RU2001133067A - Способ и устройство для уменьшения осевого усилия в ротационных машинах и центробежный насос с их использованием - Google Patents

Claims (10)

1. Способ уменьшения осевого усилия в ротационной машине, включающей статор (10) с центром и периферией, содержащий отверстия для входа (25) и выхода (26) потока жидкости и имеющий по меньшей мере одну внутреннюю стенку с поверхностью (11), а также вал (30), установленный в центральной области с возможностью вращения, и укрепленный на валу ротор (20), имеющий по меньшей мере одну радиальную поверхность (21), образующую с упомянутой поверхностью стенки камеру (31), центральная и периферическая области которой находятся соответственно вблизи центра и периферии статора (10), характеризующийся разделением потока жидкости в упомянутой камере (31) на первый и второй потоки, выравниванием давления жидкости между упомянутыми первым и вторым потоками в упомянутой центральной области и образованием канала для первого потока жидкости между периферической и центральной областями с обеспечением отделения его от второго потока жидкости, отличающийся тем, что в упомянутой ротационной машине, с выполненной дополнительно по меньшей мере одной кольцевой щелью (62) между ротором (20) и статором (10) вблизи периферической области камеры (31), после разделения упомянутого потока жидкости в упомянутый первый поток включают все потоки жидкости, текущие через кольцевую щель, с обеспечением уменьшения влияния последних на упомянутый второй поток жидкости в камере (31) и последующего изменения давления жидкости в упомянутом втором потоке в камере (31) для уменьшения осевого усилия на упомянутый ротор (20).

2. Ротационная машина с уменьшенным осевым усилием, включающая статор (10) с центром и периферией, содержащий отверстия для входа (25) и выхода (26) потока жидкости и имеющий по меньшей мере одну внутреннюю стенку с поверхностью (11), вал (30), установленный в центре корпуса с возможностью вращения, укрепленный на валу (30) ротор (20), имеющий по меньшей мере одну радиальную поверхность, расположенную вблизи поверхности внутренней стенки (11) статора (10) с образованием камеры (31) между ними, центральная область которой приближена к центру статора (10), а периферическая область приближена к периферии статора (10), средства для разделения потока жидкости в упомянутой камере (31) на первый и второй потоки, средства для образования канала для первого потока жидкости между периферической и центральной областями камеры (31) с обеспечением отделения его от второго потока жидкости, а также средства пропускания жидкости в центральной области (64) для выравнивания в ней давлений первого и второго потоков жидкости, отличающаяся тем, что в ней выполнена по меньшей мере одна кольцевая щель (62), размещенная между упомянутым ротором (20) и статором (10) вблизи периферической области упомянутой камеры (31), а средства разделения потока жидкости выполнены в виде неподвижно закрепленных направляющих лопаток (56) для взаимодействия и направления практически полного потока жидкости, текущей через кольцевую щель (62), в упомянутый первый поток жидкости с обеспечением уменьшения влияния потока жидкости в кольцевой щели на давление жидкости во втором потоке в камере (31) и последующим изменением этого давления для уменьшения осевого усилия на упомянутый ротор (20).

3. Ротационная машина по п.2, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одно уплотнение вала (60) для минимизации утечки жидкости из упомянутой камеры (31), а средства разделения потока жидкости выполнены с обеспечением по меньшей мере равенства или превышения величины первого потока жидкости над потоком утечки через упомянутое уплотнение (60).

4. Ротационная машина по п.2, отличающаяся тем, что упомянутые средства разделения потока жидкости выполнены с возможностью достижения, по меньшей мере, десятикратного превышения величины упомянутого первого потока жидкости над потоком утечек жидкости через уплотнение для обеспечения существенной независимости осевого усилия от степени износа уплотнения вала (60).

5. Ротационная машина по п.2, отличающаяся тем, что упомянутые средства образования канала выполнены в виде диска (50), установленного неподвижно вдоль упомянутой внутренней стенки (11) статора (10) для направления первого потока жидкости в центральную область упомянутой камеры.

6. Ротационная машина по п.5, отличающаяся тем, что упомянутые установленные неподвижно направляющие лопатки (56) размещены в периферической области упомянутой камеры (31).

7. Ротационная машина по п.5, отличающаяся тем, что упомянутый неподвижный диск (50) имеет ряд сквозных отверстий для выравнивания давлений в первом и втором потоках, которые размещены на диске (50) между центральной и периферической областями камеры (31).

8. Ротационная машина с уменьшенным осевым усилием, включающая статор (10) с центром и периферией, содержащий отверстия для входа (25) и выхода (26) потока жидкости и имеющий по меньшей мере одну внутреннюю стенку с поверхностью (12), вал (30), установленный в центре с возможностью вращения, укрепленный на валу (30) ротор (20), имеющий по меньшей мере одну радиальную поверхность вблизи поверхности упомянутой внутренней стенки (12) статора (10) с образованием камеры (32) между ними, которая имеет центральную и периферическую области вблизи соответственно центра и периферии статора (10), отличающаяся тем, что она снабжена дисковыми средствами нагнетания (40), закрепленными вдоль упомянутой радиальной поверхности ротора (20) для разделения потока жидкости в упомянутой камере (32) на первый и второй потоки и образования канала для первого потока жидкости в периферическую область из центральной области камеры (32) с обеспечением отделения его от второго потока жидкости, а также средствами пропускания жидкости в центральной области (47) для выравнивания давления жидкости в первом и втором потоках жидкости в упомянутой центральной области с обеспечением изменения давления жидкости во втором потоке в камере (32) для уменьшения осевого усилия на упомянутый ротор (20).

9. Ротационная машина по п.8, отличающаяся тем, что упомянутые дисковые средства нагнетания содержат диск, размещенный вблизи радиальной поверхности ротора (20), и набор лопаток (45), размещенных между упомянутым диском и ротором для нагнетания первого потока жидкости в направлении периферической области упомянутой камеры (32).

10. Ротационная машина по п.8, отличающаяся тем, что упомянутые дисковые средства содержат диск, установленный вблизи радиальной поверхности ротора (20) с образованием насоса трения в пространстве между радиальной поверхностью ротора (20) и упомянутым диском, обеспечивающего нагнетание первого потока жидкости в направлении периферической области упомянутой камеры (32).