RU2414625C1 - Multi-stage liquid-ring compressor - Google Patents

Multi-stage liquid-ring compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2414625C1
RU2414625C1 RU2009131951/06A RU2009131951A RU2414625C1 RU 2414625 C1 RU2414625 C1 RU 2414625C1 RU 2009131951/06 A RU2009131951/06 A RU 2009131951/06A RU 2009131951 A RU2009131951 A RU 2009131951A RU 2414625 C1 RU2414625 C1 RU 2414625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
liquid ring
ring
liquid
impeller
Prior art date
Application number
RU2009131951/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Федорович Маковецкий (RU)
Анатолий Федорович Маковецкий
Original Assignee
Анатолий Федорович Маковецкий
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 Анатолий Федорович Маковецкий filed Critical Анатолий Федорович Маковецкий
Priority to RU2009131951/06A priority Critical patent/RU2414625C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414625C1 publication Critical patent/RU2414625C1/en

Links

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: multi-stage liquid-ring compressor includes external rotor 1 and internal rotor 31, which can be rotated from external drives 2 and 18 respectively. Rotor 1 forms liquid ring 6 with free surface 8 in ambient gas medium during rotation with working liquid. Rotor 31 is arranged with eccentricity in liquid ring 6 and has discs 7, 10, 12, and 14 which do not go beyond limits of liquid ring 6 and form hydraulic locks in pairs with discs 5, 16 of rotor 1. Closed suction cavity filled with gas and impeller put on rotor 31 shaft is located between locks in each section of liquid ring 6. In flow part of impeller there located is suction chamber 9 cyclically going beyond volume limits of liquid ring 6 during rotor 31 rotation. Delivery channel 24 with delivery valve 25 enters suction cavity of impeller of the next stage. Ratio of rotation frequencies of rotors 1 and 31 is permanent.
EFFECT: enlarging the range of gas pressures required for the consumer.

Description

Изобретение относится к классу жидкостно-кольцевых машин, область применения которых достаточно широка и включает те отрасли промышленного и сельскохозяйственного производства, где возникает необходимость отсасывания или сжатия воздуха или газов. В указанном классе машин основным функциональным элементом является жидкостное кольцо, часть которого заполняет ограниченный объем в проточной части рабочего колеса и, перемещаясь при вращении рабочего колеса, всасывает либо вытесняет определенный объем газа, т.е. играет роль жидкостного поршня.The invention relates to the class of liquid-ring machines, the scope of which is wide enough and includes those branches of industrial and agricultural production, where there is a need for suction or compression of air or gases. In this class of machines, the main functional element is a liquid ring, part of which fills a limited volume in the flowing part of the impeller and, moving when the impeller rotates, sucks or displaces a certain volume of gas, i.e. plays the role of a fluid piston.

Известен вакуумный гидрокольцевой насос (см. RU 2240445 С2, F04C 7/00, 20.11.2004), содержащий установленный с возможностью вращения цилиндрический корпус с рабочей жидкостью, эксцентрично размещенную в нем крыльчатку, неподвижный газораспределительный патрубок, разделенный на входной и выходной каналы. Вращение через шкив сообщается крыльчатке. Рабочая жидкость передает вращение от крыльчатки к корпусу.A vacuum hydro-ring pump is known (see RU 2240445 C2, F04C 7/00, November 20, 2004), comprising a rotatable cylindrical body with a working fluid, an impeller eccentrically placed in it, a stationary gas distribution pipe divided into input and output channels. Rotation through the pulley is communicated to the impeller. The working fluid transmits rotation from the impeller to the housing.

Представленное в качестве ближайшего прототипа устройство имеет два ротора - внешний, предназначенный для создания жидкостного кольца, и внутренний с рабочим колесом в виде крыльчатки с торцовыми дисками. Оба ротора вращаются в одном направлении, что существенно сокращает потери на трение в жидкостном кольце, дополняя набор полезных свойств жидкостно-кольцевых машин, широко применяемых в качестве компрессоров и вакуумных насосов. Однако, как и любой другой объемный одноступенчатый компрессор, рассматриваемое устройство может быть применено лишь в ограниченном диапазоне необходимых потребителю давлений газа.Presented as the closest prototype, the device has two rotors - an external one, designed to create a liquid ring, and an internal one with an impeller in the form of an impeller with end disks. Both rotors rotate in one direction, which significantly reduces friction losses in the liquid ring, complementing the set of useful properties of liquid ring machines, which are widely used as compressors and vacuum pumps. However, like any other volumetric single-stage compressor, the device in question can be used only in a limited range of gas pressures required by the consumer.

Для решения задачи уменьшения негативного влияния отмеченного недостатка жидкостно-кольцевых компрессоров и расширения области их применения предлагается применить многоступенчатый жидкостно-кольцевой компрессор, в состав которого входит внешний ротор, выполненный с возможностью вращения от внешнего привода, создающий при вращении с рабочей жидкостью, поступающей из устройства подвода, жидкостное кольцо со свободной поверхностью в окружающей газовой среде, формируемое обечайкой с боковыми стенками и дисками, определяющими радиус свободной поверхности жидкостного кольца, разделенного в осевом направлении при помощи дисков на секции, образующие ступени, внутренний ротор, размещенный с эксцентриситетом в жидкостном кольце, выполненный с возможностью вращения от внешнего привода, имеющий диски, не выходящие из пределов жидкостного кольца, образующие попарно с дисками внешнего ротора гидрозатворы, между которыми в каждой секции жидкостного кольца расположена заполненная газом замкнутая полость всасывания и размещено сидящее на валу внутреннего ротора рабочее колесо, в проточной части которого расположена циклически выходящая при вращении внутреннего ротора из пределов объема секции жидкостного кольца камера всасывания, предназначенная для переноса порции газа из полости всасывания в зону повышенного давления секции жидкостного кольца, и канал нагнетания с нагнетательным клапаном, выходящий в полость всасывания рабочего колеса следующей ступени, при этом соотношение частот вращения роторов является неизменным.To solve the problem of reducing the negative impact of the noted drawback of liquid-ring compressors and expanding the scope of their application, it is proposed to use a multi-stage liquid-ring compressor, which includes an external rotor, made with the possibility of rotation from an external drive, creating during rotation with the working fluid coming from the device supply, a liquid ring with a free surface in the surrounding gas environment, formed by a shell with side walls and disks that determine the radius the free surface of the liquid ring, axially divided by disks into sections forming steps, an internal rotor arranged eccentrically in the liquid ring, rotatable from an external drive, having disks not extending from the liquid ring, forming in pairs with disks external rotor hydraulic locks, between which in each section of the liquid ring there is a closed suction cavity filled with gas and a working cup sitting on the shaft of the internal rotor is placed ECO, in the flowing part of which there is a suction chamber cyclically emerging during rotation of the internal rotor from the limits of the volume of the liquid ring section, designed to transfer a portion of gas from the suction cavity to the increased pressure zone of the liquid ring section, and a discharge channel with a discharge valve that goes into the working suction cavity wheels of the next stage, while the ratio of rotor speeds is unchanged.

На чертеже представлено схематическое изображение предлагаемого устройства.The drawing shows a schematic representation of the proposed device.

Внешний ротор 1 вращается вокруг оси 29, получает вращение от привода 2 и предназначен для создания жидкостного кольца 6 со свободной поверхностью 8 в окружающей газовой среде. Подшипники 3 ротора 1 расположены на неподвижных цапфах 33 корпуса компрессора. При подаче к вращающемуся ротору 1 рабочей жидкости по каналу 20 расположенного на неподвижном корпусе устройства подвода образуется жидкостное кольцо, формируемое обечайкой с боковыми стенками. Диски 5, 16 определяют величину радиуса свободной поверхности жидкости. Жидкостное кольцо разделено в осевом направлении на секции при помощи дисков 11, 22. Излишки жидкости удаляются из кольца по каналу 4.The external rotor 1 rotates around axis 29, receives rotation from the drive 2 and is intended to create a liquid ring 6 with a free surface 8 in the surrounding gas environment. The bearings 3 of the rotor 1 are located on the fixed pins 33 of the compressor housing. When a working fluid is supplied to a rotating rotor 1 through a channel 20 of a supply device located on a fixed housing, a liquid ring is formed, formed by a shell with side walls. Disks 5, 16 determine the radius of the free surface of the liquid. The liquid ring is axially divided into sections using discs 11, 22. Excess liquid is removed from the ring through channel 4.

Подшипники 28 внутреннего ротора 31 расположены в эксцентрических расточках цапф 33. Ротор 31 вращается вокруг оси 30, получает вращение от привода 18, соотношение частот вращения роторов неизменно. На валу внутреннего ротора 31 расположены диски 7, 10, 12, 14, периферийные области которых при вращении не выходят из пределов жидкостного кольца и которые попарно с соответствующими дисками 5, 11, 22, 16 внешнего ротора 1 образуют гидрозатворы, создающие заполненные газом замкнутые полости всасывания 27, 23, 21 и полость нагнетания 17. Полость 27 каналом 32 соединена с всасывающим патрубком компрессора, а из полости 17 по каналу 19 газ поступает в нагнетательный патрубок. Рабочие колеса 26, 13, 15 каждой ступени компрессора располагаются на валу внутреннего ротора 31 и помещены в соответствующие секции жидкостного кольца. Проточная часть рабочего колеса состоит из расположенной на периферии колеса камеры всасывания 9 в виде открытого сосуда с нагнетательным клапаном 25 в днище и нагнетательного канала 24, выводящего сжатый газ в полость всасывания следующей ступени. То есть нагнетательный канал каждой предыдущей ступени является всасывающим каналом для следующей за ней ступени. При вращении камеры всасывания 9 вместе с ротором 31 ее периферийные кромки выходят из пределов объема жидкостного кольца и попадают в полость всасывания, камера всасывания 9 заполняется газом и переносит порцию газа в область высокого давления жидкостного кольца, где происходит выдавливание газа через клапан 25 в канал 24.The bearings 28 of the inner rotor 31 are located in the eccentric bores of the trunnions 33. The rotor 31 rotates around the axis 30, receives rotation from the drive 18, the ratio of rotor speeds is constant. On the shaft of the inner rotor 31, there are disks 7, 10, 12, 14, the peripheral areas of which do not go beyond the limits of the liquid ring during rotation and which, in pairs with the corresponding disks 5, 11, 22, 16 of the outer rotor 1, form hydraulic locks that create closed cavities filled with gas suction 27, 23, 21 and the discharge cavity 17. The cavity 27 is connected by a channel 32 to the compressor suction pipe, and from the cavity 17, the gas enters the discharge pipe through the channel 19. The impellers 26, 13, 15 of each compressor stage are located on the shaft of the inner rotor 31 and are placed in the corresponding sections of the liquid ring. The flowing part of the impeller consists of a suction chamber 9 located on the periphery of the wheel in the form of an open vessel with a discharge valve 25 in the bottom and a discharge channel 24 that outputs compressed gas to the suction cavity of the next stage. That is, the discharge channel of each previous stage is the suction channel for the next stage after it. When the suction chamber 9 is rotated together with the rotor 31, its peripheral edges go out of the liquid ring volume and enter the suction cavity, the suction chamber 9 is filled with gas and transfers a portion of the gas to the high pressure region of the liquid ring, where gas is extruded through valve 25 into channel 24 .

Число ступеней может быть любым - от одной и более.The number of steps can be any - from one or more.

Как видно из схематического чертежа, имеется необходимость устройства уплотнения зазора между валом ротора 31 и корпусом компрессора в области всасывающего патрубка. В области высокого давления необходимо уплотнять зазор между внешним ротором 1 и корпусом компрессора, а также зазор между внутренним ротором 31 и корпусом компрессора.As can be seen from the schematic drawing, there is a need for a sealing device for the gap between the rotor shaft 31 and the compressor housing in the area of the suction pipe. In the high-pressure region, it is necessary to seal the gap between the outer rotor 1 and the compressor housing, as well as the gap between the inner rotor 31 and the compressor housing.

Таким образом, в отличие от рассматриваемого в качестве ближайшего прототипа вакуумного гидрокольцевого насоса предлагаемое устройство имеет снабженный внешним приводом внешний ротор, предназначенный для создания жидкостного кольца со свободной поверхностью в окружающей газовой среде. Жидкостное кольцо формируется обечайкой с боковыми стенками. Радиус свободной поверхности жидкостного кольца определяется дисками. Кроме того, имеются диски, разделяющие жидкостное кольцо в осевом направлении на секции, образующие ступени.Thus, in contrast to the vacuum ring pump considered as the closest prototype, the proposed device has an external rotor equipped with an external drive, designed to create a liquid ring with a free surface in the surrounding gas environment. The liquid ring is formed by a sidewall with a sidewall. The radius of the free surface of the liquid ring is determined by the disks. In addition, there are disks that divide the liquid ring in the axial direction into sections forming steps.

Внутренний ротор, как и крыльчатка прототипа, расположен с эксцентриситетом в жидкостном кольце, имеет внешний привод, что, в отличие от прототипа, позволяет в сочетании с приводом внешнего ротора поддерживать неизменное соотношение частот вращения роторов.The internal rotor, like the impeller of the prototype, is eccentric in the liquid ring, has an external drive, which, unlike the prototype, allows, in combination with the drive of the external rotor, to maintain an unchanged ratio of rotor speeds.

В отличие от прототипа на валу внутреннего ротора расположены диски, периферийные области которых при вращении не выходят из пределов жидкостного кольца. Указанные диски внутреннего ротора попарно с соответствующими дисками внешнего ротора образуют гидрозатворы, создающие заполненные газом замкнутые полости всасывания и полость нагнетания, из которой газ по каналу поступает в нагнетательный патрубок.In contrast to the prototype, disks are located on the shaft of the inner rotor, the peripheral areas of which do not go beyond the limits of the liquid ring during rotation. The indicated disks of the internal rotor in pairs with the corresponding disks of the external rotor form hydraulic locks, which create closed suction cavities filled with gas and an injection cavity, from which the gas enters the discharge pipe through the channel.

На валу внутреннего ротора расположены также рабочие колеса, помещенные в соответствующие секции жидкостного кольца. Проточная часть каждого рабочего колеса состоит из расположенной на периферии колеса камеры всасывания в виде открытого сосуда с нагнетательным клапаном в днище и нагнетательного канала, выводящего сжатый газ в полость всасывания следующей ступени и являющегося всасывающим каналом для этой следующей ступени. При вращении камеры всасывания вместе с внутренним ротором ее периферийные кромки выходят из пределов объема жидкостного кольца и попадают в полость всасывания, камера всасывания заполняется газом и переносит порцию газа в область высокого давления жидкостного кольца, где происходит выдавливание порции газа через нагнетательный клапан в нагнетательный канал.The impellers are also located on the shaft of the inner rotor, placed in the corresponding sections of the fluid ring. The flowing part of each impeller consists of a suction chamber located on the periphery of the wheel in the form of an open vessel with a discharge valve in the bottom and a discharge channel that discharges compressed gas into the suction cavity of the next stage and is the suction channel for this next stage. When the suction chamber rotates, along with the internal rotor, its peripheral edges go beyond the limits of the liquid ring volume and enter the suction cavity, the suction chamber is filled with gas and transfers a portion of gas to the high pressure region of the liquid ring, where a portion of gas is extruded through the discharge valve into the discharge channel.

Таким образом, проточная часть рабочего колеса предлагаемого устройства отличается от проточной части крыльчатки ближайшего прототипа.Thus, the flow part of the impeller of the proposed device differs from the flow part of the impeller of the closest prototype.

Claims (1)

Многоступенчатый жидкостно-кольцевой компрессор, в состав которого входит внешний ротор, выполненный с возможностью вращения от внешнего привода, создающий при вращении с рабочей жидкостью, поступающей из устройства подвода, жидкостное кольцо со свободной поверхностью в окружающей газовой среде, формируемое обечайкой с боковыми стенками и дисками, определяющими радиус свободной поверхности жидкостного кольца, разделенного в осевом направлении при помощи дисков на секции, образующие ступени, внутренний ротор, размещенный с эксцентриситетом в жидкостном кольце, выполненный с возможностью вращения от внешнего привода, имеющий диски, не выходящие из пределов жидкостного кольца, образующие попарно с дисками внешнего ротора гидрозатворы, между которыми в каждой секции жидкостного кольца расположена заполненная газом замкнутая полость всасывания и размещено сидящее на валу внутреннего ротора рабочее колесо, в проточной части которого расположена циклически выходящая при вращении внутреннего ротора из пределов объема секции жидкостного кольца камера всасывания, предназначенная для переноса порции газа из полости всасывания в зону повышенного давления секции жидкостного кольца, и канал нагнетания с нагнетательным клапаном, выходящий в полость всасывания рабочего колеса следующей ступени, при этом соотношение частот вращения роторов является неизменным. A multistage liquid-ring compressor, which includes an external rotor, made with the possibility of rotation from an external drive, creating, when rotating with a working fluid coming from the supply device, a liquid ring with a free surface in the surrounding gas environment, formed by a shell with side walls and disks determining the radius of the free surface of the liquid ring axially divided by disks into sections forming steps, an internal rotor placed with an eccentric itet in the liquid ring, made to rotate from an external drive, having disks not extending from the limits of the liquid ring, forming water locks in pairs with the disks of the external rotor, between which in each section of the liquid ring there is a closed suction cavity filled with gas and placed on the internal shaft the rotor of the impeller, in the flowing part of which there is a suction chamber cyclically emerging during rotation of the inner rotor from the limits of the volume of the liquid ring section, before Assigning to transfer a portion of gas from the suction chamber to the high pressure fluid zone of the ring section and the discharge channel with a pressure valve, leaving the cavity suction impeller next stage, wherein the ratio of the rotor speed is constant.
RU2009131951/06A 2009-08-25 2009-08-25 Multi-stage liquid-ring compressor RU2414625C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131951/06A RU2414625C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Multi-stage liquid-ring compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131951/06A RU2414625C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Multi-stage liquid-ring compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2414625C1 true RU2414625C1 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009131951/06A RU2414625C1 (en) 2009-08-25 2009-08-25 Multi-stage liquid-ring compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414625C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103835835A (en) * 2012-11-23 2014-06-04 S·克鲁格尔 Liquid ring system and applications thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103835835A (en) * 2012-11-23 2014-06-04 S·克鲁格尔 Liquid ring system and applications thereof
EP2735703A3 (en) * 2012-11-23 2014-06-25 Sten Kreuger Liquid ring system and applications thereof
CN103835835B (en) * 2012-11-23 2015-10-14 S·克鲁格尔 Pendular ring system and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506056B2 (en) Rotary machine
RU2470184C2 (en) Rotary compressor
US7618247B1 (en) Progressive staged flow to precompress the pump internal volume/volumes to be displaced
KR20080047295A (en) Vane pump
RU2414625C1 (en) Multi-stage liquid-ring compressor
US2070738A (en) Pump with cam drive
JP2005513339A (en) Suction mechanism of rotary compressor
RU116188U1 (en) SCREW MACHINE
CN111828310B (en) Radial special-shaped plunger pump with blade characteristics and working method thereof
CN108180143B (en) Tangent circle rotor pair, compressor and engine
CN107269529B (en) Rotary vane compressor
KR101073159B1 (en) Dual unequal rotational volumetric suction and discharging device
JPH0579481A (en) Rotary compressor
RU128678U1 (en) SCREW MACHINE
RU2744877C2 (en) Downhole pump unit with submersible multistage pump of rotor-piston type on the basis of ryl hydraulic machine
US282340A (en) marcus
KR100360236B1 (en) Structure for reducing gas-leakage of scrollcompressor
KR100407741B1 (en) Aaaaa
CN210422765U (en) Energy conversion device based on fluid volume change
KR20060088824A (en) Scroll fluid machine
CN208330718U (en) High leakproofness gear oil pump
RU2637281C1 (en) Two-rotor pump
CN111065824B (en) Rotary compressor
JP5142262B2 (en) Liquid ring pump
RU2208681C2 (en) Hydraulic and gas machine

Legal Events

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

Effective date: 20130826