CS256204B1 - Runner for rotating compressor - Google Patents

Description

Vynález se týká stavby kompresorů, zvláště oběžných kol rotačních kompresorů.

Vynález lze nej lepé využít u oběžných kol uzavřeně konstrukce. Kromě toho může najít vynález uplatnění u nízkotlakých oběžných kol rotačních kompresorů či ventilátorů.

Je známo oběžné kolo pro rotační kompresory, které obsahuje hlavní oběžné kolo, oběžné lopatky a příložnou desku, která sestává z tělesa příložné desky к lepšímu proudění plynu v oběžném kole a z kroužku к uspořádání těsnění.

Příložná deska je přitom nedělená, vyrobená z jednoho výkovku. Oběžná kola s takovými příložnými deskami se vyznačují možností pracovat s vyššími obvodovými rychlostmi, například od 120 do 300 m/s.

Nedělené provedení příložných desek z jednoho výkovku avšak vyžaduje značnou spotřebu kovu, přičemž využití kovu dosahuje pouze 15 % a velkou pracnost, kdy až 85 % kovu se zpracuje na třísky. Kromě toho způsobují vysoké obvodové rychlosti ohýbání kroužku a tělesa příložné desky, jakož i radiální deformaci kroužku, zmíněné změny tvaru způsobují radiální posuv kroužku, takže v důsledku toho je nutno počítat se zvětšenou mezeroú kroužkem a těsněními v tělese kompresoru. Zvětšení mezery ale vede ke zvýšenému úniku plynu a ke snížení účinnosti kompresoru.

Je známo rovněž oběžné kolo pro rotační kompresory, které obsahuje hlavní oběžné kolo, oběžné lopatky a příložnou desku, kde přiložená deska se skládá ze spolu spojených těles příložné desky к lepšímu vedení proudu plynu v oběžném kole a kroužku к uspořádání těsnění.

U tohoto oběžného kola je spojeno těleso příložné desky s kroužkem bud svařením nebo snýtováním. Ve srovnání s oběžnými koly, jejichž přiložené desky jsou vyrobeny z neděleného kusu, jsou oběžná kola s vícedílnou příložnou deskou, u kterých je kombinace tělesa příložné desky s kroužkem provedena jak bylo řečeno, méně pracná a náročná na materiál, ale spojovací místo tělesa příložné desky a kroužku je velmi namáháno, což znemožňuje použití těchto oběžných kol pro provoz s obvodovou rychlostí přes 120 m/s.

Hlavním cílem vynálezu je vytvořit takové oběžné kolo pro rotační kompresory, jehož konstrukce by umožňovala použití za provozu s obvodovou rychlostí vyšší než 120 m/s.

Předložený vynález si klade za úkol vyvinout oběžné kolo pro rotační kompresory, u kterého by spojení tělesa příložné desky s kroužkem bylo provedeno tak, aby se snížily nároky na jejich spoj a bylo možné použití uvedených oběžných kol pro obvodové rychlosti vyšší než 120 m/s.

Daná úloha je řešena tím, že v oběžném kole pro rotační kompresory, které obsahuje pevně mezi sebou spojené hlavní oběžné kolo, oběžné lopatky a příložnou dsku, přičemž přložná deska se skládá ze spolu spojených těles příložné desky к lepšímu proudění plynu uvnitř oběžného kola a kroužku к uspořádání těsnění, je podle vynálezu v podstatě spojení tělesa příložné desky s kroužkem provedeno jako rozebíratelné vytvořením na tělese příložné desky a na kroužku vůči sobě uspořádaných protiploch a na protiploše kroužku na straně oběžných lopatek je nákružek, který zasahuje do výkružku na protiploše tělesa příložné desky, přičemž vnitřní průměr tělesa příložné desky je oproti průměru kroužku na jeho dosedacích plochách menší o 1 až l,5.10~³D_o, kde ϋθ znamená vnitřní průměr příložné desky.

Za provozu zasahuje do příložné desky jen setrvačnost vlastní hmoty tělesa příložné. desky a části hmoty lopatky. Nevzniká prakticky žádné střídavé působení tělesa příložné desky s kroužkem, protože u zvoleného rozdílu průměrů, to jest u zvolené velikosti přesahu, těleso příložné d^sky a kroužek na sebe střídavě nepůsobí, uvedené díly se pouze pohybují. Protože tu nezasahuje ohybový moment, je vyloučen ohyb tělesa příložné desky a tím je zabezpečeno její rovnoměrné zatížení, takže jako důsledek toho se sníží požadavky na obvod a radiální napětí se zcela odstraní. Přitom působí pouze setrvačná síla vlastní hmoty kroužku na kroužek příložné desky, takže se zmenší požadavky na něj a výsledkem toho jsou malé radiální pohyby.

Protože nevznikají žádné síly střídavého působení tělesa příložné desky s kroužkem a síly v spojovém místě tělesa příložné desky s kroužkem jsou malé, mohou být oběžná kola s příložnými deskami této konstrukce použita v provozu s obyodovými rychlostmi, které jsou mnohem vyšší, než obvodová rychlost 120 m/s, například do 300 m/s.

Vytvořením nákružku stranou od běžných lopatek a jeho uspořádáním ve výkružku tělesa příložné desky se odstraní posuvy kroužků jako tuhého tělesa relativně vůči tělesu příložné desky v axiálním, popřípadě radiálním směru. Axiální posuvy v jednom směru se vyloučí čelními plochami nákružku a výkružku, ve druhém směru oběžnými lopatkami. Relativní radiální posuvy kroužku, způsobené zbytkovou nevyvážeností, se odstraní třením v místě styku nákružku kroužku s oběžnými lopatkami. Uvedené třecí síly se vyskytují vlivem přenosu axiálních zátěží od tělesa příložné desky přes čelní plochy nákružku a výkružku na oběžné lopatky. Těmito axiálními zátěžemi se odstraní jen relativní posuvy kroužku jako tuhého tělesa.

Jak ukázal experimentální výzkum, pohybují se optimální velikosti přesahu, to jest rozdílu spojených průměrů kroužku a tělesa příložné desky, v rozmezí mezi 1 až 1,5.10 ³D_q, kde D_q značí vnitřní průměr příložné desky.

Dolní hranice lícovaného přesahu 1.10 ³Dq je podmíněna možností mechanického opracování příložné desky při výrobě, protože při přesahu menším než 1.10 ³Dq není mechanické opracování příložné desky u jakéhokoli způsobu upnutí desky možné. Při hodnotách přesahu spoje kroužku a tělesa příložné desky větších než 1,5.10 ^jD_q se začíná ukazovat při provozu kompresoru vliv tělesa příložné desky na kroužek, čímž se zvýší nároky na spoj, deformace kroužku se zvětšuje a mezera v těsnění se musí u zvýšených obvodových rychlostí zvětšit, což má za následek zase zvýšení ztrát netěsnostmi a snížení kompresní účinnosti.

Dále bude předložený vynález podrobněji vysvětlen na popisu konkrétního příkladu provedení ve vztahu к připojenému obr., na kterém je celkový pohled na díl oběžného kola rotačního kompresoru podle vynálezu v podélném řezu.

Oběžné kolo pro rotační kompresory podle vynálezu na obr. obsahuje hlavní oběžné kolo a oběžné lopatky 2, které jako celek jsou vyrobeny spolu s hlavním oběžným kolem 1_ nebo jsou к němu přivařeny či připájeny.

S oběžnými lopatkami 2 je pevně spojena přivařením nebo spájením příložná deska 3, která se skládá ze spolu spojeného tělesa £ příložné desky 3 ^k lepšímu vedení proudu plybu uvnitř oběžného kola 2 a sacího vstupního kroužku 5 к montáži neznázornených těsnicích prvků, které brání úniku plynu.

Těleso _4 příložné desky 2 a kroužek 2 jsou spolu spojeny vytvořením vzájemně přiřazených protiploch _6 a 1_ tělesa 2 příložné desky 2 ^a kroužky 2·

Vnitřní průměr D tělesa 4 příložné desky 3 je menší než průměr D kroužku 5 na proti° -3 plochách 6 ^a 2· Rozdíl průměru D_q a D leží v rozsahu 1 až 1,5.10 D_q, čímž se za provozu oběžného kola vyloučí střídavé působení tělesa £ příložné desky 2 ^s kroužkem silně se sníží nároky ve spojení styčných protiploch 2 ^a 2 ^a umožní se využití celého uspořádání oběžného kola podle vynálezu v provozu při obvodových rychlostech nad 120 m/s, například do 300 m/s.

Na styčné ploše 1_ kroužku 5 je proveden nákružek 2 ^na straně oběžných lopatek 2. Tento nákružek 8 zasahuje ve styčné ploše 2 tělesa 2 příložné desky 2 do výkružku £ příložné desky 2·

Mezi uvedeným nákružkem £ a výkružkem £ je kroužková mezera 10. Uspořádáním nákružku £ ve výkružku £ tělesa £ příložné desky £ se zabrání pohybům kroužku £ v axiálních a radiálních směrech.

Čelní plochy 11 a 12 nákružku £ a výkružku £ a čelní plochy 13 a 14 nákružku £ a oběžných lopatek £ zabraňují pohybům kroužku £ v axiálním směru.

Na vnější ploše kroužku £ je větší množství schodů 15, které slouží к montáži neznázorněných těsnicích prvků.

Oběžné kolo pro rotační kompresory pracuje následujícím způsobem.

Při otáčení oběžného kola rotačního kompresoru působí na jeho díly setrvačné síly. Protože oběžné lopatky £ jsou pevně spojeny s hlavním oběžným kolem £ á tělesem £ příložné desky £, působí na ně setrvačně síly vlastní hmotnosti a Části hmotnosti oběžných lopatek £. Přitom nenastává prakticky žádné zatížení tělesa £ příložné desky.3 a kroužku £ střídavým působením síly, protože rozdíl průměrů ϋθ a D protiploch £ a £ na tělese £ příložné desky £ a kroužku £ je volen tak, aby při provozu oběžného kola mezi tělesem £ příložné desky £ a kroužkem £ nenastalo žádné střídavé působení, takže uvedené díly se vzájemně dotýkají.

Nenastává-li střídavé působení kroužku £ s tělesem £ příložné desky £, nevzniká také žádný ohybový moment, takže je ohyb tělesa £ příložné desky £ vyloučen.

Nedochází-li к ohybu tělesa £ příložné desky £, dosáhne se jeho rovnoměrného zatížení, snížení nároků na obvodovou rychlost a úplného odstranění radiálních pnutí.

Protože prakticky nedochází к žádnému střídavému působení kroužku £ s tělesem £ příložné desky £, zasahují do kroužku £ příložné desky £ pouze setrvačné síly vlastní hmotnosti kroužku £, které jsou malé pro malou obvodobou rychlost kroužku £ a jeho malou hmotnost ve srovnání s obvodovou rychlostí oběžného kola a hmoty tělesa £ příložné desky £ a části hmoty oběžných lopatek £.

Proto jsou nároky na kroužek £ malé a následkem toho jsou malé i radiální posuvy kroužku £.

Tak následkem snížení pnutí v tělese £ příložné desky £ a protože odpadá střídavé .

působení kroužku £ a tělesa £ příložné desky £, je možný provoz uspořádání oběžného kola podle vynálezu při obvodových rychlostech větších než 120 m/s, například do 300 m/s a malé hodnoty radiálních posuvů kroužku £ dovolují zmenšit velikosti mezer v těsněních, což za následek snížení úniku plynu a zvýšení účinnosti kompresoru.

Radiální relativní posuvy kroužku £, způsobené zbytkovou nevyvážeností jsou vyloučeny silami tření v místě styku nákružku £ s oběžnými lopatkami £. Tyto třecí síly vznikají přenosem axiálních zatížení na oběžné lopatky £ z tělesa £ příložné desky £ přes čelní plochy 11 a 13 nákružku £ a přes čelní plochu 12 výkružku £.

Nákružek £ brání rovněž pohybům kroužku £ v axiálním směru, které jsou znemožněny čelními plochami 11, 1 2, 13 a 14 nákružku £, výkružku £ a oběžných lopatek £.

Technicko-ekonomický přínos při využití předložených podloh vynálezu spočívá v následuj ícím:

V místě spojení tělesa příložné desky se sacím vstupním kroužkem se sníží nároky, což umožní použít příložnou desku v provedení podle vynálezu v provozu při obvodových rychlostech přes 120 m/s, například do 300 m/s.

Značné snížení nároku a zmenšení radiálních posuvů kroužku dovoluje využít těsnění s co nejmenšími mezerami, což umožňuje zvýšit účinnost kompresoru o 0,5 %.

Pro kompresory pracující s obvodovými rychlostmi do 300 m/s je možné těleso příložné desky vyrobit z ocelového plechu vylisováním a kroužek z výkovku vyrobit z nízkolegované oceli, čímž se silně sníží pracnost a spotřeba kovů při jejich výrobě.

Vzniká možnost vyrábět tělesa příložné desky, která mají různě velké vnější průměry a vstupní průměry s použitím jediného lisovacího nástroje.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Oběžné kolo rotačního kompresoru, obsahující pevně vzájemně spojené hlavní oběžné kolo, oběžné lopatky a příložnou desku, která se skládá z mezi sebou spojeného tělesa příložné desky к lepšímu vedení proudu plynu uvnitř oběžného kola a kroužku к uspořádání těsnění, vyznačující se tím, že spojení tělesa (4) příložné desky (3) a kroužku (5) je provedeno vytvořením rozebíratelně přiřazených protiploch (6, 7) na tělese (4) příložné desky (3) a kroužku (5) a na protiploše (7) kroužku (5) na straně oběžných lopatek (2) je nákružek (8), který' zasahuje do výkružku (9) na protiploše (6) tělesa (4) příložné dsky (3), přičemž vnitřní průměr (D ) tělesa (4) příložné desky (3) je proti průměru (D) ⁰ -3 kroužku (5) na protiplochách (6, 7) o 1 až 1,5.10 D_q menší, kde D_q znamená vnitřní průměr tělesa (4) příložné desky (3).