HU199596B

HU199596B - Impeller for turbocompressor

Info

Publication number: HU199596B
Application number: HU864772A
Authority: HU
Inventors: Vladimir V Arkhipov; Gennady F Velikanov; Yakov S Levin; Vadim S Magdychansky; Gennady I Petrov; Gilya A Raer; Kir B Sarantsev
Original assignee: Proizv Ob Nevsky Z Im V I
Priority date: 1986-01-17
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1990-02-28
Also published as: SU1373883A1; CS256204B1; EP0258440A1; US4795311A; PL261206A1; EP0258440B1; DD258839A1; EP0258440A4; CS673486A1; JPS63502199A; YU111686A; WO1987004500A1; RO100173B1; IN164252B; HUT46400A; PL149741B1

Description

A találmány tárgya járókerék turbókompresszorhoz, amelynek mereven egymáshoz kapcsolt főfutótárcsája, járólapátjai, valamint fedőtárcsája van, ahol a fedőtárcsa egymáshoz kapcsolt, jobb gázáramvezetést biztosító fedőtárcsatestből és tömítéseket felvevő gyűrűből van kialakítva.

Ismeretes járókerék turbokompresszorhoz

V.F. Ris: „Turbokompresszorok (Leningrád, SZU, Masinosztrojényije-Kiadó, 1981, 35. és 104. oldal) c. publikációból, amelynek lényege, hogy főfutótárcsája, járólapátjai, valamint fedőtárcsája van, amely jobb gázáramvezetést biztosító fedőtárcsatestből, valamint tömítéseket felvevő gyűrűből van kialakítva.

Az ismert megoldásnál a fedőtárcsa osztatlan, kovácsolt darabból van kialakítva. Ilyen fedőtárcsákkal ellátott járókerekekre jellemző, hogy fokozott kerületi sebességgel, így 120—300 m/mp képesek üzemelni.

A megoldás hiányossága, hogy az osztatlan, kovácsolt kialakítású fedőtárcsa sok fémet igényel — a fémkihasználtsági fok csak 15%-ot ér el — és nagyon munkaigényes, a munkadarab 85%-a forgáccsá lesz.

Ezeken túlmenően a jelentős kerületi sebesség kiváltja a gyűrű és fedőtárcsatest deformációját, valamint a gyűrű radiális alakvesztését.

Ezek a deformációk a gyűrűt radiálisán elmozdítják, s így a gyűrű, valamint a turbokompresszor házába beépített tömítések között nagyobb rést kell hagyni. Viszont a megnövelt rés fokozódik a gázkiszivárgás, tehát lecsökken a turbokompresszor gazdaságossága.

Ismeretes további járókerék turbokompresszorhoz A. D. Bruk: „Szívóventilátorok gáztisztító-berendezésekben (Moszkva, Masinosztrojényije-Kiadó, 1984, 120. oldal) c. publikációból, amelynek lényege, hogy főfutótárcsából, járólapátokból, valamint fedőtárcsából van kialakítva, ahol a fedőtárcsa egymáshoz kapcsolt, jobb gázáramvezetést biztosító fedőtárcsatestből, valamint tömítéseket felvevő gyűrűből van kiképezve.

Ennél a megoldásnál a fedőtárcsatest a gyűrűvel hegesztés, vagy szegecselés útján van összekapcsolva.

Olyan járókerekekkel összehasonlítva, amelyek fedőtárcsája egyetlen darabból van kialakítva, a több részes, osztott fedőtárcsás járókerekek, amelyeknél a fedőtárcsatest a gyűrűvel az említett módon van összekapcsolva, kisebb munkaráfordítással és kevesebb anyagból állíthatók elő, viszont a fedőtárcsatest és a gyűrű összekapcsolási helyén nagyon komoly igénybevétel lép fel, ami pedig lehetetlenné teszi azt, hogy 120 m/ /mp feletti kerületi sebességgel üzemeltessék.

A találmány feladata a fenti hiányosságok kiküszöbölése, tehát járókerék turbokompresszorhoz, amelynél a fedőtárcsatest és a gyűrű közötti kapcsolat úgy van kialakítva, hogy ezen kapcsolat igénybevétele 2 kicsi, s így az ilyen járókerekeket 120 m/mp feletti kerületi sebességek esetében is használni lehet.

A kitűzött feladatot a bevezetőben említett járókeréknél úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy a fedőtárcsatest és a gyűrű rajtuk kiképzett érintkező felületek útján oldhatóan van összekapcsolva, a gyűrű érintkező felületén a járólapátok oldaláról, a fedőtárcsatest érintkező felületében kiképzett gyűrűbemetszésbe benyúló belső váll van kialakítva, ahol a fedőtárcsatest belső átmérője a gyűrű átmérőjéhez képest az érintkező felületén 1 — 1,5 x 10~³ Do értékkel kisebb.

A találmány szerinti járókereket kiviteli példa kapcsán rajzon ismertetjük részletesebben. A rajzon

Az 1. ábra a találmány szerinti járókerék egy része hosszmetszetben.

Amint az az ábrából kiderül, a találmány szerinti járókeréknek 1 főfutótárcsája, valamint 2 járólapátjai vannak, amelyek az 1 főfutótárcsával egy darabból, vagy arra felhegesztve, vagy felforrasztva vannak kialakítva.

A 2 járólapátokkal 3 fedőtárcsa hegesztés, illetve forrasztás útján mereven össze van kapcsolva, ahol a 3 fedőtárcsa jobb gázáramvezetést biztosító 4 fedőtárcsatestből és tömítéseket (ezek nincsenek ábrázolva) felvevő 5 gyűrűből van kialakítva, s így a gázkiszivárgás meg van akadályozva.

A 4 fedőtárcsatest, valamint az 5 gyűrű a rajtuk kiképzett érintkező 6, 7 felületeken át van összekapcsolva.

A 4 fedőtárcsatest belső Do átmérője az érintkező 6, 7 felületeken kisebbre van kialakítva, mint az 5 gyűrű D átmérője. A Do és a D átmérő közötti különbség mértéke: 1 — 1,5 x 1(F³ x Do.

Ezáltal ki van küszöbölve a 4 fedőtárcsatest és az 5 gyűrű között fellépő üzemközbeni kölcsönhatás, az érintkező 6, 7 felületek kapcsolódásának az igénybevétele erősen le van csökkentve és a találmány szerinti járókerék így 120 m/mp (300 m/mp-ig) kerületi sebesség mellett használható.

Az 5 gyűrű érintkező 7 felületén a 2 járólapátok oldalán belső 8 váll van kiképezve. Ez a belső 8 váll a 4 fedőtárcsatestben az érintkező 6 felületében kialakított 9 gyűrűbemetszésbe nyúlik be.

A belső 8 váll, valamint a 9 gyűrűbemetszés között 10 gyűrűrés van hagyva.

A 4 fedőtárcsatest 9 gyűrűbemetszésében a belső 8 váll benyúlása kiküszöböli az 5 gyűrű axiális és radiális elmozdulását.

A belső 8 váll, valamint a 9 gyűrübemetszés 11, 12 homlokfelületek, valamint a belső 8 váll és a 2 járólapátok 13, 14 homlokfelülete megakadályozza az 5 gyűrűt abban, hogy axiálisan elmozduljon.

Az 5 gyűrű külső oldalán több 15 vállalkozás van kiképezve, amelyek itt nem ábrázolt tömítőelemek felvételére szolgálnak.

-2HU 199596 Β

A találmány szerinti járókerék működését az alábbiakban ismertetjük.

A turbokompresszor járókerekének a forgása közben annak egyes részeit centrifugális erők terhelik. Mivel a 2 járólapátok az 1 főfutótárcsával és a 4 fedőtárcsatesttel mereven vannak összekapcsolva, ezért ezeket a saját súlyukból és a 2 járólapátok súlyának egy részéből származó centrifugális erők terhelik. Ekkor kölcsönhatásuk folytán gyakorlatilag nem lép fel a 4 fedőtárcsatestre, valamint az 5 gyűrűre nézve terhelés, hiszen az érintkező 6, 7 felületek Do és D átmérőjét úgy választottuk meg, hogy a járókerék üzemeltetése alatt a 4 fedőtárcsatest és az 5 gyűrű között ne lépjen fel kölcsönhatás, de az említett részek azért mégis érintkeznek egymással. Amennyiben az 5 gyűrű és a 4 fedötárcsatest között nincsen kölcsönhatás, akkor hajlítónyomaték sem lép fel, így kizárt az, hogy a 4 fedőtárcsatest meghajoljon.

Amennyiben pedig a 4 fedőtárcsatest nem hajlik meg, akkor terhelése egyenletes lesz, a kerületi igénybevétele lecsökken és a radiális feszültsége maradéktalanul megszűnik.

Amennyiben az 5 gyűrű és a 4 fedőtárcsatest között nem áll fenn gyakorlatilag kölcsönhatás, úgy a 3 fedőtárcsa 5 gyűrűjét csak az önsúlyából származó centrifugális erők terhelik, amelyek az 5 gyűrű kisebb kerületi sebessége, valamint csekélyebb tömege — összehasonlítva a járókerék kerületi sebességével és a 4 fedőtárcsatest tömegével, valamint a 2 járólapátok tömegének az egy részével — folytán kisebbek.

Ezért az 5 gyűrű igénybevétele és ezáltal annak radiális elmozdulása is csekély mértékű lesz.

Ilyen módon a 4 fedőtárcsatestben a feszültségek lecsökkenése, valamint az 5 gyűrű és a 4 fedőtárcsatest közötti kölcsönhatás elmaradása folytán lehetővé válik az, hogy a találmány szerinti járókereket 120 m/mp feletti (egészen 300 m/mp-ig) kerületi sebességgel üzemeltessük. Az 5 gyűrű minimális mértékű radiális elcsúszása pedig lehetővé teszi azt, hogy a tömítések hézagméreteit lecsökkentsük, ami pedig a gázszivárgás csökkenéséhez, s ezáltal a turbokompresszor hatásfokának az emelkedéséhez vezet.

Az 5 gyűrű relatív radiális elmozdulása — a maradék kiegyensúlyozatlansága következtében — a belső 8 váll és a 2 járólapátok közötti érintkezés következtében uralkodó súrlódás útján van kiküszöbölve.

Ez a súrlódás a 4 fedőtárcsatestből a 2 járólapátokra a belső 8 váll 11, 13 homlokfelületein, valamint a 9 ’gyűrűbemetszés 12 homlokfelületén uralkodó axiális terhelés következtében alakul ki.

A belső 8 váll megakadályozza az 5 gyűrű axiális elmozdulását is, amit a belső 8 váll, a 9 gyűrűbemetszés, valamint a 2 járólapátok érintkező 11, 12, 13, 14 felületei küszöbölnek ki.

A találmány szerinti járókerék műszaki-gazdasági hatékonyságai:

— a 4 feaotárcsatest és az 5 gyűrű összeköttetési helyén le van csökkentve az igénybevétel, amely lehetőséget kínál arra, hogy a találmány szerinti járókereket 120 m/mp feletti (300 m/mp-ig) kerületi sebesség mellett alkalmazzuk;

₁₅ — az 5 gyűrű igénybevételének, valamint a radiális elcsúszásának a jelentős mértékű lecsökkentése lehetővé teszi, azt, hogy a tömítéseket a lehető legkissebb résbe építsük be, ami a turbo20 kompresszor hatásfokának az (kb.

5%-os) emelkedésével jár együtt;

— a 300 m/mp-ig terjedő kerületi sebesség mellett alkalmazott turbokompresszorokhoz a 4 fedőtárcsatest stancolással, vagy pedig alacsony ötvözésű acélból előállított dobszerű kovácsolt anyagból származó gyűrűből állítható elő, ami az anyagfelhasználást, valamint a munkaráfordítást jelentős mértékben lecsökkenti;

— lehetőség van arra, hogy az eltérő külső és belső átmérővel rendelkező fedőtárcsatestet stancolás útján állítsuk elő.

A találmány szerinti járókerék zárt kialakítású rendszerben a lehető legjobb eredménnyel alkalmazható.

A találmány szerinti járókerék még alacsonyabb nyomású járókerékkel felszerelt ₄₀ turbokompresszorokban (ventilátorokban) is eredményesen alkalmazható.

Claims

Járókerék turbokompresszorhoz, amely45 nek mereven egymáshoz kapcsolt főfutótárcsája, járólapátjai, valamint fedőtárcsája van, ahol a fedőtárcsa egymáshoz kapcsolt, jobb gázáramvezetést biztosító fedőtárcsa_ testből és tömítéseket felvevő gyűrűből van ⁵⁰ kialakítva, azzal jellemezve, hogy a fedőtárcsatest (4) és a gyűrű (5) rajtuk kiképzett érintkező felületek (6, 7) útján oldhatóan van összekapcsolva, a gyűrű (5) érintkező felületén (7) a járólapátok (2) oldalá⁵⁵ ról, a fedőtárcsatest (4) érintkező felületében (6) kiképzett gyűrűbemetszésbe (9) benyúló belső váll (8) van kialakítva, ahol a fedőtárcsatest (4) belső átmérője (Do) a gyűrű (5) átmérőjéhez (D) képest az érint60 kező felületén (7) 1 —1,5 x 1CT® Do értékkel kisebb.