RU194359U1 - Centrifugal impeller - Google Patents
Centrifugal impeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU194359U1 RU194359U1 RU2019129439U RU2019129439U RU194359U1 RU 194359 U1 RU194359 U1 RU 194359U1 RU 2019129439 U RU2019129439 U RU 2019129439U RU 2019129439 U RU2019129439 U RU 2019129439U RU 194359 U1 RU194359 U1 RU 194359U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- blades
- outlet
- thickness
- gas medium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области сжатия и/или перемещения газообразных сред и может быть использована в автомобилестроении, судостроении, строительной и других отраслях промышленности. Полезная модель направлена на улучшение массогабаритных и инерционных характеристик рабочего колеса центробежного компрессора. Сущность полезной модели заключается в том, что рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск и лопатки, имеющие наклон относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, при этом форма лопаток описывается поверхностями второго порядка и отличается от прототипа тем, что угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды составляет 10-60°, а толщина основного диска и лопаток рабочего колеса уменьшается от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды, 7 з.п. ф-лы, 8 ил.The utility model relates to the field of compression and / or movement of gaseous media and can be used in the automotive industry, shipbuilding, construction and other industries. The utility model is aimed at improving the overall dimensions and inertia of the impeller of a centrifugal compressor. The essence of the utility model lies in the fact that the impeller of a centrifugal compressor contains a main disk and blades that are inclined relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium, while the shape of the blades is described by second-order surfaces and differs from the prototype in that the angle of inclination of the blades relative to the axis the rotation of the impeller at the outlet of the gas medium is 10-60 °, and the thickness of the main disk and the blades of the impeller decreases from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium, 7 z.p. f-ly, 8 ill.
Description
Полезная модель относится к области сжатия и/или перемещения газообразных сред и может быть использована в автомобилестроении, судостроении, строительной и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of compression and / or movement of gaseous media and can be used in the automotive industry, shipbuilding, construction and other industries.
Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск и лопатки, которые выполнены с уменьшением толщины от входа к выходу газовой среды [FR2749038, дата публикации: 28.11.1997 г., МПК: F01D 5/048].Known impeller of a centrifugal compressor containing the main disk and blades, which are made with decreasing thickness from the entrance to the exit of the gas medium [FR2749038, publication date: 11/28/1997, IPC: F01D 5/048].
Преимуществами известного технического решения являются хорошая сбалансированность, массогабаритные и инерционные характеристики за счет уменьшения толщины основного диска и лопаток от входа к выходу газовой среды. Однако существенным недостатком известного технического решения является высокий риск разрушения основного диска при высоких нагрузках из-за возникновения сложных изгибающих напряжений и неравномерности распределения нагрузок, действующих на основной диск, в месте присоединения лопаток.The advantages of the known technical solution are good balance, weight and inertial characteristics by reducing the thickness of the main disk and blades from the inlet to the outlet of the gaseous medium. However, a significant drawback of the known technical solution is the high risk of destruction of the main disk at high loads due to the occurrence of complex bending stresses and uneven distribution of loads acting on the main disk at the point of attachment of the blades.
Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск и лопатки, имеющие наклон относительно оси вращения рабочего колеса [KR101673951, дата публикации: 09.11.2006 г., МПК: F04D 29/28, F04D 29/30].It is known the impeller of a centrifugal compressor containing the main disk and blades having an inclination relative to the axis of rotation of the impeller [KR101673951, publication date: 09.11.2006, IPC: F04D 29/28, F04D 29/30].
Преимуществом известного технического решения является низкий риск разрушения основного диска за счет наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса и частичного преобразования сложных изгибающих напряжений в растягивающие напряжения. Однако недостатком известного технического решения является высокий риск разрушения лопаток в серединном сечении при высоких рабочих нагрузках из-за неравномерного распределения напряжений, создаваемых инерционными силами и потоком среды по поверхности лопаток.An advantage of the known technical solution is the low risk of destruction of the main disk due to the inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller and the partial conversion of complex bending stresses to tensile stresses. However, a disadvantage of the known technical solution is the high risk of fracture of the blades in the middle section at high workloads due to the uneven distribution of stresses created by inertial forces and the flow of medium on the surface of the blades.
В качестве прототипа выбрано рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск и лопатки, имеющие наклон 65-70° относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, при этом форма лопаток описывается поверхностями второго порядка [FR2282058, дата публикации: 12.03.1976 г., МПК: F04D 29/284].As a prototype, the impeller of a centrifugal compressor is selected, containing the main disk and blades having an inclination of 65-70 ° relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium, while the shape of the blades is described by second-order surfaces [FR2282058, publication date: 03/12/1976 IPC: F04D 29/284].
Преимуществом прототипа перед известными техническими решениями является высокая надежность рабочего колеса при высоких рабочих нагрузках за счет наклона лопаток под углом 65-70° относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, который обеспечивает возможность частичного преобразования изгибающих напряжений в растягивающие напряжения, а также за счет того, что форма лопаток описывается поверхностями второго порядка, что обеспечивает возможность более равномерного распределения нагрузки, создаваемой потоком газовой среды по поверхности лопаток. Однако существенным недостатком прототипа являются плохие массогабаритные характеристики, что приводит к появлению не скомпенсированных центробежных сил и моментов, вызывающих повышенные вибрационные нагрузки и увеличенный момент импульса движения, вследствие чего в значительной степени ухудшаются эксплуатационные характеристики центробежного компрессора, из-за высокой инерции рабочего колеса проявляется эффект «турбоямы», когда наблюдается значительная по времени задержка между нажатием на педаль акселератора транспортного средства и увеличением количества оборотов двигателя внутреннего сгорания, сопутствующее увеличение задержки при разгоне транспортного средства до необходимой скорости и снижение безопасности при его эксплуатации.The advantage of the prototype over known technical solutions is the high reliability of the impeller at high working loads due to the inclination of the blades at an angle of 65-70 ° relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium, which allows partial conversion of bending stresses to tensile stresses, and also due to that the shape of the blades is described by second-order surfaces, which makes it possible to more evenly distribute the load created by the gas flow th medium on the surface of the blades. However, a significant disadvantage of the prototype is the poor overall dimensions, which leads to the appearance of uncompensated centrifugal forces and moments that cause increased vibration loads and increased angular momentum of movement, as a result of which the operational characteristics of the centrifugal compressor are significantly impaired, due to the high inertia of the impeller, the effect "Turbo holes" when there is a significant time delay between pressing the accelerator pedal of a vehicle with COROLLARY and increase in the number of revolutions of the internal combustion engine, a concomitant increase in delay when accelerating the vehicle to a desired speed and decrease in security with its operation.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик центробежного компрессора.The technical problem to which the utility model is directed is to improve the operational characteristics of a centrifugal compressor.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является улучшение массогабаритных и инерционных характеристик рабочего колеса центробежного компрессора.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to improve the overall dimensions and inertia of the impeller of a centrifugal compressor.
Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.
Рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск и лопатки, имеющие наклон относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, при этом форма лопаток описывается поверхностями второго порядка. В отличие от прототипа угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды составляет 10-60°, а толщина основного диска и лопаток рабочего колеса уменьшается от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды.The impeller of a centrifugal compressor contains a main disk and blades that are inclined relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium, while the shape of the blades is described by second-order surfaces. In contrast to the prototype, the angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium is 10-60 °, and the thickness of the main disk and the blades of the impeller decreases from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium.
Рабочее колесо имеет вход газовой среды, расположенный в осевой центральной части, и выход газовой среды, расположенный по боковой (торцевой) поверхности. Рабочее колесо имеет лопатки с входной и выходной кромкой, предназначенные для создания центробежной силы и преобразования механической энергии вращения рабочего колеса в энергию движения газовой среды. Рабочее колесо имеет радиальные рабочие каналы, образованные лопатками и основным диском, проходящие от входа к выходу газовой среды.The impeller has a gas medium inlet located in the axial central part and a gas medium outlet located on the lateral (end) surface. The impeller has blades with an inlet and outlet edge, designed to create centrifugal force and convert the mechanical energy of rotation of the impeller into the energy of movement of the gas medium. The impeller has radial working channels formed by the blades and the main disk, passing from the entrance to the exit of the gas medium.
Угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды составляет 10-60°, что обеспечивает возможность частичного преобразования сложных изгибающих напряжений, возникающих в конструкции рабочего колеса, в растягивающие напряжения, снижая общий уровень напряжения и нагрузки на рабочее колесо. В случае, если угол наклона лопаток составляет менее 10°, в конструкции рабочего колеса наблюдается преобладание сложных изгибающих напряжений, в результате чего снижение общего уровня напряжения и нагрузки на элементы рабочего колеса не происходит. В случае, если угол наклона лопаток составляет более 60°, повышается риск возникновения паразитных вихрей на выходе газовой среды, в результате чего наблюдается значительное снижение КПД рабочего колеса.The angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium is 10-60 °, which makes it possible to partially convert complex bending stresses arising in the design of the impeller into tensile stresses, reducing the overall level of stress and load on the impeller. If the angle of inclination of the blades is less than 10 °, in the design of the impeller there is a predominance of complex bending stresses, as a result of which a decrease in the overall level of stress and load on the elements of the impeller does not occur. If the angle of inclination of the blades is more than 60 °, the risk of spurious eddies at the outlet of the gas medium increases, resulting in a significant decrease in the efficiency of the impeller.
Угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды может составлять 20-50°, что обеспечивает возможность повышения равномерности распределения нагрузки на периферийной области рабочего колеса (по причине увеличения центробежных сил с увеличением радиуса рабочего колеса), и позволяет существенно снизить уровень сложных изгибающих напряжений. Угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса может составлять 35-45°, что обеспечивает возможность оптимального распределения нагрузки по периферии рабочего колеса и дополнительного снижения риска возникновения сложных изгибающих напряжений в корневой периферийной части лопаток в месте соединения с диском.The angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium can be 20-50 °, which makes it possible to increase the uniformity of the load distribution on the peripheral region of the impeller (due to an increase in centrifugal forces with an increase in the radius of the impeller), and can significantly reduce the level of complex bending stresses. The angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller can be 35-45 °, which makes it possible to optimally distribute the load along the periphery of the impeller and further reduce the risk of complex bending stresses in the root peripheral part of the blades at the junction with the disk.
Толщина основного диска и лопаток рабочего колеса уменьшается от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды, что обеспечивает возможность снижения момента инерции, за счет уменьшения массы частей этих элементов к периферии рабочего колеса и улучшения, таким образом, не только массогабаритных характеристик рабочего колеса, но и дополнительного повышения его КПД в моменты выхода рабочего колеса на высокие частоты вращения, что наиболее заметно проявляется при эксплуатации транспортного средства в интенсивных циклах с частым изменением количества оборотов двигателя. Под средней частью рабочего колеса подразумевается область, находящаяся приблизительно на равном удалении от оси вращения и выхода газовой среды из рабочего колеса. При этом уменьшение толщины основного диска и лопаток может обеспечиваться пропорционально расчетному снижению нагрузки при выбранном угле наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды. Таким образом, например, при выбранном угле наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, толщина основного и/или покрывного диска может составлять до 40% от толщины покрывного диска на входе в рабочее колесо (в случае отсутствия покрывного диска - толщине в средней части основного), а толщина лопаток также может составлять до 30% от толщины лопаток в средней части рабочего колеса. При этом увеличение угла наклона лопаток до 55-60° обеспечивает возможность снижения толщины основного и покрывного диска на выходе газовой среды до 15%, а лопаток на выходе газовой среды до 5% от их толщины в средней части рабочего колеса.The thickness of the main disk and the blades of the impeller decreases from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium, which makes it possible to reduce the moment of inertia by reducing the mass of parts of these elements to the periphery of the impeller and, thus, not only reduce the overall dimensions of the impeller, but and an additional increase in its efficiency at the moments when the impeller reaches high rotational speeds, which is most noticeable when the vehicle is operated in intensive cycles with frequent and changing the number of engine revolutions. By the middle part of the impeller is meant a region located approximately equidistant from the axis of rotation and the exit of the gas medium from the impeller. In this case, a decrease in the thickness of the main disk and the blades can be provided in proportion to the calculated load reduction for the selected angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium. Thus, for example, at a selected angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium, the thickness of the main and / or cover disk can be up to 40% of the thickness of the cover disk at the entrance to the impeller (in the absence of a cover disk, the thickness in the middle part of the main), and the thickness of the blades can also be up to 30% of the thickness of the blades in the middle part of the impeller. Moreover, an increase in the angle of inclination of the blades to 55-60 ° provides the possibility of reducing the thickness of the main and covering discs at the outlet of the gas medium to 15%, and the blades at the outlet of the gas medium to 5% of their thickness in the middle part of the impeller.
Уменьшение толщины основного диска и лопаток может обеспечиваться за счет изменения геометрии напорной и/или тыльной стороны лопаток, а также наружной и/или внутренней поверхности основного диска в зависимости от условий эксплуатации рабочего колеса. При этом напорная и тыльная стороны лопаток, а также наружная и внутренняя поверхность основного диска могут иметь разную геометрию, которая может задаваться математической функцией.A decrease in the thickness of the main disk and the blades can be achieved by changing the geometry of the pressure and / or back side of the blades, as well as the outer and / or inner surface of the main disk, depending on the operating conditions of the impeller. In this case, the pressure and back sides of the blades, as well as the outer and inner surfaces of the main disk, can have different geometry, which can be determined by a mathematical function.
Дополнительно угол между касательной к окружности рабочего колеса и выходной кромке лопаток может составлять 50-90°, что снижает величину корневых напряжений у лопаток и снижает риск разрушения рабочего колеса, сохраняя при этом его эффективный КПД. При этом для наибольшего снижения величины корневых напряжений у лопаток и дополнительного снижения риска разрушения рабочего колеса, угол между касательной к окружности рабочего колеса и выходной кромке лопаток может составлять 85-90°.Additionally, the angle between the tangent to the circumference of the impeller and the outlet edge of the blades can be 50-90 °, which reduces the root stresses of the blades and reduces the risk of destruction of the impeller, while maintaining its effective efficiency. Moreover, in order to reduce the root stresses of the blades to the greatest extent and to further reduce the risk of impeller destruction, the angle between the tangent to the circumference of the impeller and the outlet edge of the blades can be 85-90 °.
Дополнительно рабочее колесо может содержать покрывной диск, толщина которого может уменьшаться от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды, что повышает жесткость конструкции рабочего колеса, т.е. - увеличивает деформационную стойкость лопаток, позволяя значительно уменьшить их толщину и дополнительно улучшить инерционные и массогабаритные характеристики рабочего колеса. При этом уменьшение толщины покрывного диска может обеспечивается по тому же принципу, что и уменьшение толщины лопаток и основного диска.Additionally, the impeller may include a cover disk, the thickness of which may decrease from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium, which increases the rigidity of the impeller, i.e. - increases the deformation resistance of the blades, allowing you to significantly reduce their thickness and further improve the inertial and mass-dimensional characteristics of the impeller. In this case, a decrease in the thickness of the cover disk can be ensured by the same principle as a decrease in the thickness of the blades and the main disk.
Форма лопаток описывается поверхностями второго порядка и подразумевает то, что любое сечение лопатки в любой плоскости имеет искривление, которое обеспечивает возможность сдвига и вытягивания входной кромки лопаток ко входу газовой среды, а также наклона и плавного разворота лопаток по всей длине в направлении вращения рабочего колеса и смещения входной кромки лопаток к плоскости входа рабочего колеса. Поверхность второго порядка может быть профилирована методом расчетов треугольников скоростей во множестве сечений с учетом выбранного значения величины углов между касательными к выходной и входной кромкам лопаток и касательными к окружностям рабочего колеса.The shape of the blades is described by second-order surfaces and implies that any section of the blade in any plane has a curvature that allows the input edge of the blades to be shifted and stretched to the gas inlet, as well as to tilt and smoothly turn the blades along the entire length in the direction of rotation of the impeller and displacement of the input edge of the blades to the plane of the input of the impeller. The second-order surface can be profiled by the method of calculating velocity triangles in a variety of sections, taking into account the selected value of the angles between the tangents to the output and input edges of the blades and the tangents to the circles of the impeller.
Дополнительно для снижения газодинамического сопротивления проточной части рабочего колеса и снижения риска разрушения лопаток с уменьшенной толщиной, входная кромка лопаток может быть расположена максимально близко ко входу потока, а величина угла между касательной к входной кромке лопаток и касательной к окружности рабочего колеса может составлять 10-50°. При этом для дополнительного повышения равномерности распределения нагрузки по радиальным рабочим каналам величина угла между касательной к входной кромке лопаток и касательной к окружности рабочего колеса может составлять 10-20°.Additionally, to reduce the gas-dynamic resistance of the flowing part of the impeller and reduce the risk of destruction of the blades with a reduced thickness, the inlet edge of the blades can be located as close as possible to the inlet of the flow, and the angle between the tangent to the inlet edge of the blades and the tangent to the circumference of the impeller can be 10-50 °. In this case, to further increase the uniformity of the load distribution along the radial working channels, the angle between the tangent to the input edge of the blades and the tangent to the circumference of the impeller can be 10-20 °.
Дополнительно рабочее колесо может иметь ступицу, углубленную в основной диск, что обеспечивает улучшение инерционных и массогабаритных характеристик рабочего колеса за счет облегчения его центральной части. При этом ступица может быть расположена на глубине 0,5-50% от высоты рабочего колеса, что дополнительно обеспечивает улучшение его инерционных и массогабаритных характеристик. При этом место соединения ступицы с основным диском может быть скруглено по радиусу, составляющему до 20% от диаметра рабочего колеса, обеспечивая повышение равномерности распределения нагрузки на конструкцию рабочего колеса, позволяя дополнительно снизить толщину (массу и момент инерции) основного диска.Additionally, the impeller may have a hub recessed into the main disk, which improves the inertial and overall dimensions of the impeller by facilitating its central part. In this case, the hub can be located at a depth of 0.5-50% of the height of the impeller, which additionally provides an improvement in its inertial and overall dimensions. At the same time, the junction of the hub with the main disk can be rounded to a radius of up to 20% of the diameter of the impeller, providing an increase in the uniformity of the load distribution on the design of the impeller, thereby further reducing the thickness (mass and moment of inertia) of the main disk.
Рабочее колесо может быть изготовлено из различных конструкционных материалов с высоким удельным отношением прочности материала к его плотности, например, из стали или сплавов на основе алюминия, железа или никеля, а также из композиционных материалов или полимеров с высокими прочностными характеристиками, в частности, из класса полимеров с жидкокристаллической структурой или армированных различными типами высокопрочных минеральных волокон.The impeller can be made of various structural materials with a high specific ratio of the strength of the material to its density, for example, steel or alloys based on aluminum, iron or nickel, as well as composite materials or polymers with high strength characteristics, in particular, from the class polymers with a liquid crystal structure or reinforced with various types of high-strength mineral fibers.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость». The utility model can be made of known materials using known means, which indicates the compliance of the utility model with the patentability criterion of "industrial applicability".
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных отличительных признаков, заключающейся в том, что:The utility model is characterized by a previously unknown set of essential distinguishing features in the prior art, namely:
- угол наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды составляет 10-60°, что обеспечивает возможность преобразования изгибающих напряжений, возникающих в конструкции рабочего колеса, в растягивающие напряжения, а также возможность более равномерного распределения потока газовой среды по выходной кромке лопаток и основного диска при движении газовой среды из рабочего колеса, позволяя снизить нагрузку, которая создается в средней части и на выходе газовой среды рабочего колеса.- the angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium is 10-60 °, which makes it possible to convert the bending stresses arising in the design of the impeller into tensile stresses, as well as the possibility of a more uniform distribution of the gas medium flow along the outlet edge of the blades and the main disk during the movement of the gas medium from the impeller, allowing to reduce the load that is created in the middle part and at the outlet of the gas medium of the impeller.
- толщина основного диска и лопаток уменьшается от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды, что при условии равномерного распределения потока газовой среды и снижения общего уровня напряжения и нагрузки на рабочее колесо позволяет существенно снизить массу и момент инерции рабочего колеса, а также дополнительно повысить КПД рабочего колеса. - the thickness of the main disk and blades decreases from the middle part of the impeller to the outlet of the gaseous medium, which, provided that the flow of the gaseous medium is evenly distributed and the overall level of stress and load on the impeller is reduced, can significantly reduce the mass and moment of inertia of the impeller, and also increase efficiency impeller.
Совокупность существенных отличительных признаков полезной модели позволяет значительно снизить нагрузку, которая создается в средней части и на выходе газовой среды рабочего колеса обеспечивая возможность уменьшения толщины основного диска и лопаток рабочего колеса от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды и существенного снижения, таким образом, массы лопаток и основного диска (и покрывного диска тоже в случае его наличия), благодаря чему обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в улучшении массогабаритных и инерционных характеристик рабочего колеса центробежного компрессора, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики центробежного компрессора.The set of essential distinguishing features of the utility model can significantly reduce the load that is created in the middle part and at the outlet of the gas medium of the impeller, making it possible to reduce the thickness of the main disk and the blades of the impeller from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium and, therefore, significantly reduce the mass blades and the main disk (and the covering disk, if any), which ensures the achievement of the technical result, which consists in improving assogabaritnyh and inertial characteristics of the impeller of the centrifugal compressor, thereby improving the performance of the centrifugal compressor.
Наличие ранее не известной из уровня техники совокупности существенных признаков свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».The presence of a combination of essential features previously unknown from the prior art indicates that the utility model meets the patentability criterion of “novelty”.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость». The utility model can be made of known materials using known means, which indicates the compliance of the utility model with the patentability criterion of "industrial applicability".
Полезная модель поясняется следующими чертежами.The utility model is illustrated by the following drawings.
Фиг.1 - Рабочее колесо центробежного компрессора, аксонометрический вид.Figure 1 - Impeller of a centrifugal compressor, axonometric view.
Фиг.2 - Рабочее колесо центробежного компрессора, продольный разрез, вид сбоку.Figure 2 - Impeller of a centrifugal compressor, longitudinal section, side view.
Фиг.3 - Рабочее колесо центробежного компрессора, имеющее углубленную ступицу, продольный разрез, вид сбоку.Figure 3 - The impeller of a centrifugal compressor having a recessed hub, a longitudinal section, side view.
Фиг.4 - Рабочее колесо центробежного компрессора, имеющее углубленную ступицу, продольный разрез, аксонометрический вид.Figure 4 - The impeller of a centrifugal compressor having a recessed hub, a longitudinal section, axonometric view.
Фиг.5 - Рабочее колесо центробежного компрессора с покрывным диском, местный вырез, аксонометрический вид.Figure 5 - The impeller of a centrifugal compressor with a cover disk, a local cutout, axonometric view.
Фиг.6 - Рабочее колесо центробежного компрессора с покрывным диском, продольный разрез, вид сбоку.6 - Impeller of a centrifugal compressor with a cover disk, longitudinal section, side view.
Фиг.7 - Рабочее колесо центробежного компрессора с покрывным диском, имеющее углубленную ступицу, продольный разрез, вид сбоку.7 - The impeller of a centrifugal compressor with a cover disk having a recessed hub, longitudinal section, side view.
Фиг.8 - Рабочее колесо центробежного компрессора с покрывным диском, имеющее углубленную ступицу, продольный разрез, аксонометрический вид.Fig. 8 - Impeller of a centrifugal compressor with a cover disk having a recessed hub, longitudinal section, axonometric view.
Рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск 1 и лопатки 2, форма которых описана поверхностями второго порядка, при этом лопатки 2 имеют наклон на угол α относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды, толщина S1 лопаток 2 в средней части рабочего колеса уменьшается до толщины S2 лопаток 2 на выходе газовой среды, толщина S3 основного диска 1 в средней части рабочего колеса уменьшается до толщины S4 на выходе газовой среды. Также рабочее колесо в отдельных конфигурациях имеет покрывной диск 3, толщина S5 которого в средней части рабочего колеса уменьшается до толщины S6 на выходе газовой среды и ступицу 4, которая находится на глубине h и имеет при этом скругление по радиусу R, в месте соединения с основным диском 1.The impeller of a centrifugal compressor contains a
Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.
Рабочее колесо центробежного компрессора начинает вращаться и поток газовой среды поступает на вход рабочего колеса, огибая входные кромки лопаток 2. При этом потоки газовой среды сжимаются и движутся вдоль лопаток 2, а нагрузка, создаваемая в средней части рабочего колеса на поверхности дисков 1 и 3, а также лопаток 2 равномерно распределяется по их поверхности. Потоки газовой среды движутся от центра к периферии за счет центробежных сил, а за счет наклона лопаток 2 относительно оси вращения рабочего колеса под углом α происходит равномерное распределение центробежной нагрузки по выходной кромке дисков 1 и 3, а также лопаток 2. Это позволяет уменьшить толщину S3 и S5 дисков 1 и 3, а также толщину S1 лопаток 2, снизив тем самым массу рабочего колеса и его повышенный момент инерции, а также негативное влияние несбалансированных масс, удаленных от оси вращения рабочего колеса и вихреобразование за краями лопаток. При этом за счет выполнения ступицы на глубине h обеспечивает возможность снижения массы рабочего колеса в центральной части, а скругление R места соединения ступицы и основного диска 1 дополнительно повышает равномерность распределения нагрузки по основному диску 1 и позволяет дополнительно снизить его толщину и массу. Также за счет уменьшения толщины выходной кромки лопаток обеспечивается уменьшение потерь (за счет уменьшения вихреобразования за выходными краями лопаток), что позволяет на 1-3% увеличить КПД центробежного компрессора.The impeller of a centrifugal compressor starts to rotate and the gas medium flows to the inlet of the impeller, enveloping the input edges of the
В Таблице 1 представлено влияние угла наклона лопаток относительно оси вращения рабочего колеса на выходе газовой среды на возможность уменьшения толщины элементов рабочего колеса от средней части рабочего колеса к выходу газовой среды и снижение массы рабочего колеса и его момента инерции относительно прототипа.Table 1 shows the influence of the angle of inclination of the blades relative to the axis of rotation of the impeller at the outlet of the gas medium on the possibility of reducing the thickness of the elements of the impeller from the middle part of the impeller to the outlet of the gas medium and the decrease in the mass of the impeller and its moment of inertia relative to the prototype.
Таблица 1Table 1
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в улучшении инерционных и массогабаритных характеристик рабочего колеса, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики центробежного компрессора.Thus, a technical result is achieved, which consists in improving the inertial and mass-dimensional characteristics of the impeller, thereby improving the operational characteristics of a centrifugal compressor.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129439U RU194359U1 (en) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Centrifugal impeller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129439U RU194359U1 (en) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Centrifugal impeller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU194359U1 true RU194359U1 (en) | 2019-12-06 |
Family
ID=68834354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019129439U RU194359U1 (en) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Centrifugal impeller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU194359U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2282058B1 (en) * | 1974-08-14 | 1977-03-25 | Rateau Sa | |
| RU57849U1 (en) * | 2006-06-26 | 2006-10-27 | Андрей Геннадьевич Цыденов | CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL |
| UA62277U (en) * | 2011-01-04 | 2011-08-25 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Impeller of a centrifugal compressor |
| RU2429385C1 (en) * | 2010-02-27 | 2011-09-20 | Вячеслав Георгиевич Караджи | Radial wheel rotor |
-
2019
- 2019-09-18 RU RU2019129439U patent/RU194359U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2282058B1 (en) * | 1974-08-14 | 1977-03-25 | Rateau Sa | |
| RU57849U1 (en) * | 2006-06-26 | 2006-10-27 | Андрей Геннадьевич Цыденов | CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL |
| RU2429385C1 (en) * | 2010-02-27 | 2011-09-20 | Вячеслав Георгиевич Караджи | Radial wheel rotor |
| UA62277U (en) * | 2011-01-04 | 2011-08-25 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Impeller of a centrifugal compressor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1272524C (en) | Turbomachine blade unit | |
| JPS5990797A (en) | Centrifugal compressor and compression method | |
| US20080063528A1 (en) | Turbine wheel | |
| EP2894296A1 (en) | Diagonal flow turbine | |
| US7390162B2 (en) | Rotary ram compressor | |
| US4820115A (en) | Open impeller for centrifugal compressors | |
| CN110360150B (en) | Wind wheel, centrifugal fan and air conditioner indoor unit | |
| KR101226363B1 (en) | Centrifugal compressor | |
| US6227795B1 (en) | Contoured propulsion blade and a device incorporating same | |
| CN110594192B (en) | Rotor structure of centrifugal fan | |
| RU194359U1 (en) | Centrifugal impeller | |
| US2806645A (en) | Radial diffusion compressors | |
| CN110529426B (en) | Open impeller structure for high-speed pump | |
| JP2016511358A (en) | Turbine, compressor or pump impeller | |
| CN112628199B (en) | Centrifugal wind wheel capable of reducing resistance and noise | |
| CN212479688U (en) | Combined deformation large-inclination-angle blade | |
| Willinger | Theoretical interpretation of the CORDIER-lines for squirrel-cage and cross-flow fans | |
| GB2469489A (en) | Impeller with circumferential thickness variation | |
| GB2107786A (en) | Liquid ring pumps | |
| CN210769506U (en) | Open impeller structure for high-speed pump | |
| US11401947B2 (en) | Hydrogen centrifugal compressor | |
| US4863349A (en) | Impeller of centrifugal compressor | |
| CN110966247A (en) | High-speed impeller pump and impeller thereof | |
| CN219774430U (en) | Axial flow fan and axial flow fan rotor | |
| US2712895A (en) | Centripetal subsonic compressor |