RU2104413C1 - Liquid-packed ring-type machine - Google Patents
Liquid-packed ring-type machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104413C1 RU2104413C1 RU96104944A RU96104944A RU2104413C1 RU 2104413 C1 RU2104413 C1 RU 2104413C1 RU 96104944 A RU96104944 A RU 96104944A RU 96104944 A RU96104944 A RU 96104944A RU 2104413 C1 RU2104413 C1 RU 2104413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- wheel
- liquid
- blade
- radius
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к компрессоростроению и вакуумной технике, конкретно, к жидкостнокольцевым насосам и компрессорам. The invention relates to compressor engineering and vacuum technology, in particular, to liquid ring pumps and compressors.
Известна жидкостнокольцевая машина (ЖКМ), содержащая корпус, торцевые крышки с каналами подвода и отвода рабочей среды, эксцентрично размещенное рабочее колесо с лопатками, изогнутыми в направлении вращения (Головинцов А. Г. Ротационные компрессоры.- М.: Машгиз, 1964.с.153, фиг.97). Known liquid ring machine (LCM), comprising a housing, end caps with channels for supplying and discharging a working medium, an eccentrically placed impeller with blades curved in the direction of rotation (A. Golovintsov, Rotary compressors.- M .: Mashgiz, 1964. p. 153, Fig. 97).
Недостатком указанной конструкции является низкий КПД из-за потерь мощности на преодоление сил трения в безлопаточной области и высокая материалоемкость конструкции. The disadvantage of this design is the low efficiency due to power losses to overcome the friction forces in the bladeless region and the high material consumption of the structure.
Наиболее близкой по технической сущности является ЖКМ, содержащая корпус, торцевые крышки с всасывающими и нагревательными окнами, эксцентрично размещенный в корпусе ротор с радиальными лопатками, причем оппозитно расположенные лопатки соединены между собой сквозными диаметральными каналами. В каждой лопатке с наружной стороны выполнен продольный паз, сообщенный с диаметральными каналами, при этом последние в соседних лопатках смещены в осевом направлении относительно друг друга (а.с. СССР N 1548520, кл. F 04 C 7/00, 1990). The closest in technical essence is the LCM, comprising a housing, end caps with suction and heating windows, a rotor with radial blades eccentrically placed in the housing, the opposing blades being connected to each other through diametrical channels. A longitudinal groove is made in each blade from the outside, communicating with the diametric channels, while the latter in the adjacent blades are displaced axially relative to each other (USSR AS N 1548520, class F 04 C 7/00, 1990).
Недостатком указанной конструкции является низкий КПД из-за потерь мощности на вихреобразование в безлопаточном пространстве. The disadvantage of this design is the low efficiency due to power losses due to vortex formation in the bezoplatochny space.
Техническая задача - повышение КПД и массогабаритных характеристик ЖКМ. The technical task is to increase the efficiency and weight and size characteristics of the LCD.
Поставленная задача в жидкостнокольцевой машине, содержащей корпус, торцевые крышки с всасывающими и нагнетательными окнами, эксцентрично размещенное рабочее колесо с лопатками, выполненными радиальными у своего основания, достигается выполнением лопаток колеса ЖКМ изогнутыми против направления вращения в периферийной части с образованием угла между касательными к окружности колеса и линии изгиба лопатки в точке их соединения находящемся в пределах 90-160o.The task in a liquid ring machine containing a housing, end caps with suction and discharge windows, an eccentrically placed impeller with blades made radial at its base, is achieved by making the LCD wheel curved against the direction of rotation in the peripheral part to form an angle between the tangents to the wheel circumference and the line of bending of the blades at the point of their connection is in the range of 90-160 o .
Кроме того, изогнутость лопаток может быть выполнена по дуге окружности с минимальным радиусом Rи, определяемым из соотношения Rи > 0,15 Rк, где Rк - радиус колеса.In addition, the curvature of the blades can be performed along an arc of a circle with a minimum radius R and , determined from the ratio of R and > 0.15 R k , where R k is the radius of the wheel.
Известно (Фролов Е.С., и др. Механические вакуумные насосы.- М.: Машиностроение, 1989), что величина потребляемой мощности N в ЖКМ пропорциональна абсолютной скорости жидкости C2, отбрасываемой лопатками колеса в безлопаточное пространство в третьей степени, т.е. N ≈ C
Известно также, что уменьшение C2 достигается увеличением угла выхода лопатки β2л до величины более 90o за счет изгиба лопатки против направления вращения, т.е. назад (Степанов А.И., Центробежные и осевые насосы.- М.: Машиностроение, 1960).It is also known that a decrease in C 2 is achieved by increasing the exit angle of the blade β 2l to a value of more than 90 o due to the bending of the blade against the direction of rotation, i.e. back (Stepanov A.I., Centrifugal and axial pumps.- M.: Mechanical Engineering, 1960).
При неизменных значениях N и C2 для конкретной машины увеличение β2л более 90o при одновременном увеличении частоты вращения ротора n приведет к повышению массогабаритных характеристик ЖКМ.With constant values of N and C 2 for a particular machine, an increase in β 2l of more than 90 o with a simultaneous increase in the rotor speed n will lead to an increase in the overall dimensions of the LCD.
На фиг.1 представлена жидкостнокольцевая машина, которая содержит корпус 1, торцевые крышки 2 с всасывающими и нагнетательными окнами 3 и 4, эксцентрично размещенное рабочее колесо 5 с лопатками 6, радиальными у своего основания и изогнутыми против направления вращения в периферийной части. Figure 1 presents a liquid ring machine, which contains a housing 1, end caps 2 with suction and
На фиг. 2 представлены фрагменты колеса ЖКМ: а - лопатки колеса загнуты вперед, б - лопатки загнуты назад, в - лопатки радиальные, где U2, - переносные составляющие абсолютных скоростей; W2, - относительные составляющие абсолютных скоростей.In FIG. 2 presents fragments of the LCD wheel: a - the wheel blades are bent forward, b - the blades are bent back, c - the radial blades, where U 2 , - figurative components of absolute speeds; W 2 - relative components of absolute speeds.
На фиг.3 представлен фрагмент колеса ЖКМ с лопатками, выполненными радиальными у своего основания и изогнутыми против направления вращения в периферийной части по дуге окружности с минимальным радиусом Rи, определяемым из соотношения Rи > 0,15 Rк, где Rк - радиус колеса, а угол между касательными к окружности колеса и линии изгиба лопатки в точке из соединения находится в пределах 90-160o.Figure 3 presents a fragment of the LCD wheel with blades made radial at its base and curved against the direction of rotation in the peripheral part along an arc of a circle with a minimum radius R and determined from the ratio R and > 0.15 R k , where R k is the radius wheel, and the angle between the tangents to the circumference of the wheel and the bending line of the blade at the point of the connection is in the range of 90-160 o .
На фиг.4 представлен фрагмент колеса ЖКМ с лопатками, выполненными, как на фиг.3, с указанием геометрических параметров, определяющих указанную форму лопатки. Figure 4 presents a fragment of the wheel of the LCD with blades made as in figure 3, indicating the geometric parameters that determine the specified shape of the blade.
Из опыта проектирования ЖКМ для Бессоновского КЗ и Сумского НПО известны соотношения для геометрических параметров, определяющих форму лопаток, радиальных у своего основания и изогнутых в периферийной части по дуге окружности:
R1 = 0,4 Rк,
где
β2л - угол между касательными к окружности колеса и линии изгбиа лопатки в точке их соединения;
Rк - радиус колеса;
R1 - радиус ступицы;
RС - радиус перехода радиальной части лопатки в изогнутую;
R3 - радиус центра изгиба;
Rи - радиус изгиба периферийной части лопатки.From the experience of designing LCMs for the Bessonovsky KZ and Sumy NPO, we know the relations for the geometric parameters that determine the shape of the blades radial at their base and bent in the peripheral part along an arc of a circle:
R 1 = 0.4 R to
Where
β 2l - the angle between the tangents to the circumference of the wheel and the line of the curved blade at the point of their connection;
R to - the radius of the wheel;
R 1 is the radius of the hub;
R C is the radius of the transition of the radial part of the blade to the curved;
R 3 is the radius of the center of bending;
R and - the bending radius of the peripheral part of the scapula.
Определим соотношение радиуса изгиба лопатки RИ к радиусу колеса Rк:
.Define the ratio of the radius of bending of the blade R And the radius of the wheel R to :
.
Угол выхода лопатки β2л примем равным β2л = 90-160o. Верхняя граница диапазона ограничена невозможностью изгиба лопатки сверх данной величины. Нижняя граница ограничена исчезновением полезного эффекта от изгиба лопаток против направления вращения. Окончательно:
Rи/Rк= 0,15...∞, т.е. Rи> 0,15Rк .We take the angle of exit of the blade β 2l equal to β 2l = 90-160 o . The upper limit of the range is limited by the impossibility of bending the scapula over a given value. The lower boundary is limited by the disappearance of the beneficial effect of bending the blades against the direction of rotation. Finally:
R and / R k = 0.15 ... ∞, i.e. R and > 0.15R k .
Выполнение лопаток, изогнутых против направления вращения радиальными у своего основания позволяет наилучшим образом взаимоувязать движение жидкости в безлопаточном пространстве и параметры газа в межлопаточном. Поскольку величина давления газа в рассматриваемом межлопаточном канале (ячейке колеса) определяется скоростью жидкости в безлопаточном пространстве, то необходимо ограничить величину угла ψ, образованного прямой, проведенной через центр колеса и точку основания лопатки на ступице, и прямой, приведенной через центр колеса и точку конца лопатки (фиг.4). Обычно в ЖКМ ψ равен ψ = 10-15o. При увеличении ψ сверх 15o (как это будет для лопаток, загнутых назад по всей своей длине, без радиального участка) наблюдается устойчивая работа ЖКМ.The implementation of the blades curved against the direction of rotation radial at its base allows you to best interconnect the movement of fluid in the bladeless space and the gas parameters in the interscapular. Since the gas pressure in the considered interscapular channel (wheel cell) is determined by the fluid velocity in the bladeless space, it is necessary to limit the angle ψ formed by a straight line drawn through the center of the wheel and the base point of the blade on the hub, and a straight line drawn through the center of the wheel and the end point scapula (figure 4). Usually in the LCM ψ is equal to ψ = 10-15 o . With an increase in ψ over 15 o (as it will be for blades bent back along their entire length, without a radial section), stable operation of the LCM is observed.
Рассмотрим в качестве примера серийно выпускаемую в настоящее время ЖКМ - ВВН1-12М с лопатками, радиальными у своего основания и изогнутыми по направлению вращения в периферийной части, комплектуемую электродвигателем с частотой вращения, равной 1000 об/мин, и ЖКМ, выполненную на базе ВВН1-12М, но с колесом, имеющим лопатки, выполненные радиальными у своего основания и изогнутыми против направления вращения в периферийной части таким образом, что угол между касательными к окружности колеса и линии изгиба лопатки в точке их соединения находился в пределах 90-160o
Расчет КПД и производительности сравниваемых машин велся по методике расчета ЖКМ (Фролов Е.С., и др. Механические вакуумные насосы.- М.: Машиностроение, 1989) при давлении всасывания 20 кПа.Consider, for example, the currently commercially available ZhKM - VVN1-12M with blades radial at its base and curved in the direction of rotation in the peripheral part, equipped with an electric motor with a rotation speed of 1000 rpm, and a ZhKM made on the basis of VVN1- 12M, but with a wheel having blades made radial at its base and curved against the direction of rotation in the peripheral part so that the angle between the tangents to the wheel circumference and the bend line of the blade at the point of connection in the range of 90-160 o
The calculation of the efficiency and productivity of the compared machines was carried out according to the methodology for calculating LCM (Frolov ES, et al. Mechanical vacuum pumps.- M .: Mechanical Engineering, 1989) at a suction pressure of 20 kPa.
Результаты расчета приведены в таблице. The calculation results are shown in the table.
Из данных таблицы видно, что выполнение лопаток ЖКМ радиальными у своего основания и изогнутыми против направления вращения в периферийной части таким образом, чтобы угол между касательными к окружности колеса и линии изгиба лопатки в точке их соединения находился в пределах 90-160o, позволяет повысить КПД ЖКМ на 8-14%.The table shows that the implementation of the LCD blades radial at its base and curved against the direction of rotation in the peripheral part so that the angle between the tangents to the wheel circumference and the bend line of the blade at the point of their connection is within 90-160 o , allows to increase the efficiency LCD for 8-14%.
Кроме того, при увеличении частоты вращения без существенного снижения КПД улучшаются массогабаритные характеристики ЖКМ за счет увеличения производительности на 50%. In addition, with an increase in the rotational speed without a significant decrease in efficiency, the overall dimensions of the LCD are improved due to an increase in productivity by 50%.
Жидкостнокольцевая машина работает следующим образом. The liquid ring machine operates as follows.
При вращении колеса 5 образуется жидкостное кольцо. На стороне всасывания жидкость выходит между лопатками 6 колеса 5 к корпусу 1 и происходит всасывание газа через всасывающие окна 3. На стороне сжатия жидкость входит между лопатками 6 в колесо 5 и выталкивает газ в нагнетательное кольцо 4. Выполнение лопаток ЖКМ изогнутыми против направления вращения в периферийной части с образованием угла между касательными к окружности колеса и линии изгиба лопатки в точке их соединения в пределах 90-160o приводит к повышению КПД жидкостнокольцевой машины, так как снижаются потери мощности на вихреобразование.When the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104944A RU2104413C1 (en) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Liquid-packed ring-type machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104944A RU2104413C1 (en) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Liquid-packed ring-type machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2104413C1 true RU2104413C1 (en) | 1998-02-10 |
RU96104944A RU96104944A (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=20178046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96104944A RU2104413C1 (en) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Liquid-packed ring-type machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104413C1 (en) |
-
1996
- 1996-03-12 RU RU96104944A patent/RU2104413C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101198792B (en) | Liquid ring compressor | |
KR970009957B1 (en) | Roots type rotary compressor | |
US5375976A (en) | Pumping or multiphase compression device and its use | |
US5558490A (en) | Liquid pump | |
JPH074371A (en) | Pumping, polyphase compression equipment and its application | |
US6447276B1 (en) | Twin screw rotors for installation in displacement machines for compressible media | |
US3964841A (en) | Impeller blades | |
JP5001493B2 (en) | Turbine fuel pump | |
AU2006303660B2 (en) | Rotor for a rotary machine and a rotary machine | |
CN108869397A (en) | Spiral case and centrifugal pump for centrifugal pump | |
US5056995A (en) | Displacement compressor with reduced compressor noise | |
US6200116B1 (en) | Vacuum pumps | |
RU2104413C1 (en) | Liquid-packed ring-type machine | |
US5375980A (en) | Housing configuration for helical bladed fluid ring pump | |
US8221067B2 (en) | Compact multiphase pump | |
CN113530818B (en) | Single-head twisted lobe roots pump rotor and lobe pump | |
CN113446260A (en) | Impeller and centrifugal compressor | |
RU2065998C1 (en) | Liquid circular machine | |
RU2359155C1 (en) | Rotor vortex machine | |
EP0889242B1 (en) | Liquid ring compressor | |
RU2449174C1 (en) | Vortex machine with dynamic vortex | |
RU2156863C1 (en) | Rotary swirling machine | |
CN219101590U (en) | Scroll and scroll compressor | |
CN217633088U (en) | Impeller of centrifugal pump and centrifugal pump | |
RU2119098C1 (en) | Liquid-ring machine |