CS263795B1 - Výstupní hrdlo lopatkového stroje - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oboru lopatkových strojů. Průtočný průřez výstupního hrdla se za vstupním otvorem zvětšuje až do počáteční oblasti zakřivení kanálu výstupního hrdla. V oblasti největšího zakřivení zůstává konstantní nebo se zmenšuje. Směrem k výstupnímu otvoru se pak nemění.

Description

Vynález se týká výstupního hrdla lopatkového stroje s mezikruhovým nebo prstencovým vstupním otvorem a alespoň jedním výstupním otvorem.

Výstupní hrdla lopatkových strojů slouží obecně k odvádění pracovní látky od pracovní části stroje do výstupního potrubí, navazující části systému nebo do okolního prostředí.

To je spojeno většinou se změnou směru proudu. Současně se snižuje rychlost proudící pracovní látky, aby se omezily energetické ztráty, k nimž ovšem vždy dochází. S rostoucími nároky na výkonnost lopatkových strojů, zvyěování jejich měrné výkonnosti a zvyšováni jejich účinnosti nabývají i ztráty ve výstupních hrdlech na významu.

Výstupní hradla představují většinou část lopatkového stroje s výrazně prostorovým charakterem pohybu pracovní látky, jehož teoretické řešení naráží dosud na velké a v obecnosti nepřekonané potíže. Důsledkem toho je empirický návrh tvaru hrdel s hrubě přibližným využíváním zkušeností. Následkem jsou poměrně vysoké vlastní energetické ztráty hrdel převyšující výrazně ztráty vyvolávané třením na obtékaných plochách. Víření pracovní látky, k němuž v hrdlech dochází, způsobuje i velké zhoršení rovnoměrnosti proudu ve výstupním průřezu, jež nepříznivě ovlivňuje činnost i ztráty následujícího systému a zpětným vlivem působí dynamicky na pracovní části stroje.

Uvedené nedostatky odstraňuje výstupní hrdlo lopatkového stroje s mezikruhovým nebo prstencovým vstupním otvorem a alespoň jedním výstupním otvorem podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se průtočný průřez výstupního hrdla za vstupním otvorem zvětšuje až do počáteční oblasti zakřivení kanálu výstupního hrdla a v oblasti největšího zakřivení zůstává konstantní nebo se zmenšuje a dále je pak až k výstupnímu otvoru konstantní. Podle dalšího provedení se u napřímené výstupní části kanálu výstupního hdrla průtočný průřez směrem k výstupnímu otvoru zvětšuje.

Základní výhoda vynálezu spočívá v tom, že se snižují energetické ztráty výstupních hrdel lopatkových strojů a jejich zpětné účinky na pracovní část stroje. Dochází ke snižováni kinetické energie proudu, zvyšuje se jeho rovnoměrnost a snižují se v důsledku toho energetické ztráty při průtoku a dochází k žádoucímu zvyšování statického tlaku pracovní látky.

Vynález je dále blíže popsán na dvou příkladech provedení podle připojených výkresů, kde obr. 1 naznačuje výstupní hrdlo s mezikruhovým vstupním průřezem a jedním výstupním průřezem obdélníkového tvaru a na obr. 2, 3, 4 je výstupní hrdlo 8 mezikruhovým vstupním průřezem a dvěma výstupními průřezy, v nárysu, bokorysu řez I-I a půdorysu řez X-II.

Na obr. 1 je nakreslen vstupní otvor 2 mezikruhového tvaru v rovině kolmé k ose neznázorněného lopatkového stroje. Za tímto vstupním otvorem 2 je vytvořen kanál výstupního hrdla 2 omezený vnitřní rotační stěnou 2 a vnější rotační stěnou £. Tvořící linie těchto rotačních stěn 3, 4 končí v bodech koncového průřezu rotační části kanálu a jsou tvarově řešeny tak, aby se průtočný průřez ve směru se výrazněji neměnil. Poněvadž se v daném příkladu odvádí proud ves měru kolmém na osu stroje, musí být omezující plocha hrdla, která navazuje na jeho vstupní rotační část řešena jako obecně prostorově zakřivená plocha. Na tuto prostorově tvarovanou část se zmenšujícím se průtočným průřezem navazuje v popisovaném příkladu přímý kanál přibližně obdélníkového průřezu, jehož průřez opět narŮBtá ve směru proudu. Výstupní hrdlo 2 konči výstupním otvorem 2·

Na obr. 2 je v opravé polovině naznačen pohled na výstupní hrdlo 6 se dvěma výstupními otvory 5 v osovém směru ve směru proudu, v levé polovině téhož obrázku je řez tímto hrdlem rovinou kolmou k ose stroje. Vstupní otvor 2 je mezikruhový, proud do výstupních otvorů 2 rozděluje náběžná část plochy 2. Obr. 3 znázorňuje v pravé polovině pohled na výstupní otvor 2 obdélníkového tvaru a v levé polovině je šikmý řez hrdlem rovinou naznačenou v obr. 2 I-II. V tomto řezu je patrná část náběžné plochý 2 a vstupní otvor 2· Obr. 4 je řez výstupním hrdlem 6 rovinou procházející osou stroje a osou výstupních otvorů 2·

Omezující plocha výstupního hrdla 6 navazuje na vstupní mezikruhový otvor χ rotačními částmi, které vymezují kanál s průtočným průřezem zvětšujícím se ve směru proudu a přecházejí spojitě do obecně prostorově zakřivené plochy. Obecně prostorově zakřivená plocha se rozvíjí až do výstupních otvorů 5 tak, že její náběžná část plochy 2 rozděluje proud do obou výstupních otvorů 5 a narůstání v prostorově uvažovaného průtočného průřezu klesá až do záporných hodnot. Výsledný průtočný průřez se tedy v silně zakřivedné části výstupního hrdla 6 zmenšuje až do velikosti výstupních otvorů 5.

Popsané příklady ukazuji řešení výstupních hrdel ve dvou typických a častých případech. Podle typu, provedení lopatkového stroje a dalěích konstrukčních požadavků mohou být ovše okrajové podmínky pro návrh tvaru hrdla značně rozdílné. Vstupní průřez může být též prstencový s radiálním nebo diagonálním výtokem pracovní látky ze stroje, proud se může dělit! do většího počtu kanálů, které pracovní látku rozvádějí požadovaným způsobem nebo se opět spojují. Ve věech těchto případech se dosahuje rovnoměrného průtoku hrdlem a nízkých vlastních ztrát řešením tvaru omezujících ploch.

Claims (2)

1. Výstupní hrdlo lopatkového stroje s mezikruhovým nebo prstencovým vstupním otvorem a alespoň jedním výstupním otvorem vyznačené tím, že se průtočný průřez výstupního hrdla (6) za vstupním otvorem (1) zvětšuje až do počáteční oblasti zakřivení kanálu výstupního hrdla (6, a v oblasti největšího zakřivení zůstává konstantní nebo se zmenšuje a dále je pak směrem k výstupnímu otvoru (5) konstantní.

2. Výstupní hrdlo podle bodu 1 vyznačené tím, že se u napřímené výstupní části kanálu výstupního hrdla (6) průtočný průřez směrem k výstupnímu otvoru (5) zvětšuje.