RU2238435C1 - Liquid-packed ring machine - Google Patents

Liquid-packed ring machine Download PDF

Info

Publication number
RU2238435C1
RU2238435C1 RU2003133222A RU2003133222A RU2238435C1 RU 2238435 C1 RU2238435 C1 RU 2238435C1 RU 2003133222 A RU2003133222 A RU 2003133222A RU 2003133222 A RU2003133222 A RU 2003133222A RU 2238435 C1 RU2238435 C1 RU 2238435C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
bore
blades
space
eccentricity
Prior art date
Application number
RU2003133222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.А. Кузнецов (RU)
С.А. Кузнецов
Original Assignee
Кузнецов Сергей Анатольевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кузнецов Сергей Анатольевич filed Critical Кузнецов Сергей Анатольевич
Priority to RU2003133222A priority Critical patent/RU2238435C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2238435C1 publication Critical patent/RU2238435C1/en

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vacuum and compression facilities.
SUBSTANCE: invention can be used in liquid-packed ring machines. Proposed machine has housing with cylindrical inner bore, end face covers with suction and delivery ports working wheel with hub and blades installed eccentric ally in bore, and thin-walled bushing with longitudinal slots on inner surface installed concentrically in bore for rotation. Rear wall of each slot in direction of rotation is arranged square to surface of bushing, and front wall is mated with rear at its base forming acute angle and is made flat or curvilinear. Eccentricity ξ is determined from definite dependence.
EFFECT: increase accuracy of calculation of eccentricity, reduced time taken for and cost of finishing operations aimed at reduction specific power of liquid-packed ring machine.
1 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной и компрессорной технике и может быть использовано в жидкостно-кольцевых машинах (ЖКМ).The invention relates to vacuum and compressor technology and can be used in liquid ring machines (LCD).

Известна жидкостно-кольцевая машина (RU 2000480 С1, F 04 С 7/00, F 04 С 19/00, 07.09.1993), содержащая корпус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки с всасывающими и нагнетательными окнами и эксцентрично установленное в расточке рабочее колесо со ступицей и лопатками, в которой эксцентриситет определяется из соотношенияKnown liquid ring machine (RU 2000480 C1, F 04 C 7/00, F 04 C 19/00, 09/07/1993), comprising a housing with a cylindrical inner bore, end caps with suction and discharge windows and an impeller eccentrically mounted in the bore with a hub and vanes, in which the eccentricity is determined from the ratio

Figure 00000002
Figure 00000002

где ε - относительный эксцентриситет, б/р;where ε is the relative eccentricity, b / p;

е - абсолютный эксцентриситет, м;e - absolute eccentricity, m;

ψ - коэффициент загромождения объема рабочего колеса, б/р;ψ is the blocking factor of the volume of the impeller, b / r;

а - минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо (в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса), м;and - the minimum value of the immersion of the blades of the impeller in the liquid ring (at the place of greatest removal of the impeller from the inner bore of the housing), m;

ν =r1/r2, б/р;ν = r 1 / r 2 , b / p;

r1 = радиус ступицы рабочего колеса, м;r 1 = radius of the impeller hub, m;

r2 = наружный радиус рабочего колеса, м;r 2 = outer radius of the impeller, m;

δ =Δ /r2, б/р;δ = Δ / r 2 , b / p;

Δ - минимальный зазор между лопатками рабочего колеса и внутренней расточкой корпуса (минимальная высота безлопаточного пространства), м;Δ is the minimum clearance between the blades of the impeller and the inner bore of the casing (the minimum height of the bladeless space), m;

ζ =b/b0, б/р;ζ = b / b 0 , b / p;

b - ширина безлопаточного пространства, м;b - width of the bezoplatochny space, m;

b0 - длина ротора без учета толщины ребра жесткости, м;b 0 - the length of the rotor without taking into account the thickness of the stiffeners, m;

k1 - эмпирический коэффициент, учитывающий отход внутренней поверхности жидкостного кольца от ступицы рабочего колеса в сечении с минимальной высотой безлопаточного пространства, б/р;k 1 - empirical coefficient taking into account the departure of the inner surface of the liquid ring from the hub of the impeller in cross section with a minimum height of the bladeless space, b / r;

k11 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наименьшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 11 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average circumferential velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of least distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r;

k22 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р.k 22 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average peripheral velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of greatest distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r.

Недостатком данной конструкции является значительная потеря мощности на трение жидкостного кольца о внутреннюю расточку корпуса.The disadvantage of this design is a significant loss of power on the friction of the liquid ring on the inner bore of the housing.

Известна также жидкостно-кольцевая машина (SU 1629611, F 04 С 7/00; F 04 С 19/00, опубл. 23.02.91), содержащая корпус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки с всасывающими и нагнетательными окнами, эксцентрично установленное в расточке рабочее колесо со ступицей и лопатками, а также концентрично установленную в расточке с возможностью вращения тонкостенную втулку с продольными пазами на внутренней поверхности. При вращении рабочего колеса под действием центробежных сил жидкость отбрасывается к периферии, образуя жидкостное кольцо, которое вращает тонкостенную втулку с частотой, близкой к частоте вращения рабочего колеса. Это приводит к увеличению средней скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в тангенциальном направлении и уменьшению градиента скорости жидкости в радиальном направлении. Благодаря этому уменьшается жидкостное трение в кольце и, следовательно, затрата мощности на привод ЖКМ.Also known is a liquid ring machine (SU 1629611, F 04 C 7/00; F 04 C 19/00, publ. 23.02.91), comprising a housing with a cylindrical inner bore, end caps with suction and discharge windows, eccentrically mounted in the bore an impeller with a hub and blades, as well as a thin-walled sleeve with longitudinal grooves on the inner surface, which is concentrically mounted in a bore with the possibility of rotation. When the impeller rotates under the action of centrifugal forces, the fluid is discarded to the periphery, forming a fluid ring that rotates the thin-walled sleeve with a frequency close to the rotational speed of the impeller. This leads to an increase in the average velocity of the fluid flow in the brushless space in the tangential direction and to a decrease in the gradient of the fluid velocity in the radial direction. Due to this, liquid friction in the ring and, consequently, power consumption for the LCD drive are reduced.

Недостатком данной конструкции является отсутствие учета влияния тонкостенной втулки с пазами, вращаемой жидкостным кольцом, на изменение скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве ЖКМ, а также точности определения величины эксцентриситета.The disadvantage of this design is the lack of consideration of the influence of a thin-walled sleeve with grooves rotated by the liquid ring on the change in the flow velocity of the liquid in the jacketless space of the LCM, as well as the accuracy of determining the eccentricity value.

Технической задачей изобретения является уменьшение удельной мощности ЖКМ.An object of the invention is to reduce the specific power of the LCD.

Технический результат достигается тем, что в жидкостно-кольцевой машине, содержащей корпус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами, эксцентрично установленное в расточке рабочее колесо со ступицей и лопатками, а также концентрично установленную в расточке с возможностью вращения тонкостенную втулку с продольными пазами на внутренней поверхности, при этом задняя по направлению вращения стенка каждого паза расположена по нормали к поверхности втулки, а передняя стенка сопряжена с задней у ее основания с образованием острого угла и выполнена плоской или криволинейной, а величина эксцентриситета ε определяется из следующего соотношения:The technical result is achieved by the fact that in a liquid-ring machine containing a housing with a cylindrical inner bore, end caps with suction and discharge windows, an impeller eccentrically mounted in the bore with a hub and vanes, and a thin-walled sleeve concentrically installed in the bore with the possibility of rotation longitudinal grooves on the inner surface, while the rear wall in the direction of rotation of each groove is normal to the surface of the sleeve, and the front wall is mated back at its base to form an acute angle and is flat or curved, and the magnitude of the eccentricity ε is determined from the following relation:

Figure 00000003
Figure 00000003

где ε - относительный эксцентриситет, б/р;where ε is the relative eccentricity, b / p;

е - абсолютный эксцентриситет, м;e - absolute eccentricity, m;

ψ - коэффициент загромождения объема рабочего колеса, б/р;ψ is the blocking factor of the volume of the impeller, b / r;

а - минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо (в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса), м;and - the minimum value of the immersion of the blades of the impeller in the liquid ring (at the place of greatest removal of the impeller from the inner bore of the housing), m;

ν =r1/r2, б/р;ν = r 1 / r 2 , b / p;

r1 = радиус ступицы рабочего колеса, м;r 1 = radius of the impeller hub, m;

r2 = наружный радиус рабочего колеса, м;r 2 = outer radius of the impeller, m;

δ =Δ /r2, б/р;δ = Δ / r 2 , b / p;

Δ - минимальный зазор между лопатками рабочего колеса и внутренней расточкой корпуса (минимальная высота безлопаточного пространства), м;Δ is the minimum clearance between the blades of the impeller and the inner bore of the casing (the minimum height of the bladeless space), m;

ζ =b/b0, б/р;ζ = b / b 0 , b / p;

b - ширина безлопаточного пространства, м;b - width of the bezoplatochny space, m;

b0 - длина ротора без учета толщины ребра жесткости, м;b 0 - the length of the rotor without taking into account the thickness of the stiffeners, m;

k1 - эмпирический коэффициент, учитывающий отход внутренней поверхности жидкостного кольца от ступицы рабочего колеса в сечении с минимальной высотой безлопаточного пространства, б/р;k 1 - empirical coefficient taking into account the departure of the inner surface of the liquid ring from the hub of the impeller in cross section with a minimum height of the bladeless space, b / r;

k11 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наименьшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 11 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average circumferential velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of least distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r;

k22 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 22 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average peripheral velocity of the fluid flow in the bladeless space at the location of the greatest distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r;

kвт - эмпирический коэффициент, учитывающий, при прочих равных условиях, увеличение средней скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве при введении в цилиндрическую внутреннюю проточку корпуса тонкостенной втулки, б/р.k W is an empirical coefficient that takes into account, ceteris paribus, an increase in the average fluid flow rate in a space without a gap when a thin-walled sleeve is introduced into a cylindrical internal groove, b / r.

Рекомендуемые диапазоны значений параметров, входящих в соотношение для определения величины эксцентриситета:Recommended ranges of parameter values included in the ratio for determining the eccentricity value:

0,7≤ ψ ≤ 0,9,0.7 ≤ ψ ≤ 0.9,

0,005≤ а/r2≤ 0,015,0.005 ≤ a / r 2 ≤ 0.015,

0,35≤ ν≤ 0,60,0.35≤ ν≤ 0.60,

0,005≤ δ ≤ 0,030.0.005 ≤ δ ≤ 0.030.

Эмпирические коэффициенты k1, k11, k22 и kвт предлагается определять по следующим зависимостям:The empirical coefficients k 1 , k 11 , k 22 and k W are proposed to be determined by the following relationships:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Еu=(рнвс)/рu 2 2 - число Эйлера, б/р;where E u = (p n- p sun ) / pu 2 2 - Euler number, b / r;

τ =рнвc - номинальная степень повышения давления, б/р;τ = r n / r vs - nominal degree of pressure increase, b / r;

рн, рвc - номинальное давление соответственно в нагнетательном и всасывающем патрубках, Па;r n , r bc - nominal pressure, respectively, in the discharge and suction nozzles, Pa;

р - плотность рабочей жидкости, кг/м3;p is the density of the working fluid, kg / m 3 ;

u2=2π r2nрк - окружная скорость концов лопаток рабочего колеса, м/с;u 2 = 2π r 2 n pk - peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, m / s;

nрк - частота вращения рабочего колеса, с-1.n pk - the frequency of rotation of the impeller, s -1 .

Значение k1 определено для 1≤ τ ≤ 3 в диапазоне 0,2≤ Еu≤ 0,85 и для 3<τ ≤ 7,5 в диапазоне 0,2≤ Еu≤ 0,55. По физическим соображениям не может быть k1>1, поэтому, если в результате вычислений по данной зависимости значение k1>1, то принимают k1=1The value of k 1 is determined for 1 ≤ τ ≤ 3 in the range 0.2 ≤ Е u ≤ 0.85 and for 3 <τ ≤ 7.5 in the range 0.2 ≤ Е u ≤ 0.55. For physical reasons, there cannot be k 1 > 1, therefore, if as a result of calculations for this dependence the value k 1 > 1, then take k 1 = 1

k11=(k11рад-kμ · μ )· koc,k 11 = (k 11rad -kμμ) k oc ,

где k11рад=(1,583· 10-3· β 2 +0,598) - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние выходного угла наклона лопаток рабочего колеса на окружную скорость течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наименьшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса, б/р;where k 11rad = (1,583 · 10 -3 · β 2 +0.598) is an empirical coefficient that takes into account the influence of the output angle of inclination of the blades of the impeller on the peripheral velocity of fluid flow in the bladeless space at the place of least distance of the impeller from the inner bore of the housing, b / r;

β 2 - величина выходного угла наклона лопаток рабочего колеса, град;β 2 - the value of the output angle of inclination of the blades of the impeller, deg;

kμ - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние вязкости рабочей жидкости на скорость ее течения в безлопаточном пространстве, kμ =3,59;kμ is an empirical coefficient that takes into account the influence of the viscosity of the working fluid on the speed of its flow in the space without a gap, kμ = 3.59;

μ - динамическая вязкость рабочей жидкости, Па· с;μ is the dynamic viscosity of the working fluid, Pa · s;

koc=(l-3· 10-3/b) - эмпирический коэффициент осреднения, учитывающий неравномерность окружной скорости течения жидкости по ширине безлопаточного пространства, б/р; определен для значений b ≥ 0,03 м;k oc = (l-3 · 10 -3 / b) is an empirical averaging coefficient that takes into account the non-uniformity of the peripheral velocity of the fluid flow across the width of the bladeless space, b / p; defined for values b ≥ 0.03 m;

k22=(kψ -kμ · μ )· koc· kвc;k 22 = (kψ -kμμ) k oc oc kc ;

где kψ ={[1-(1-ν )/π · tgβ 2]· μ z}1/2 - коэффициент, учитывающий влияние формы и числа лопаток рабочего колеса, б/р;where kψ = {[1- (1-ν) / π · tgβ 2 ] · μ z } 1/2 - coefficient taking into account the influence of the shape and number of impeller blades, b / p;

μ z=[1+π · sin β 2/2· z· (1-ν )]-1, б/р;μ z = [1 + π · sin β 2/2 · z · (1-ν)] -1, b / p;

π ≈ 3,1416;π ≈ 3.1416;

z - число лопаток рабочего колеса, б/р;z is the number of impeller blades, b / r;

kвс=(1,081-2,017· 10-6· Рвс) - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние давления всасывания на окружную скорость течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса, б/р.k sun = (1,081-2,017 · 10 -6 · R sun ) is an empirical coefficient that takes into account the influence of the suction pressure on the peripheral flow rate of the liquid in the bladeless space at the place of the greatest distance of the impeller from the inner bore of the housing, b / r.

Здесь k1, k11 и k22 определены для следующих условий работы ЖКМ:Here k 1 , k 11 and k 22 are defined for the following LCD conditions:

рвс≤ 100 кПа, 100 кПа≤ рн≤ 115 кПа, 1· 10-3Па· с≤ μ ≤ 80· 10-3Па· с,p sun ≤ 100 kPa, 100 kPa ≤ p n ≤ 115 kPa, 1 · 10 -3 Pa · s≤ μ ≤ 80 · 10 -3 Pa · s,

870 кг/м3≤ р≤ 1200 кг/м3.870 kg / m 3 ≤ p ≤ 1200 kg / m 3 .

Для других режимов работы ЖКМ значения данных коэффициентов могут быть определены дополнительно.For other modes of operation of the LCD, the values of these coefficients can be determined additionally.

kвт=1+2,5· 10-3(uвт/u2)+7,5· 10-2(uвт/u2)2;k W = 1 + 2.5 · 10 -3 (u W / u 2 ) + 7.5 · 10 -2 (u W / u 2 ) 2 ;

так как:because:

uвт=2π rвтnвт - окружная скорость внутренней поверхности втулки, м/с;u W = 2π r W n W - peripheral speed of the inner surface of the sleeve, m / s;

rвт - радиус внутренней поверхности втулки, м;r W is the radius of the inner surface of the sleeve, m;

nвт - частота вращения втулки, с-1;n W is the rotational speed of the sleeve, s -1 ;

следует, что:follows that:

kвт=1+2,5· 10-3(rвтnвт/r2nрк)+7,5· 10-2(rвтnвт/r2nрк)2.k W = 1 + 2.5 · 10 -3 (r W n W / r 2 n pk ) + 7.5 · 10 -2 (r W n w / r 2 n pk ) 2 .

По физическим соображениям значение nвт может составлять 0≤ nвт≤ nрк. Это значит, что максимального значения коэффициент kвт достигает при nвт=nрк и составляетFor physical reasons, the value of n W can be 0≤ n W ≤ n pk . This means that the coefficient k w reaches its maximum value at n w = n pk and is

kвтmax=1+2,5· 10(rвт/r2)+7,5· 10-2(rвт/r2)2,k W max = 1 + 2.5 · 10 -3 (r W / r 2 ) + 7.5 · 10 -2 (r W / r 2 ) 2 ,

а минимального, при nвт=0 (тонкостенная втулка неподвижна) и составляет kктmin=1.and the minimum, with n W = 0 (thin-walled sleeve is stationary) and is k ktmin = 1.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан разрез ЖКМ.The invention is illustrated in the drawing, which shows a section of the LCD.

Жидкостно-кольцевая машина содержит корпус 1 с цилиндрической внутренней расточкой 2, торцовые крышки 3 с всасывающими окнами 4 и нагнетательными окнами 5, эксцентрично установленное в расточке 2 рабочее колесо 6 со ступицей 7 и лопатками 8, а также концентрично установленную в расточке 2 с возможностью вращения тонкостенную втулку 9 с продольными пазами 10 на внутренней поверхности, при этом задняя по направлению вращения стенка каждого паза расположена по нормали к поверхности втулки, а передняя стенка сопряжена с задней у ее основания с образованием острого угла и выполнена плоской или криволинейной, а эксцентриситет ε определяется из следующего соотношения:The liquid ring machine comprises a housing 1 with a cylindrical inner bore 2, end caps 3 with suction windows 4 and pressure windows 5, an impeller 6 mounted eccentrically in the bore 2 with a hub 7 and vanes 8, and also rotatably mounted in the bore 2 with rotation thin-walled sleeve 9 with longitudinal grooves 10 on the inner surface, while the rear wall in the direction of rotation of each groove is normal to the surface of the sleeve, and the front wall is mated to the rear at its base with mations acute angle and is flat or curved, and the eccentricity ε is determined from the following relation:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ε - относительный эксцентриситет, б/р;where ε is the relative eccentricity, b / p;

е - абсолютный эксцентриситет, м;e - absolute eccentricity, m;

ψ - коэффициент загромождения объема рабочего колеса, б/р;ψ is the blocking factor of the volume of the impeller, b / r;

а - минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо (в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса), м;and - the minimum value of the immersion of the blades of the impeller in the liquid ring (at the place of greatest removal of the impeller from the inner bore of the housing), m;

ν =r1/r2, б/р;ν = r 1 / r 2 , b / p;

r1 = радиус ступицы рабочего колеса, м;r 1 = radius of the impeller hub, m;

r2 = наружный радиус рабочего колеса, м;r 2 = outer radius of the impeller, m;

δ =Δ /r2, б/р;δ = Δ / r 2 , b / p;

Δ - минимальный зазор между лопатками рабочего колеса и внутренней расточкой корпуса (минимальная высота безлопаточного пространства), м;Δ is the minimum clearance between the blades of the impeller and the inner bore of the casing (the minimum height of the bladeless space), m;

ζ =b/b0, б/р;ζ = b / b 0 , b / p;

b - ширина безлопаточного пространства, м;b - width of the bezoplatochny space, m;

b0 - длина ротора без учета толщины ребра жесткости, м;b 0 - the length of the rotor without taking into account the thickness of the stiffeners, m;

k1 - эмпирический коэффициент, учитывающий отход внутренней поверхности жидкостного кольца от ступицы рабочего колеса в сечении с минимальной высотой безлопаточного пространства, б/р;k 1 - empirical coefficient taking into account the departure of the inner surface of the liquid ring from the hub of the impeller in cross section with a minimum height of the bladeless space, b / r;

k11 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наименьшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 11 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average circumferential velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of least distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r;

k22 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 22 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average peripheral velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of greatest distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r;

kвт - эмпирический коэффициент, учитывающий, при прочих равных условиях, увеличение средней скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве при введении в цилиндрическую внутреннюю проточку корпуса тонкостенной втулки, б/р.k W is an empirical coefficient that takes into account, ceteris paribus, an increase in the average velocity of fluid flow in a space without a gap when a thin-walled sleeve is introduced into a cylindrical internal groove, b / r.

Жидкостно-кольцевая машина работает следующим образом.The liquid ring machine operates as follows.

Находящаяся внутри корпуса 1 рабочая жидкость при вращении рабочего колеса 6 со ступицей 7 и лопатками 8 под действием центробежных сил отбрасывается к периферии, образуя жидкостное кольцо, вращающее тонкостенную втулку 9, взаимодействуя с продольными пазами 10 на ее внутренней поверхности. Между внутренней поверхностью жидкостного кольца, торцовыми крышками 3, ступицей 7 и лопатками 8 рабочего колеса 6 образуются ячейки, газовый объем которых изменяется при вращении рабочего колеса 6 вокруг его оси вследствие наличия эксцентриситета, при этом объем сначала увеличивается и газ через всасывающее окно 4 поступает в ЖКМ, а затем уменьшается и сжатый газ через нагнетательное окно 5 удаляется из ЖКМ. Максимальный объем имеет ячейка, наиболее удаленная от внутренней расточки 2 корпуса 1 или внутренней поверхности тонкостенной втулки 9, вращаемой жидкостным кольцом с частотой, близкой к частоте вращения рабочего колеса 6. Наличие вращающейся тонкостенной втулки 9 приводит к увеличению средней скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в тангенциальном направлении и уменьшению градиента скорости жидкости в радиальном направлении. Это приводит к уменьшению жидкостного трения в кольце и удельной мощности на привод ЖКМ. Благодаря установлению рабочего колеса 6 относительно внутренней расточки 2 корпуса 1 с эксцентриситетом ε , величина которого определяется из предложенного соотношения, данная ячейка имеет максимально возможную величину газового объема, кроме того, обеспечивается гарантированное погружение лопаток 8 рабочего колеса 6 в жидкостное кольцо, что препятствует перетеканию газа между ячейками.When the impeller 6 rotates with the hub 7 and the blades 8 inside the housing 1, it is discarded to the periphery by the action of centrifugal forces, forming a fluid ring that rotates the thin-walled sleeve 9, interacting with the longitudinal grooves 10 on its inner surface. Between the inner surface of the liquid ring, the end caps 3, the hub 7 and the blades 8 of the impeller 6, cells are formed, the gas volume of which changes when the impeller 6 rotates around its axis due to the presence of eccentricity, while the volume first increases and gas flows through the suction window 4 into LCD, and then decreases and the compressed gas through the discharge window 5 is removed from the LCD. The maximum volume is the cell farthest from the inner bore 2 of the housing 1 or the inner surface of the thin-walled sleeve 9, rotated by the liquid ring with a frequency close to the rotational speed of the impeller 6. The presence of a rotating thin-walled sleeve 9 leads to an increase in the average fluid flow rate in the space without tangential direction and a decrease in the gradient of the fluid velocity in the radial direction. This leads to a decrease in liquid friction in the ring and the specific power on the LCD drive. Due to the establishment of the impeller 6 relative to the inner bore 2 of the housing 1 with an eccentricity ε, the value of which is determined from the proposed ratio, this cell has the maximum possible gas volume, in addition, guaranteed immersion of the blades 8 of the impeller 6 in the liquid ring, which prevents the flow of gas between cells.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить удельную мощность ЖКМ путем повышения точности расчета величины эксцентриситета.Thus, the invention allows to reduce the specific power of the LCD by increasing the accuracy of calculating the magnitude of the eccentricity.

Claims (1)

Жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами, эксцентрично установленное в расточке рабочее колесо со ступицей и лопатками, а также концентрично установленную в расточке с возможностью вращения тонкостенную втулку с продольными пазами на внутренней поверхности, отличающаяся тем, что задняя по направлению вращения стенка каждого паза расположена по нормали к поверхности втулки, а передняя стенка сопряжена с задней у ее основания с образованием острого угла и выполнена плоской или криволинейной, а эксцентриситет ε определяется из следующего соотношения:A liquid ring machine comprising a body with a cylindrical inner bore, end caps with suction and discharge windows, an impeller eccentrically mounted in the bore with a hub and vanes, and a thin-walled sleeve with longitudinal grooves on the inner surface that is concentrically mounted in the bore with the possibility of rotation and differs the fact that the rear wall in the direction of rotation of each groove is normal to the surface of the sleeve, and the front wall is mated to the rear at its base with images acute angle and is made flat or curved, and the eccentricity ε is determined from the following relationship:
Figure 00000006
Figure 00000006
где ε - относительный эксцентриситет, б/р;where ε is the relative eccentricity, b / p; е - абсолютный эксцентриситет, м;e - absolute eccentricity, m; ψ - коэффициент загромождения объема рабочего колеса, б/р;ψ is the blocking factor of the volume of the impeller, b / r; а - минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо (в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса), м;and - the minimum value of the immersion of the blades of the impeller in the liquid ring (at the place of greatest removal of the impeller from the inner bore of the housing), m; ν=r1/r2, б/р;ν = r 1 / r 2 , b / p; r1 = радиус ступицы рабочего колеса, м;r 1 = radius of the impeller hub, m; r2 = наружный радиус рабочего колеса, м;r 2 = outer radius of the impeller, m; δ=Δ/r2, б/р;δ = Δ / r 2 , b / p; Δ - минимальный зазор между лопатками рабочего колеса и внутренней расточкой корпуса (минимальная высота безлопаточного пространства), м;Δ is the minimum clearance between the blades of the impeller and the inner bore of the casing (the minimum height of the bladeless space), m; ζ=b/b0, б/р;ζ = b / b 0 , b / p; b - ширина безлопаточного пространства, м;b - width of the bezoplatochny space, m; b0 - длина ротора без учета толщины ребра жесткости, м;b 0 - the length of the rotor without taking into account the thickness of the stiffeners, m; k1 - эмпирический коэффициент, учитывающий отход внутренней поверхности жидкостного кольца от ступицы рабочего колеса в сечении с минимальной высотой безлопаточного пространства, б/р;k 1 - empirical coefficient taking into account the departure of the inner surface of the liquid ring from the hub of the impeller in cross section with a minimum height of the bladeless space, b / r; k11 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наименьшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р;k 11 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average circumferential velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of least distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r; k22 - эмпирический коэффициент, характеризующий величину отношения средней окружной скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса к окружной скорости концов лопаток рабочего колеса, б/р.k 22 is an empirical coefficient characterizing the ratio of the average peripheral velocity of the fluid flow in the bladeless space at the place of greatest distance of the impeller from the inner bore of the casing to the peripheral speed of the ends of the blades of the impeller, b / r. Квт - эмпирический коэффициент, учитывающий при прочих равных условиях увеличение средней скорости течения жидкости в безлопаточном пространстве при введении в цилиндрическую внутреннюю проточку корпуса тонкостенной втулки, б/р.K W is an empirical coefficient that takes into account, all other things being equal, an increase in the average liquid flow rate in a space without a gap when a thin-walled sleeve is introduced into a cylindrical internal groove, b / r.
RU2003133222A 2003-11-14 2003-11-14 Liquid-packed ring machine RU2238435C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133222A RU2238435C1 (en) 2003-11-14 2003-11-14 Liquid-packed ring machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133222A RU2238435C1 (en) 2003-11-14 2003-11-14 Liquid-packed ring machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2238435C1 true RU2238435C1 (en) 2004-10-20

Family

ID=33538335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003133222A RU2238435C1 (en) 2003-11-14 2003-11-14 Liquid-packed ring machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2238435C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1727986B1 (en) Gas vane pump and method of operating the pump
RU2470184C2 (en) Rotary compressor
RU2394173C2 (en) Radial flow pump impeller and radial pump with such impeller
US20090291010A1 (en) Vane pump
EP3401550B1 (en) Volute casing for a centrifugal pump and centrifugal pump
US8668480B2 (en) Pre-pressurization pump liner for vane pump
JP3129737B2 (en) Vane machine
US9689387B2 (en) Port plate of a flat sided liquid ring pump having a gas scavenge passage therein
RU2238435C1 (en) Liquid-packed ring machine
CN110199125B (en) Two-stage liquid seal type vacuum pump and liquid seal type vacuum pump
US9926930B2 (en) Vane pump
EP2373892B1 (en) Liquid ring pump with gas scavenge device
EP3256730B1 (en) A liquid ring pump port member having anti-cavitation constructions
JP6031311B2 (en) Variable displacement vane pump
RU2627488C1 (en) Displacement roller pump
US1715629A (en) Rotary compressor
EP3018360B1 (en) An intake channel arrangement for a volute casing of a centrifugal pump, a flange member, a volute casing for a centrifugal pump and a centrifugal pump
RU2119098C1 (en) Liquid-ring machine
RU2104413C1 (en) Liquid-packed ring-type machine
US7563087B2 (en) Pump rotor seal apparatus and method
RU2374492C1 (en) Positive displacement rotor machine
SU1368491A1 (en) Fluid-ring machine
JPH025119Y2 (en)
WO2005042978A1 (en) Rotor and screw-type vacuum compressor using the same
KR20220107724A (en) Impeller structure of waterring vacuum pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171115