, except that the incoming and respectively outgoing current takes place here via a spiral pipe 18.
Returning to the role of the annular nozzle 6 in the case of a pump (as in FIG. 4), it will be added that the role of the annular distribution member 2, FIG. 4, which regulates the passage section is played in this case by a part of the rotating rotor of the inner guide surface 9, and that the whole rotor can slide axially with the shaft 15 to effect the adjustment movement. The same is true for the directing apparatus 17, which corresponds to an annular diffuser in FIG. 3 and which is regulated here by the guide surface 9 '. which rotates with the rotor instead of 2 in figure 3.
9 'is therefore moved at the same time as 9 by the same axial displacement of the rotor, so that all the opening conditions can be obtained, the entry and exit angles being kept constant at all the passage points. simultaneously between the suction pipe and the rotor, as between the rotor and the conductive device, by the only axial displacement of the rotor.
<Desc / Clms Page number 4>
It is therefore for the first time that we have found the possibility, so sought after in hydraulics, of adjusting geometrically in space, as well as hydraulically and in a rigorously correct way, the passage sections in the centrifugal machine. in such a way that the tangential components of the current are sufficiently constant at the entry into the rotor and at the exit thereof so that the losses due to shocks, as well as the losses due to a remaining pitch. the exit of the centrifugal machine are absolutely avoided for each opening ratio of the centrifugal machine.
It remains to point out that an adjustment by axial displacement of the rotor is mechanically appreciably simpler, and much more perfect as regards the output, than the current adjustments of the centrifugal machines for example, the adjustment by means of rotary vanes of Fink, and above all that the throttling by means of a control register in the pumps
Another advantage provided by the new type of pump in question consists in that, when installing a pump in a pressurized pipe system, there is no risk of falling into the so-called unstable zone of the diagram. load, zone in which the pumps enter, under other conditions, when the output of the rotor is directed forward or radially.
This unstable state in the discharge pressure from the moment a pump is activated occurs as a result of the pump first running while the damper is closed, i.e. that the current is zero. A pressure corresponding to the centrifugal action of the rotating liquid ring in the rotor is then produced on the outer edge of the rotor, while the actual pressure of the pump which delivers is even higher, the difference being equal to the speed v2 multiplied by the efficiency of the diffuser of the director device.
On the other hand, the type of pump in question can start while the registers are open, the rotor being however arranged for a passage equal to 0, and this pump therefore begins to deliver from the first moment of the release of the valves. flow sections by the axial displacement of the rotor, under the full dynamic pressure resulting from the transformation of the speed in the diffuser.
The surfaces 11 which guide the current, that is to say the blades of the rotor, are shown for example in FIG. 6 in the form of pure axial surfaces. They fill in profile the space between the surfaces 10 and 12 which limit the current. The inlet edges of these vanes (in the case of a pump) are located in the cylindrical limiting surface of the inner casing of the rotor (extension of the guide surfaces 9 and 13), and the outlet edges, in the cylindrical delimiting surface of the outer casing of the rotor (extension of the guide surfaces 9 'and 13').
Figure 7 shows the speed triangles corresponding to figure 6. This figure can be considered as being a cover sheet for figure 6. Either for point Tl ', figure 7, corresponding to Tl (figo 6) to the output of the annular nozzle of the suction pipe cl (and respectively c1 'in this projection) the output speed. It coincides in direction with the tangent to the stream running through T1. This current stream is identical to the line of intersection of the conical current limiting surface with the helical surface which guides the current.
In Figure 7, therefore, c1 'is the vertical projection of the exit velocity as a tangent to this intersection line (all award-winning designations are vertical projections; all unsupported designations of velocity vectors indicate that they appear in full size in this projection).
If we rotate the point T1 by 90 around the axis of the cone whose vertex is SI, we obtain the point Tl "with the corresponding velocity vectors Cl" and Clr; clr representing the radial component of the absolute output speed of the annular nozzle in natural size. As cl is in a plane tangent to the cone, that is to say in a plane passing through TlSl, this plane must be folded down in the vertical plane so that the absolute output speed Cl is visible in magnitude natural. To do this, TlSl = T1 "Sl.
To obtain rotor blades arranged radially,
<Desc / Clms Page number 5>
as is effectively assumed in FIG. 6, the ratio CI: ul (ul = peripheral speed of the rotor at point Tl) was chosen so that the speed relating to the entry into the rotor is purely meridional.
To simplify this example it has also been assumed that the relative exit speed of the rotor is meridian, so that it could be assumed that the blades are also radial at the exit of the rotor (see FIG. 6). The speed triangles corresponding to the point T / 2 at the exit of the rotor are also drawn in the same direction in figure 7, the radial component of the absolute speed c2r being smaller than clr in the jet ratio for deliver the same quantity of water at the outlet as at the inlet through the corresponding section. In addition, the peripheral speed of the ratio at the inlet is equal to ul.
It will also be noted that, in figure 6, the guide device 6, representing the arrival coming from the suction pipe (in the case of a pump) can also be omitted when the helical surfaces are directed, when entering the rotor, so that this entry takes place without impact with a meridian arrival. Such a rotor is represented for example in FIG. 1 in which the maintenance of a fraction of tangential component determined at the entry into the rotor, as well as at the exit of the rotor, by the series connection of a diffuser annular according to the invention and an annular fitting of the same kind, represents a construction measure which is simple.
The control of the action of the fluid on these two devices for guiding the action of the rotor still takes place in the same way and respectively with one and the same movement as previously in the manner described for the steering apparatus and the suction pipe, by the mentioned axial displacement of the rotor itself 8. These dimensions are chosen in figure 8 in such a way that this rotor could be mounted instead of the one shown in figure 6, naturally in taking into account, correspondingly, the representation of the velocity vectors. The position is also in figure 8, the same as that of the rotor in figure 6.
EMI5.1
R E V E N D I C A T 1 0 N S
1) Guide device for annular currents, characterized in that a helical surface with at least one thread having a pitch ranging from 0 exclusively to infinity exclusively ;, guiding the current, is mounted between two rotation surfaces limiting the annular current ;, and that annular portions of at least one of the current limiting rotation surfaces can be moved axially relative to the other current limiting rotating surface, to adjust the cross section of passage.