RU1825896C - Нагнетатель Лазарева - Google Patents

Abstract

Использование: в вентил торострое- нии. Сущность изобретени : нагнетатель содержит установленное в корпусе центробежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске рабочими лопатками, выходна  часть которых расположена в спиральной камере, имеющей переменную ширину, увеличивающуюс  по ходу потока. Рабочее колесо имеет покрывной диск, закрепленный на входной части лопаток до места сопр жени  впускного патрубка со спиральной улиткой и снабженныйуплотне- нием. Нагнетатель имеет осевое рабочее колесо , вращающеес  в противоположную сторону относительно центробежного колеса . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к вентил торо- строению и может быть, в частности, применено в нагнетател х, используемых дл  объектов на воздушной подушке.

Цель изобретени  - повышение КПД, в частности на малых расходах, и компактности нагнетател  при общем улучшении его компоновочкых свойств и уменьшении радиальных размеров.

Указанна  цель достигаетс  созданием благопри тных условий дл  безотрывного течени  потока в центробежной ступени как на входе за счет закрутки его предвключен- ным осевым колесом встречного вращени , так и путем организации устойчивой меридиональной циркул ции в полости боковой улитки благодар  частичному размещению в ней периферии закрытого центробежного колеса, уплотненного с обеих сторон и обращенного своей примыкающей к выходному сечению колеса, полузакрытой стороной лопаточного венца ко входу в кольцеобразный канал улиточной полости с увеличивающимс  по ходу потока боковым сечением круглой , овальной или пр моугольной формы, что также уменьшает наружный диаметр нагнетател , и облегчает его компоновку,

На чертеже представлен разрез предложенного нагнетател .

Он состоит из корпуса 1 и последовательно расположенных в нем по ходу потока осевого 2 и центробежного 3 колес встречного вращени . Центробежное колесо 3 установлено на приводн ом валу 4, соединенном при помощи соосного редуктора (не показан) с осевым колесом 2. При этом редуктор помещаетс  между этими колесами внутри корпуса 1, а сами колеса расположены соосно.

Уменьшение наружного диаметра улитки 7 нагнетател  достигаетс  путем пропорционального увеличени  площади поперечного сечени  в осевом (боковом) направлении по мере движени  газа от входа к выходу из нее в сочетании с частичным вводом в зону улитки (радиальна  плоско (Л

С

со

го

СП 00

ю о

сть) полузакрытой части закрытого рабочего колеса 3, т.е. не имеющей покрывного диска периферийной части лопаточного венца 6, непосредственно примыкающей к выходному сечению 5 этого колеса и обращенной торцами лопаток ко входу в боковую улиточную полость В результате такого совершенствовани  конструкции нагнетател  в меридиональной плоскости сечени  боковой улички возникает устойчива  кругова  циркул ци  рабочей среды, способствующа  общему улучшению структуры безотрывно движущегос  в направлении к выпускному патрубку потока, стабилизирующее воздействие которого не только повы- и.ает КПД на номинальном режиме работы, но и расшир ет диапазон экономичного регулировани  нагнетател  на область малых расходов. Этому также в значительной мере содействует предварительна  закрутка потока на входе в центробежную ступень (рабочее колесо 3) за счет предварительно включенного осевого колеса 2 встречного вращени .

Организаци  вихревой закрутки потока в боковой улиточной камере, как следует из данных патента ФРГ № 2745992, повышает КПД устройства, что объ сн етс  уменьшением потерь нз трение не только в процессе перемещени  среды, но и вследствие устранени  (или уменьшени ) турбулентности ра- диального потока на периферии центробежного колеса, после осевого отклонени  и принудительного вовлечени  в круговое вращение среды внутри меридионального сечени  бокового улиточного канала по мере ее перемещени  вдоль этого расшир ющегос  к выходу кольцевого канала . Сочетание закрутки потока в концевом элементе осецентробежной ступени с закруткой потока на входе в нее при помощи предвключенного осевого колеса встречного вращени , а также применение уплотненного с обеих сторон закрытого центробежного колеса, заметно уменьшающего объемные потери из-за устранени  внутренних перетечек среды, безусловно приведут к существенному росту КПД в целом м расширению зоны экономичной работы предложенного нагнетател  на частичных режимах.

Осерадиальновихреулиточный нагнетатель работает следующим образом.

Кинематически центробежное колесо 3 получает вращение от жестко св занного с ним ведущего вала 4, а осевое колесо 2 приводитс  от соосно расположенного с ведущим ведомого вала встроенного редуктора, обеспечивающего изменение как относительной скорости, так и направление вращени  этих колес.

Воздушный поток поступает на осевое колесо 2 первой ступени нагнетател  и, получив необходимую закрутку, повышающую противопомпажную устойчивость сжати  среды во второй ступени, при соответствующем увеличении давлени  подаетс  на центробежное колесо 3 этой ступени, где

О давление потока снова возрастает. По выходе из концевого сечени  5 рабочего колеса 3 воздушный поток под вли нием геометрии обводов бокового улиточного канала мен ет радиальное направление движени  на осе5 вое и затем принудительно вовлекаетс  в круговое вращение меридионального профил  с одновременным винтообразным перемещением среды вдоль расшир ющегос  к выходу канала улитки 7, где давление ее

0 (среды) повышаетс  еще раз согласно действию закона спиральной камеры, обусловленного возникновением градиента давлени  вследствие падени  скорости потока по мере его движени  к выходному

5 патрубку.

Помимо существенной стабилизации и св занным с этим.повышением экономичности рабочего процесса, вихрева  закрутка потока в улитке способствует также росту

0 противопомпажнои устойчивости нагнетател  на частичных режимах работы Другими словами, среда, покида  выходное сечение 5 центробежного колеса 3, под воздействием аэродинамических и центрЪбеж5 ных сил дополнительно разгон етс  в меридиональном сечении боковой полости улитки 7, что принудительно упор дочивает структуру потока, движущегос  в расшир ющемс  к выходу улиточном канале, благо0 дар  чему снижаетс  веро тность образовани  срывов, застойных зон и обратных течений среды вследствие возрастающей по мере движени  среды в улитке 7 конфузорности сжимаемого потока, особен5 но на малых расходах Обеспечение же надежного развитого в радиальном направлении уплотнени  закрытого центробежного колеса 3 со стороны покрывного диска в дополнение к уплотнению несущего

0 диска, а также относительное повышение радиальной компактности корпуса 1 способствует росту показателей совершенства описанной конструкции нагнетател .

Таким образом, помимо существенного

5 роста КПД на номинальном и частичных режимах эксплуатации при общей повышении противопомпажнои устойчивости предложенного нагнетател  за счет радикального улучшени  условий входа-выхода ступ, благодар  дополнительно предусмотренному

со стороны покрывного диска центробежного колеса уплотнению вдобавок заметно сниз тс  объемные потери, св занные с наличием внутренний перетечек среды, что также увеличит экономичность процесса сжати , А вследствие применени  вихреу- литочного концевого элемента ступени посто нного наружного диаметра удаетс  сократить радиальные размеры нагнетател , заметно улучшив его компоновочные свойства. Все это вместе вз тое безусловно повысит его технико-экономическую эффективность .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Нагнетатель, содержащий цилиндри- ческий корпус со спиральной камерой и с впускным и выпускным патрубками, уста- новленноев корпусе центробежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске рабочими лопатками, выходна  Часть кото-

   рых расположена в спиральной камере, имеющей в поперечном сечении переменную ширину, увеличивающуюс  по ходу потока , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД путем организации безотрывного течени  в спиральной камере, нагнетатель дополнительно снабжен предвключенным осевым рабочим колесом, размещенным во впускном патрубке с возможностью вращени  в противоположную сторону относительно центробежного колеса , последнее снабжено покрывным диском , закрепленным на входной части лопаток до места сопр жени  впускного патрубка со спиральной камерой, при этом на покрывном диске и на соответствующей поверхности корпуса в зоне впускного патрубка выполнено уплотнение, а наружный диаметр несущего диска равен выходному диаметру лопаток.