RU2331796C1 - Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами - Google Patents

Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами Download PDF

Info

Publication number
RU2331796C1
RU2331796C1 RU2007103875/06A RU2007103875A RU2331796C1 RU 2331796 C1 RU2331796 C1 RU 2331796C1 RU 2007103875/06 A RU2007103875/06 A RU 2007103875/06A RU 2007103875 A RU2007103875 A RU 2007103875A RU 2331796 C1 RU2331796 C1 RU 2331796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
rotor
stator
stators
working
Prior art date
Application number
RU2007103875/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Антон Анатольевич Лепеха (RU)
Антон Анатольевич Лепеха
Original Assignee
Антон Анатольевич Лепеха
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 Антон Анатольевич Лепеха filed Critical Антон Анатольевич Лепеха
Priority to RU2007103875/06A priority Critical patent/RU2331796C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2331796C1 publication Critical patent/RU2331796C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосах, компрессорах или двигателях. Машина содержит размещенный в корпусе пакет ступеней, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом. Каждая ступень содержит закрепленный на валу ротор (Р) и закрепленный в корпусе статор (С). Между С и Р каждой ступени образована рабочая полость, в которой расположены рабочие лопатки, связанные со С, и разделитель, связанный с Р. С каждой ступени выполнен в виде диска. В С крайних ступеней выполнены соответственно каналы для подвода и отвода рабочей среды. В каждом С промежуточной ступени выполнен канал для перехода рабочей среды из одной ступени в другую. Каждая ступень снабжена дистанционной втулкой, обеспечивающей зазор между С смежных ступеней, в котором расположен Р. Между Р и дистанционной втулкой выполнен кольцевой канал. В каждом Р выполнены каналы, сообщающие рабочую полость с входным и кольцевым каналами. В результате достигается повышение КПД машины и уменьшение трудоемкости обработки статоров. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосах, компрессорах или двигателях.
Известна многоступенчатая роторно-вихревая машина, в которой входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, а между статором и ротором каждой ступени образована рабочая полость, в которой расположены рабочие лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором (Патент США №5344281, кл. F04D 5/00, 06.09.1994).
Недостатком указанной машины является неоптимальная геометрия канала для перетока рабочей среды из одной ступени в другую, а также сложность обработки статоров.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоступенчатая роторно-вихревая машина, содержащая размещенный в корпусе пакет ступеней, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, причем каждая ступень содержит закрепленный на валу ротор и закрепленный в корпусе статор, между статором и ротором каждой ступени образована рабочая полость, в которой расположены рабочие лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, при этом статор каждой ступени выполнен в виде диска (см. патент на полезную модель RU №9267, кл. F04D 5/00, 16.02.1999).
Недостатком указанной машины являются большие гидравлические потери между ступенями, а также сложность обработки статоров.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является снижение гидравлических потерь в проточной части роторно-вихревой машины и упрощение технологии изготовления статоров.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение КПД машины и уменьшение трудоемкости обработки статоров.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что многоступенчатая роторно-вихревая машина, содержащая размещенный в корпусе пакет ступеней, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, причем каждая ступень содержит закрепленный на валу ротор и закрепленный в корпусе статор, между статором и ротором каждой ступени образована рабочая полость, в которой расположены рабочие лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, при этом статор каждой ступени выполнен в виде диска, в статорах крайних ступеней выполнены соответственно каналы для подвода и отвода рабочей среды, в каждом статоре промежуточной ступени выполнен канал для перехода рабочей среды из одной ступени в другую, каждая ступень снабжена дистанционной втулкой, обеспечивающей зазор между статорами смежных ступеней, в котором расположен ротор, между ротором и дистанционной втулкой выполнен кольцевой канал, а в каждом роторе выполнены каналы, сообщающие рабочую полость с входным и кольцевым каналами.
Машина снабжена основанием, в котором выполнен канал для подвода рабочей среды, и головкой, в которой выполнен канал для отвода среды, при этом статор последней ступени зажат между головкой и дистанционной втулкой последней ступени, статор первой ступени зажат между основанием и дистанционной втулкой первой ступени, статоры остальных ступеней зажаты между дистанционными втулками смежных ступеней.
В одной или нескольких рабочих полостях установлено, по крайней мере, по одному дополнительному разделителю, связанному с ротором, при этом в роторах выполнены пары дополнительных каналов, сообщающих рабочую полость с входным и кольцевым каналами.
На внешней поверхности статоров смежных ступеней выполнены сопрягаемые проточки, в которые насажены втулки для центрирования статоров относительно корпуса.
На фиг.1 представлен продольный разрез общего вида многоступенчатой роторно-вихревой машины, в которой головка и основание соединены цилиндрическим корпусом.
На фиг.2 - вид на статор по стрелке А на фиг.1
На фиг.3 - вид на статор по стрелке Г на фиг.1.
На фиг.4 - вид на ротор по стрелке Б на фиг.1.
На фиг.5 - вид на ротор по стрелке В на фиг.1
На фиг.6 - вариант выполнения ротора с двумя (основным и дополнительным) разделителями.
На фиг.7 - продольный разрез машины (в увеличенном масштабе), где ротор условно показан в сечении по Д-Д фиг.4, а статор - в сечении по Е-Е фиг.2.
На фиг.8 - вариант выполнения машины, в котором головка и основание соединены шпильками.
Каждая ступень роторно-вихревой машины содержит статор 1, выполненный в виде диска, внутри которого расположен спрофилированный канал для перехода рабочей среды из одной ступени в другую, ротор 2, втулку дистанционную 3, втулку центрирующую 4. Втулка центрирующая 4 садится на проточки статоров 1 смежных ступеней. Ротор 2 каждой ступени расположен между статорами 1. Втулка дистанционная 3 зажата между статорами смежных ступеней и определяет зазор, в котором вращается ротор 2. Пакет ступеней начинается со статора нижнего 5 и заканчивается статором верхним 6, которые представляют соответствующие половины статора 1. Между статорами смежных ступеней и ротором каждой ступени образованы две горообразные (имеющие в меридиональном сечении овальный или круглый профиль) рабочие полости 7, и в них расположены рабочие лопатки 8, связанные со статорами, и разделитель 9, связанный с ротором. Между ротором 2 и втулкой дистанционной 3 выполнен кольцевой канал 10, а машина снабжена основанием 11, в котором выполнен канал 12 для подвода рабочей среды, и головкой 13, в которой выполнен канал 14 для отвода рабочей среды. Статор нижний 5 зажат между основанием 11 и втулкой дистанционной 3 первой ступени. Статор верхний 6 зажат между головкой 13 и втулкой дистанционной 3 последней ступени. Статоры остальных ступеней зажаты между втулками дистанционными 3 смежных ступеней. Входной канал 15 и выходной канал 16 (в виде пазов) каждой ступени выполнен в статоре 1. Выходной канал 16 сообщен с кольцевым каналом 10, а в каждом роторе выполнены каналы 17 и 18, сообщающие рабочую полость с входным 15 и кольцевым 10 каналами. Входной канал 15 первой ступени сообщен с каналом 12 для подвода рабочей среды, выходной канал 16 последней ступени - с каналом 14 для отвода рабочей среды. Переход между входным и выходным каналами 15 и 16 смежных ступеней спрофилирован для минимизации гидравлических потерь и расположен в корпусе с объединенными статорами 1.
Для увеличения производительности машины в рабочих полостях может быть установлено, по крайней мере, по одному дополнительному разделителю 19, связанному с ротором, а в роторах выполнены пары дополнительных каналов 20 и 21, сообщающих рабочую полость с входным и кольцевым каналами 15 и 10 соответственно.
Для осевого поджатия друг к другу элементы машины располагаются в едином корпусе 22, соединяющем основание с головкой, например, по резьбе, как показано на фиг 1, или основание и головка могут быть соединены между собой шпильками 23, а втулка центрирующая 4 центрирует положение статоров 1 относительно корпуса 22. На роторе 2, статоре 1, статоре нижнем 5 и статоре верхнем 6 могут быть установлены пары антифрикционных износостойких колец 24 и 25. Машина может быть снабжена радиальными 26 и 27 и осевой 28 опорами для рабочего вала машины.
Роторно-вихревая машина работает следующим образом.
При работе роторно-вихревой машины в режиме двигателя поток рабочей среды через каналы 12, 15, 17 подается в рабочую полость 7, где под действием торообразных участков поверхностей статора 1 и ротора 2 и лопаток 8 приобретает вихреобразный характер, исключающий возможность ее свободного перетекания по рабочей полости 7 в канал 18 и далее в кольцевой и выходной каналы 10 и 16 первой ступени. В результате разделитель 9 оказывается под действием перепада давлений рабочей среды, и ротор совершает вращательное движение, которое передается на связанный с ним вал машины. Из выходного канала первой ступени рабочая среда по спрофилированному переходу, расположенному в объединенном статоре, поступает во входной канал второй ступени, где, так же как и в первой ступени, давление рабочей среды преобразуется во вращательный момент, передаваемый на вал машины. После последовательного прохождения всех ступеней рабочая среда из выходного канала поступает в канал для отвода рабочей среды.
При работе машины в режиме насоса или компрессора при вращении ротора рабочая среда под воздействием на нее разделителя 9, лопаток 8 и торообразных участков поверхностей статора 1 и ротора 2 приобретает вихреобразное движение. Такое движение рабочей среды препятствует ее свободному перетеканию по рабочей полости 7 в направлении вращения ротора. Под воздействием перемещающегося разделителя 9 давление рабочей среды повышается и рабочая среда вытеснятся в канал 18 и далее через кольцевой канал 10 в выходной канал 16 первой ступени, а через канал 17 в рабочую полость 7 засасывается новое количество рабочей среды. Из выходного канала первой ступени рабочая среда по спрофилированному переходу, расположенному в объединенном статоре, через входной канал второй ступени поступает в рабочую полость второй ступени, где аналогичным образом происходит дальнейшее повышение ее давления. Из выходного канала последней ступени рабочая среда поступает в канал для отвода среды в головке.
Размещение в рабочей полости дополнительного разделителя приводит при некотором снижении сопротивления перетечкам по рабочей полости (и соответственно незначительному снижении КПД) к увеличению крутящего момента при работе в режиме двигателя за счет увеличения площади, воспринимающей давление рабочей среды, а при работе в режиме насоса или компрессора наличие дополнительного разделителя приводит к нагнетанию в кольцевой канал удвоенного (не считая потерь) объема рабочей среды.
Настоящее изобретение может быть использовано в машиностроении при создании роторно-вихревых насосов и компрессоров, а также при создании гидравлических двигателей роторного типа.

Claims (4)

1. Многоступенчатая роторно-вихревая машина, содержащая размещенный в корпусе пакет ступеней, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, причем каждая ступень содержит закрепленный на валу ротор и закрепленный в корпусе статор, между статором и ротором каждой ступени образована рабочая полость, в которой расположены рабочие лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, при этом статор каждой ступени выполнен в виде диска, отличающаяся тем, что в статорах крайних ступеней выполнены соответственно каналы для подвода и отвода рабочей среды, в каждом статоре промежуточной ступени выполнен канал для перехода рабочей среды из одной ступени в другую, каждая ступень снабжена дистанционной втулкой, обеспечивающей зазор между статорами смежных ступеней, в котором расположен ротор, между ротором и дистанционной втулкой выполнен кольцевой канал, а в каждом роторе выполнены каналы, сообщающие рабочую полость с входным и кольцевым каналами.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена основанием, в котором выполнен канал для подвода рабочей среды, и головкой, в которой выполнен канал для отвода среды, при этом статор последней ступени зажат между головкой и дистанционной втулкой последней ступени, статор первой ступени зажат между основанием и дистанционной втулкой первой ступени, статоры остальных ступеней зажаты между дистанционными втулками смежных ступеней.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в одной или нескольких рабочих полостях установлено, по крайней мере, по одному дополнительному разделителю, связанному с ротором, при этом в роторах выполнены пары дополнительных каналов, сообщающих рабочую полость с входным и кольцевым каналами.
4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности статоров смежных ступеней выполнены сопрягаемые проточки, в которые насажены втулки для центрирования статоров относительно корпуса.
RU2007103875/06A 2007-02-01 2007-02-01 Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами RU2331796C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103875/06A RU2331796C1 (ru) 2007-02-01 2007-02-01 Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103875/06A RU2331796C1 (ru) 2007-02-01 2007-02-01 Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2331796C1 true RU2331796C1 (ru) 2008-08-20

Family

ID=39748073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007103875/06A RU2331796C1 (ru) 2007-02-01 2007-02-01 Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2331796C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659692C2 (ru) * 2014-05-05 2018-07-03 Игра Индустриаль Лтда. Вихревой насос непрерывного действия
RU181055U1 (ru) * 2017-04-28 2018-07-04 Иван Соломонович Пятов Рабочая ступень вихревого насоса
RU181050U1 (ru) * 2017-04-28 2018-07-04 Иван Соломонович Пятов Рабочая ступень вихревого насоса
RU189445U1 (ru) * 2017-12-25 2019-05-22 Николай Владимирович Шенгур Ступень роторно-вихревой машины

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659692C2 (ru) * 2014-05-05 2018-07-03 Игра Индустриаль Лтда. Вихревой насос непрерывного действия
RU181055U1 (ru) * 2017-04-28 2018-07-04 Иван Соломонович Пятов Рабочая ступень вихревого насоса
RU181050U1 (ru) * 2017-04-28 2018-07-04 Иван Соломонович Пятов Рабочая ступень вихревого насоса
RU189445U1 (ru) * 2017-12-25 2019-05-22 Николай Владимирович Шенгур Ступень роторно-вихревой машины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2331796C1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами
EP2464872A2 (en) Balanced pressure, variable displacement, dual lobe, single ring, vane pump
US5344281A (en) Rotary vortex machine
RU64697U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина с объединенными статорами
CN102953989A (zh) 一种浮动涡旋式压缩机
CN112434388B (zh) 一种高压比多级轴流式液力涡轮设计方法
CN201794792U (zh) 新型多级离心泵
CN205533187U (zh) 一种宽转速范围的三作用叶片泵
RU9267U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина
RU7152U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина
CN212296856U (zh) 混合动力变速箱双作用叶片泵
RU2001121797A (ru) Забойный двигатель
RU2332586C1 (ru) Роторно-вихревая машина
CN101270748A (zh) 平衡式凸轮转子泵
RU69157U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина
CN111706524A (zh) 一种盘涡式潜水泵
RU2449174C1 (ru) Вихревая машина с динамическим вихрем
RU187257U1 (ru) Многоступенчатый вихревой насос с объединенными статорами
US4172694A (en) Long liquid ring pumps and compressors
RU69920U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина
RU11847U1 (ru) Роторно-вихревая машина
RU221391U1 (ru) Насос многоступенчатый
RU189445U1 (ru) Ступень роторно-вихревой машины
CN217682310U (zh) 一种用于小流量高扬程的悬臂式离心泵
RU69919U1 (ru) Многоступенчатая роторно-вихревая машина

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080918

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100202

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110810