RU1820041C - Вихревой компрессор - Google Patents

Abstract

Использование: в области вакуумного и компрессорного машиностроени , может быть использовано в конструкци х вихревых компрессоров различного назначени . Сущность изобретени : вихревой компрессор содержит корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и боковым рабочим каналом, расположенное в корпусе рабочее колесо со ступицей и рабочими лопатками и приводной электродвигатель. Корпус 1 компрессора выполнен заодно целое с цилиндрической опорной втулкой, а ступица рабочего колеса снабжена ответной цилиндрической расточкой. В сопр гающихс  поверхност х опорной втулки и расточки рабочего колеса выполнены нарезки газодинамического подшипника и канавки с размещенными в них.телами качени  13 вспомогательного подшипника 7..2 з.П.ф- лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к вакуумному и компрессорному машиностроению и может быть использовано в конструкци х вихре- вы-х компрессоров и вакуум-насосов.

На фиг. 1 представлена конструкци  вихревого компрессора, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - опорный узел вспомогательного подшипника с твердосплавными обоймами.

Вихревой компрессор содержит корпус 1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками и боковым рабочим каналом 4, расположенное в корпусе 1 рабочее колесо 5 с лопатками 6, установленными на ступице 7, опорный узел 8 колеса 5 и приводит 9. Корпус 1 снабжен выполненной с ним заодно цилиндрической опорной втулкой 10, ступица 7 рабочего колеса 5 установлена на последней , опорный узел 8 имеет газодинамический подшипник 11, выполненный в виде нарезок 12 на контактирующих поверхност х опорной втулки 10 и расточки 13 ступи- цы 7, и вспомогательный подшипник качени  14, выполненный в виде канавок 15 на контактирующих поверхност х и установленных в них тел качени  16, а привод 9 содержит, посто нные магниты 17, установленные в ступице 7, и обмотки 18 электромагнита , размещенные по внутренней расточке 19 опорной втулки 1.0. Канавки 15 вспомогательного подшипника 14 снабжены направл ющими твердосплавными обоймами 20, а тела качени  16 установлены с зазором относительно контактирующих поверхностей. Боковой канал 4 корпуса 1 снабжен со стороны лопаток 6 кольцевым

00

к о о

Јь

выступом 21, образующим с опорной втулкой 10 кольцевую камеру 22, в которой размещена часть ступицы 7 рабочего колеса 5. Между нагнетательным 3 и всасывающим 2 патрубками в рабочем канале 4 установлен разделитель 23.

Вихревой компрессор работает следующим образом.

Рабоча  среда через всасывающий патрубок 2 поступает на участок всасывани  рабочего канала 4, а затем в межлопаточные каналы рабочего колеса 5, образованные лопатками б. Подсос газа в межлопаточные каналы осуществл етс  парциально, преимущественно в осевом направлении, и в последних происходит преобразование механической энергии приводного электродвигател  9 в энергию газового потока. Под действием центробежных сил частицы газа выбрасываютс  преимущественно в радиальном направлении в канал 4 вихревого компрессора, где происходит преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давлени  и уменьшаетс  тангенциальна  скорость движени  частиц газа. При этом частицы газа начинают отставать от рабочего колеса 5 и через определенный промежуток времени оп ть попадают на вход в межлопаточные каналы рабочего колеса 5. Таким образом, частицы рабочей среды движутс  от всасывающего патрубка 2 к нагнетательному 3 по сложной спиралеобразно тороидальной траектории и лопатке 6 рабочего колеса 5, в отличие от других машин динамического сжати  не один, а несколько раз воздействуют на частицы газа, что обеспечивает значительно больший напор вихревых компрессоров, чем центробежных. Установленный между нагнетательным 3 и всасывающим 2 патрубками в рабочем канале 4 разделитель 23 предотвращает проникновение основного потока газа на участок всасывани  и обеспечивает его подачу в нагнетательный патрубок 3 компрессора.

Компримирование газа осуществл етс  за счет передачи энергии от приводного электродвигател  9, неподвижные обмотки 18 которого, создающие вращающеес  магнитное поле, размещены во внутренней расточке 19 опорной втулки 10 и св заны с источником переменного электрического тока. Вращающеес  магнитное поле воздействует на посто нные магниты 17, установленные в ступице 7 рабочего колеса 5, заставл   последнее вращатьс  и передавать энергию компримируемому газу. При это по сравнению с другими конструкци ми вихревых компрессоров потери дискового трени  рабочего колеса 5 свод тс  к минимуму , т.к. радиальна  прот женность ступицы 7, не участвующа  в компримировании газа минимальна. Устран ютс  также потери мощности в электродвигателе за счет ус5 транени  промежуточных механизмов, передающих энергию привода 9 к рабочему колесу 5, в частности, муфт, опорных подшипников привода и других. Кроме того, значительно уменьшаютс  перетечки комп0 римируемого газа из области нагнетани  в область всасывани  по торцовым поверхност м рабочего колеса 5.

Вращение рабочего колеса 5 осуществл етс  на опорном подшипнике 11 газоди5 намического типа, нарезки 12 которого создают подпор газовой рабочей среды и подвешивают рабочее колесо 5 на рабочих режимах. Вспомогательный подшипник 14 с телами качени  работает на режимах

0 пуска и останова, когда подпор газа, создаваемый нарезками 12 основного газодинамического подшипника 11, недостаточен . дл  подвеса рабочего колеса 5. Дополнительную стабилизацию положени  рабочего

5 колеса 5 относительно опорной втулки 10. создает вращающеес  магнитное поле обмоток 18, взаимодействующее с магнитным полем посто нных магнитов 17. На рабочих оборотах тела качени  16 под действием

0 центробежных сил за счет люфта между контактирующими с ними поверхност ми поджимаютс  к внутренним поверхност м канавок 15 ступицы 7 рабочего колеса 5 и, тем самым, устран етс  трение тел качени 

5 16 о контактирующие поверхности.

Установка направл ющих твердосплавных обойм 20 в канавках 15 ступицы 7 и опорных втулок 10 позвол ет повысить надежность работы опорного узла 8 и комп0 рессора в целом..

Выполнение бокового канала 4 корпуса 1 компрессора с кольцевым выступом 21, образующим с опорной втулкой 10 кольцевую камеру 22, в которой размещена часть

Claims (3)

1. 5 ступицы 7 рабочего колеса 5,позвол ет снизить перетечки газа вдоль торцевой поверхности ступицы 7 рабочего колеса 5 и, тем самым, снизить потери трени . Формула изобретени 

   0 1. Вихревой компрессор, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и боковым рабочим каналом, расположенные в корпусе рабочее колесо с лопатками, установленными на ступице, 55 опорный узел колеса и привод, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  аэродинамических потерь, корпус снабжен выполненной в нем заодно цилиндрической опорной втулкой, ступица рабочего колеса установлена на последний, опорный узел

   имеет газодинамический подшипник, выполненный в виде нарезок на контактирующих поверхност х опорной втулки и расточки ступицы, и вспомогательный подшипник качени , выполненный в виде канавок на контактирующих поверхност х и установленных в них тел качени , а привод содержит посто нные магниты, установленные в ступице, и обмотки электромагнита размещенные на внутренней расточке опорной втулки.

   0
2. 2. Компрессор поп. 1.отличающий- с   тем, что канавки вспомогательного подшипника снабжены направл ющими твердосплавными обоймами, а тела качени  установлены с зазором относительно контактирующих поверхностей;
3. 3. Компрессор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что боковой канал корпуса снабжен со стороны лопаток кольцевым выступом , образующим с опорной втулкой кольцевую камеру, в которой размещена часть ступицы рабочего колеса.

   18

   if

   /4

   А

   /J Я Я Щиг1

   1820041

   А-А

   (риг. г