RU2449174C1 - Vortex machine with dynamic vortex - Google Patents

Vortex machine with dynamic vortex Download PDF

Info

Publication number
RU2449174C1
RU2449174C1 RU2010152737/06A RU2010152737A RU2449174C1 RU 2449174 C1 RU2449174 C1 RU 2449174C1 RU 2010152737/06 A RU2010152737/06 A RU 2010152737/06A RU 2010152737 A RU2010152737 A RU 2010152737A RU 2449174 C1 RU2449174 C1 RU 2449174C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
rotor
machine
vortex
blades
Prior art date
Application number
RU2010152737/06A
Other languages
Russian (ru)
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 RU2010152737/06A priority Critical patent/RU2449174C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449174C1 publication Critical patent/RU2449174C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: machine includes stator and rotor. Working chamber with inlet and outlet channels is formed between them. Width of working chamber cross section is equal to difference between its maximum radius and minimum radius. Blades and divider is located in chamber. They are connected to stator and rotor respectively. Each blade includes front edge. That edge faces rotor. Divider is provided with cutoff edges. Edges are congruent to front edge of blade and restrict the divider surface section facing the front edges of blades. Blade is installed at an angle of 0-26°. Middle line 15 of blade cross section, which is passed through centre of front edge, is formed with straight line inclined towards plane perpendicular to rotor rotation axis at an angle α of 0° to 50°. Blade thickness from its edge to 0.8 of centre elevation of blade front edge increases as per linear law with angle α1 between generatrixes of outer and inner surfaces of each blade, which are between 5° and 30°.
EFFECT: invention allows improving reliability and efficiency of vortex machine with dynamic vortex.
2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосах, компрессорах или двигателях,The invention relates to mechanical engineering and can be used in pumps, compressors or engines,

Известна роторно-вихревая машина, содержащая, по крайней мере, одну рабочую ступень, которая включает два статора и ротор, причем ротор выполнен в виде диска и расположен между статорами, а между ротором и каждым из статоров образована торообразная рабочая полость, в которой размещены лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором (см. свидетельство на полезную модель RU №7153, кл. F04D 5/00, F01D 1/08, 16.07.1998).Known rotor-vortex machine containing at least one working stage, which includes two stators and a rotor, and the rotor is made in the form of a disk and is located between the stators, and between the rotor and each of the stators a toroidal working cavity is formed in which the blades are located associated with the stator, and the separator associated with the rotor (see certificate for utility model RU No. 7153, CL F04D 5/00, F01D 1/08, 07/16/1998).

Недостатком указанной машины являются перетечки рабочей среды по зазору между ротором и статором, который необходим для компенсации неточностей изготовления деталей и узлов машины, а также исключения возможности заклинивания ротора при его нагреве во время работы.The disadvantage of this machine is the overflow of the working medium by the gap between the rotor and the stator, which is necessary to compensate for inaccuracies in the manufacture of parts and components of the machine, as well as to exclude the possibility of jamming of the rotor when it is heated during operation.

Известна роторно-вихревая машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и размещенные в корпусе ступени, каждая ступень содержит установленный на валу ротор и закрепленный в корпусе статор, входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, причем каждый ротор расположен напротив статора, в каждом статоре выполнена кольцевая канавка с лопатками, а в каждом роторе образована перепускная канавка, образующая с кольцевой канавкой статора торообразную рабочую полость, при этом каждый ротор выполнен с разделителем, по обе стороны от которого в роторе выполнены входной и выходной каналы (см. патент на полезную модель RU №9267, кл. F04D 5/00, 16.02.1999).Known rotor-vortex machine, comprising a housing with channels for supplying and discharging the working medium and placed in the housing of the stage, each stage contains a rotor mounted on the shaft and fixed in the housing of the stator, the input and output channels of adjacent stages are communicated with each other, with each rotor located opposite stator, an annular groove with blades is made in each stator, and a bypass groove is formed in each rotor, forming a toroidal working cavity with the stator ring groove, with each rotor made with a divider on either side of which are made in the rotor the inlet and outlet channels (see. the utility model patent RU №9267, cl. F04D 5/00, 16.02.1999).

Недостатком указанной машины являются большие гидравлические потери между ступенями, а также сложность обработки статоров.The disadvantage of this machine is the large hydraulic losses between the steps, as well as the complexity of processing stators.

Известна роторно-вихревая машина, содержащая статор и ротор, между которыми образована рабочая камера, сообщенная с каналами для подвода и отвода рабочей среды, причем ширина сечения рабочей камеры h равна разнице между максимальным и минимальным ее радиусами, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей полости и расстояние от оси до наиболее близкой точки, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору, а разделитель выполнен с отсечными кромками, конгруэнтными передней кромке лопатки и ограничивающими участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток, в которой лопатка установлена под углом β=0-26°, угол направления передней кромки лопатки лежит в пределах α=0-70°, а толщина лопатки от ее кромки до 0,8h увеличивается по линейному закону с коэффициентом пропорциональности, равным 0,1÷0,2 (см. патент RU №2359155, кл. F04D 1/00, 04.06.2008).Known rotor-vortex machine containing a stator and a rotor, between which a working chamber is formed, connected with channels for supplying and discharging a working medium, the cross-sectional width of the working chamber h being equal to the difference between its maximum and minimum radii, defined respectively as the distance from the machine axis to the most distant point of the working cavity and the distance from the axis to the closest point, in the working chamber are blades and a separator associated respectively with the stator and rotor, each blade contains a front edge facing the rotor, and the separator is made with cut-off edges congruent to the leading edge of the blade and bounding a portion of the surface of the separator facing the leading edges of the blades, in which the blade is set at an angle β = 0-26 °, the angle of direction of the leading edge of the blade lies in within α = 0-70 °, and the thickness of the blade from its edge to 0.8h increases linearly with a proportionality coefficient equal to 0.1 ÷ 0.2 (see patent RU No. 2359155, cl. F04D 1/00, 06/04/2008).

Недостатками указанной машины являются недостаточная механическая прочность лопаток при работе, в частности на абразивосодержащем рабочем теле, и относительно высокие гидравлические потери в рабочей камере (снижение мощности и кпд) при малых значениях коэффициента пропорциональности.The disadvantages of this machine are the insufficient mechanical strength of the blades during operation, in particular on an abrasive-containing working fluid, and the relatively high hydraulic losses in the working chamber (reduced power and efficiency) at small proportionality coefficients.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности и снижение гидравлических потерь в проточной части вихревой машины с динамическим вихрем.The problem to which the present invention is directed, is to increase reliability and reduce hydraulic losses in the flow part of a vortex machine with a dynamic vortex.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение механической прочности и кпд вихревой машины с динамическим вихрем путем увеличения толщины и уменьшения гидравлических потерь в проточной части машины.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the mechanical strength and efficiency of a vortex machine with a dynamic vortex by increasing the thickness and reducing hydraulic losses in the flow part of the machine.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в вихревой машине с динамическим вихрем, содержащей статор и ротор, между которыми образована рабочая камера, сообщенная с каналами для подвода и отвода рабочей среды, причем ширина сечения рабочей камеры h равна разнице между максимальным и минимальным ее радиусами, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей полости и расстояние от оси до наиболее близкой точки, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору, а разделитель выполнен с отсечными кромками, конгруэнтными передней кромке лопатки и ограничивающими участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток, в которой лопатка установлена под углом β=0-26°, при этом угол направления передней кромки лопатки лежит в пределах α=0-50°, а толщина лопатки от ее передней кромки до 0,8h увеличивается по линейному закону с углом α1 между образующими наружной и внутренней поверхности каждой лопатки, составляющим от 5° до 30°. Отношение максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения целесообразно выполнять в пределах 4,5÷9,5.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a vortex machine with a dynamic vortex containing a stator and a rotor, between which a working chamber is formed, communicated with channels for supplying and discharging the working medium, the cross section of the working chamber h being equal to the difference between the maximum and its minimum radii, defined respectively as the distance from the axis of the machine to the most distant point of the working cavity and the distance from the axis to the closest point, the blades and the separator are located in the working chamber associated with the stator and rotor, respectively, each blade contains a leading edge facing the rotor, and the separator is made with cut-off edges congruent to the leading edge of the blade and bounding a portion of the surface of the separator facing the leading edges of the blades in which the blade is installed at an angle β = 0 -26 °, while the angle of direction of the leading edge of the blade lies in the range α = 0-50 °, and the thickness of the blade from its leading edge to 0.8h increases linearly with an angle α 1 between the generatrices of the outer and inner the characteristics of each blade, ranging from 5 ° to 30 °. The ratio of the maximum radius of the working cavity to the width of its section, it is advisable to perform within 4.5 ÷ 9.5.

На фиг.1 представлено меридиональное сечение вихревой машины с динамическим вихрем, в которой передние кромки лопаток расположены в одной плоскости;Figure 1 shows the meridional section of a vortex machine with a dynamic vortex, in which the leading edges of the blades are located in the same plane;

на фиг.2 - поперечный разрез машины, представленной на фиг.1, по плоскости А-А;figure 2 is a transverse section of the machine shown in figure 1, along the plane aa;

на фиг.3 - разрез машины, представленной на фиг.1, по плоскости Б-Б;figure 3 is a section of the machine shown in figure 1, along the plane BB;

на фиг.4 представлен меридиональный разрез варианта выполнения вихревой машины с динамическим вихрем, в которой передние кромки лопаток расположены на цилиндрической поверхности;4 shows a meridional section of an embodiment of a vortex machine with a dynamic vortex, in which the leading edges of the blades are located on a cylindrical surface;

на фиг.5 - поперечный разрез машины, представленной на фиг.4, плоскостью В-В;figure 5 is a transverse section of the machine shown in figure 4, a plane BB;

на фиг.6 - разрез машины, представленной на фиг.5, цилиндрической поверхностью Г-Г;figure 6 is a section of the machine shown in figure 5, a cylindrical surface GG;

на фиг.7 - разрез литого варианта выполнения статора машины, представленной на фиг.1, цилиндрической поверхностью Д-Д, проходящей через центры передних кромок лопаток;Fig.7 is a sectional view of a molded embodiment of the stator of the machine shown in Fig.1, a cylindrical surface DD passing through the centers of the leading edges of the blades;

на фиг.8 - разрез сборочного варианта выполнения статора машины, представленной на фиг.1, цилиндрической поверхностью Д-Д, проходящей через центры передних кромок лопаток;in Fig.8 is a sectional view of an assembly embodiment of the stator of the machine shown in Fig.1 with a cylindrical surface DD passing through the centers of the leading edges of the blades;

на фиг.9 - поперечное сечение лопатки, представленной на фиг.3 и 6, плоскостью Е-Е, проходящей через центр ее передней кромки перпендикулярно меридиональной плоскости, и хорде, соединяющей концы передней кромки.in Fig.9 is a cross section of the blade shown in Fig.3 and 6, the plane EE, passing through the center of its leading edge perpendicular to the meridional plane, and the chord connecting the ends of the leading edge.

Вихревая машина с динамическим вихрем содержит статор 1 и ротор 2, между которыми образована торообразная рабочая камера 3. Профиль рабочей полости (в плоскости, перпендикулярной продольной оси машины) и профиль сечения рабочей полости (в меридиональной - проходящей через продольную ось машины плоскости) могут быть выполнены круглыми или с незначительными отклонениями от круглого (овальными). В рабочей камере 3 расположены лопатки 4 и разделитель 5, связанные соответственно со статором 1 и ротором 2. Каждая лопатка 4 содержит переднюю кромку 6, обращенную к ротору 2 и расположенную на пересечении поверхности лопатки 4 и средней секущей поверхности лопатки 4. Разделитель 5 содержит отсечные кромки 7, ограничивающие участок 8, обращенный к передним кромкам 6 лопаток 4, каждая из которых расположена на пересечении поверхности разделителя 5 и угловой секущей поверхности 9 разделителя 5. Средней секущей поверхностью лопатки 4 и угловой секущей поверхностью 9 разделителя 5 являются поверхности, делящие пополам расстояние соответственно между выпуклым и вогнутым участками поверхности лопатки 4, и поверхность, делящая пополам расстояние между участком 8 поверхности разделителя 5 и боковой поверхностью 10 разделителя 5, отсчитываемое по нормали к этим поверхностям. Среднюю поверхность лопатки 4 и угловую секущую поверхность 9 разделителя 5 можно построить как геометрическое место центров сфер, вписанных между указанными выше частями поверхности лопатки 4 или разделителя 5. Расстояние t между центрами 11 передних кромок 6 соседних лопаток 4 выполнено в пределах (0,36-0,67)L, где L - длина хорды 12, соединяющей противоположные концы передней кромки 6 (точки пересечения передней кромки 6 лопатки 4 с торообразной поверхностью статора 1). Высота h подъема центра 11 передней кромки 6 лопатки 4 в рабочей камере 3 равна (0,45-0,8)L, а расстояние k между центрами 13 отсечных кромок 7 разделителя 5 выполнено не менее 2t и не более 4t. Направление передней кромки 6 лопатки 4, то есть угол α между меридиональной плоскостью 14 машины, проходящей через центр 11 передней кромки 6, и касательной к средней линии 15 поперечного сечения лопатки 4 в точке пересечения средней линии 15 с передней кромкой 6 (в центре 11) выполнено в пределах 0-70°С. Средней линией 15 поперечного сечения является линия пересечения средней секущей поверхности лопатки 4 и плоскости, проходящей через центр 11 передней кромки 6, перпендикулярно меридиональной плоскости 14 и хорде 12. Хорда 12, соединяющая противоположные концы передней кромки 6 расположена под углом β=(0-26°) к меридиональной плоскости 14, проходящей через центр 11 передней кромки 6. Угол β характеризует угол установки лопатки.A vortex machine with a dynamic vortex contains a stator 1 and a rotor 2, between which a toroidal working chamber 3 is formed. The profile of the working cavity (in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the machine) and the cross-sectional profile of the working cavity (in the meridional plane passing through the longitudinal axis of the machine) can be made round or with slight deviations from round (oval). In the working chamber 3, the blades 4 and the separator 5 are located, respectively connected with the stator 1 and the rotor 2. Each blade 4 contains a leading edge 6 facing the rotor 2 and located at the intersection of the surface of the blade 4 and the middle secant surface of the blade 4. The separator 5 contains cutoffs edges 7 bounding a portion 8 facing the leading edges 6 of the blades 4, each of which is located at the intersection of the surface of the separator 5 and the angular secant surface 9 of the separator 5. The middle secant surface of the blade 4 and the angular secant its surface 9 of the separator 5 is the surface that bisects the distance respectively between the convex and concave portions of the surface of the blade 4, and the surface that bisects the distance between the portion 8 of the surface of the separator 5 and the side surface 10 of the separator 5, which is measured along the normal to these surfaces. The middle surface of the blade 4 and the angular secant surface 9 of the separator 5 can be constructed as the geometrical location of the centers of the spheres inscribed between the above parts of the surface of the blade 4 or the separator 5. The distance t between the centers 11 of the leading edges 6 of the adjacent blades 4 is made in the range (0.36- 0.67) L, where L is the length of the chord 12 connecting the opposite ends of the leading edge 6 (the point of intersection of the leading edge 6 of the blade 4 with the toroidal surface of the stator 1). The lifting height h of the center 11 of the leading edge 6 of the blade 4 in the working chamber 3 is (0.45-0.8) L, and the distance k between the centers 13 of the cut-off edges 7 of the separator 5 is made not less than 2t and not more than 4t. The direction of the leading edge 6 of the blade 4, that is, the angle α between the meridional plane 14 of the machine passing through the center 11 of the leading edge 6, and tangent to the midline 15 of the cross section of the blade 4 at the intersection of the middle line 15 with the leading edge 6 (in the center 11) performed within the range of 0-70 ° C. The middle line 15 of the cross section is the line of intersection of the middle secant surface of the blade 4 and the plane passing through the center 11 of the leading edge 6, perpendicular to the meridional plane 14 and the chord 12. The chord 12 connecting the opposite ends of the leading edge 6 is located at an angle β = (0-26 °) to the meridional plane 14 passing through the center 11 of the leading edge 6. The angle β characterizes the angle of installation of the blades.

Экспериментальные данные показали, что выполнение профиля лопатки таким образом, что толщина лопатки от ее передней кромки до 0,8h увеличивается по линейному закону с углом α1 между образующими наружной и внутренней поверхности каждой лопатки, составляющим от 5° до 30°, является оптимальным с точки зрения прочности лопаток, мощности и кпд машины, причем при меньшей величине углом α1 резко уменьшается прочность лопатки, а при большей - увеличивается гидравлическое сопротивление, поскольку растет эффективная площадь сечения лопатки.Experimental data showed that the implementation of the profile of the blade so that the thickness of the blade from its leading edge to 0.8 h increases linearly with an angle α 1 between the generators of the outer and inner surfaces of each blade, comprising from 5 ° to 30 °, is optimal with from the point of view of the strength of the blades, power and efficiency of the machine, and with a smaller value of the angle α 1 , the strength of the blade sharply decreases, and with a larger angle, the hydraulic resistance increases, since the effective cross-sectional area of the blade increases.

Максимальный радиус (R) рабочей полости равен расстоянию от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей полости; минимальный радиус (r) равен расстоянию от оси машины до наиболее близкой к ней точки рабочей полости; ширина (h) рабочей полости равна разнице (R-r) максимального и минимального радиусов.The maximum radius (R) of the working cavity is equal to the distance from the axis of the machine to the most distant point of the working cavity; the minimum radius (r) is equal to the distance from the machine axis to the point of the working cavity closest to it; the width (h) of the working cavity is equal to the difference (R-r) of the maximum and minimum radii.

Отношение (R/h) максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения не менее 4,5 и не более 9,5 (9,5≥R/h≥4,5).The ratio (R / h) of the maximum radius of the working cavity to the width of its section is not less than 4.5 and not more than 9.5 (9.5≥R / h≥4.5).

В статоре 1 можно выполнить прорези 16, а лопатки 4 выполнить в виде пластин 17 и установить их в прорезях 16 статора 1. При этом касательная к средней линии 15 поперечного сечения лопатки 4 и хорда 12 будут параллельны соответственно поверхности лопатки 4 и передней кромке 6. Отсечные кромки 7 разделителя 5 выполнены конгруэнтно передней кромке 6 лопатки 4, то есть совпадают с ними при наложении, что одновременно обеспечивает максимальное использование длины рабочей камеры и максимальное использование длины передней кромки лопатки для уменьшения перетечек рабочей среды.In the stator 1, slots 16 can be made, and the blades 4 can be made in the form of plates 17 and installed in the slots 16 of the stator 1. Moreover, the tangent to the midline 15 of the cross section of the blades 4 and chord 12 will be parallel to the surface of the blades 4 and the leading edge 6, respectively. The cutoff edges 7 of the separator 5 are congruent to the leading edge 6 of the blade 4, that is, they coincide with them when superimposed, which at the same time ensures maximum use of the length of the working chamber and maximum use of the length of the leading edge of the blade to reduce small working environment.

Расстояние между центрами отсечных кромок разделителя целесообразно выполнить не более четырех расстояний между центрами передних кромок соседних лопаток, что позволяет более эффективно использовать длину рабочей камеры для уменьшения перетечек рабочей среды из участка с высоким давлением в участок с низким.The distance between the centers of the cutoff edges of the separator, it is advisable to make no more than four distances between the centers of the leading edges of adjacent blades, which allows more efficient use of the length of the working chamber to reduce the flow of the working medium from the high-pressure section to the low-pressure section.

Для подвода и отвода рабочей среды в камеру 3 в роторе 2 выполнены каналы 18 и 19, расположенные с противоположных сторон разделителя 5.For supplying and discharging the working medium into the chamber 3 in the rotor 2, channels 18 and 19 are located located on opposite sides of the separator 5.

При работе вихревой машины с динамическим вихрем в режиме двигателя поток рабочей среды через канал 18 подается в рабочую камеру 3, где под действием торообразных участков поверхности статора 1 и ротора 2 и лопаток 4 приобретает вихреобразный характер, исключающий возможность ее свободного перетекания по рабочей камере 3 в канал 19 отвода среды. В результате разделитель 5 оказывается под действием перепада давлений рабочей среды и ротор 2, с которым связан разделитель, совершает вращательное движение, которое передается на связанный с ним вал машины.When a vortex machine with a dynamic vortex is in engine mode, the flow of the working medium through the channel 18 is supplied to the working chamber 3, where, under the action of toroidal sections of the surface of the stator 1 and rotor 2 and blades 4, it acquires a vortex-like character, which excludes the possibility of its free flow over the working chamber 3 into channel 19 of the removal of the medium. As a result, the separator 5 is subjected to a differential pressure of the working medium and the rotor 2, to which the separator is connected, performs a rotational movement, which is transmitted to the associated shaft of the machine.

При работе машины в режиме насоса или компрессора при вращении ротора 2 рабочая среда под воздействием на нее разделителя 5, лопаток 4 и торообразных участков поверхностей статора 1 и ротора 2 приобретает вихреобразное движение. Такое движение рабочей среды препятствует ее свободному перетеканию по рабочей камере 3 в направлении вращения ротора 3 от канала 18 к каналу 19. В результате вихреобразный поток рабочей среды под давлением направляется разделителем 5 в канал 19, а через канал 18 в рабочую камеру 3 засасывается новое количество рабочей среды.When the machine is operating in pump or compressor mode during rotation of the rotor 2, the working medium under the influence of the splitter 5, blades 4 and toroidal sections of the surfaces of the stator 1 and rotor 2 acquires a swirling motion. This movement of the working medium prevents its free flow over the working chamber 3 in the direction of rotation of the rotor 3 from the channel 18 to the channel 19. As a result, the eddy-like flow of the working medium under pressure is directed by the separator 5 into the channel 19, and a new quantity is sucked through the channel 18 into the working chamber 3 working environment.

Изменение отношения (R/h) максимального радиуса рабочей полости машины к ширине ее сечения, например в сторону увеличения, связано с увеличением максимального радиуса рабочей полости (из условия сохранения расходной характеристики машины) и приводит, с одной стороны, к увеличению утечек из рабочей полости по щелевым зазорам между ротором и статором за счет увеличения площади проходного сечения щелевого зазора между ротором и статором, а с другой стороны, - к уменьшению перетечек рабочей среды из участка с высоким давлением в участок с низким давлением по рабочей полости за счет увеличения длины рабочей полости. Кроме того, увеличение R приводит к увеличению центробежного ускорения, сообщаемого рабочей среде ротором, и тем самыми более интенсивному вихреобразованию на входе рабочей среды в рабочую полость, что в итоге приводит к уменьшению перетечек по рабочей полости. Экспериментальные данные показали, что предлагаемое выполнение лопатки является оптимальным с точки зрения соотношения указанных выше характеристик, а также является оптимальным с точки зрения гидравлических потерь за счет трения рабочей среды о лопатки, ротор и статор.A change in the ratio (R / h) of the maximum radius of the working cavity of the machine to the width of its cross section, for example, in the direction of increase, is associated with an increase in the maximum radius of the working cavity (from the condition of maintaining the flow characteristics of the machine) and leads, on the one hand, to an increase in leakages from the working cavity along slit gaps between the rotor and the stator due to the increase in the cross-sectional area of the slit gap between the rotor and the stator, and on the other hand, to a reduction in the flow of the working medium from the high-pressure section to the low-pressure section m pressure through the working cavity by increasing the length of the working chamber. In addition, an increase in R leads to an increase in centrifugal acceleration imparted to the working medium by the rotor, and thereby more intensive vortex formation at the inlet of the working medium into the working cavity, which ultimately leads to a decrease in overflows along the working cavity. Experimental data showed that the proposed implementation of the blades is optimal in terms of the ratio of the above characteristics, and is also optimal in terms of hydraulic losses due to friction of the working medium on the blades, rotor and stator.

Claims (2)

1. Вихревая машина с динамическим вихрем, содержащая статор и ротор, между которыми образована рабочая камера, сообщенная с каналами для подвода и отвода рабочей среды, причем ширина сечения рабочей камеры h равна разнице между максимальным и минимальным ее радиусами, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей полости и расстояние от оси до наиболее близкой точки, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору, а разделитель выполнен с отсечными кромками, конгруэнтными передней кромке лопатки и ограничивающими участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток, в которой лопатка установлена под углом β=0-26°, отличающаяся тем, что средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, образована прямой линией, наклоненной к плоскости перпендикулярной оси вращения ротора под углом α от 0° до 50°, толщина лопатки от ее передней кромки до 0,8h, где h - высота подъема центра передней кромки лопатки, увеличивается по линейному закону с углом α1 между образующими наружной и внутренней поверхности каждой лопатки, составляющим от 5° до 30°, а передняя кромка образована дугой окружности с радиусом r, равным от 0,05 до 0,1 h.1. A vortex machine with a dynamic vortex, containing a stator and a rotor, between which a working chamber is formed, connected with channels for supplying and discharging the working medium, the cross-sectional width of the working chamber h being equal to the difference between its maximum and minimum radii, defined respectively as the distance from the axis machines to the most distant point of the working cavity and the distance from the axis to the closest point, in the working chamber are blades and a separator associated with the stator and rotor, respectively, each blade contains p the front edge facing the rotor, and the separator is made with cut-off edges congruent to the front edge of the blade and bounding the portion of the surface of the separator facing the front edges of the blades, in which the blade is installed at an angle β = 0-26 °, characterized in that the middle line of the transverse section of the blade, drawn through the center of the leading edge, is formed by a straight line inclined to the plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor at an angle α from 0 ° to 50 °, the thickness of the blade from its leading edge to 0.8 h, where h is the height tra front edge of the blade, increases linearly with the angle α 1 between the generators of the outer and inner surfaces of each blade of between 5 ° and 30 °, and the front edge is formed by a circular arc with a radius r of from 0.05 to 0,1 h . 2. Вихревая машина с динамическим вихрем по п.1, отличающаяся тем, что отношение максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения лежит в пределах 4,5÷9,5. 2. A vortex machine with a dynamic vortex according to claim 1, characterized in that the ratio of the maximum radius of the working cavity to the width of its cross section lies in the range 4.5 ÷ 9.5.
RU2010152737/06A 2010-12-23 2010-12-23 Vortex machine with dynamic vortex RU2449174C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152737/06A RU2449174C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Vortex machine with dynamic vortex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010152737/06A RU2449174C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Vortex machine with dynamic vortex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449174C1 true RU2449174C1 (en) 2012-04-27

Family

ID=46297556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010152737/06A RU2449174C1 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Vortex machine with dynamic vortex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449174C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519624C1 (en) * 2013-04-09 2014-06-20 Сергей Владимирович Сломинский Rotary vortex machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2121608C1 (en) * 1997-04-11 1998-11-10 Анохин Владимир Дмитриевич Rotary-swirl machine
US6443691B1 (en) * 1999-09-02 2002-09-03 Mannesmann Vdo Ag Feed pump
RU2359155C1 (en) * 2008-06-04 2009-06-20 Анатолий Иванович Лепеха Rotor vortex machine
US7597543B2 (en) * 2005-11-08 2009-10-06 Denso Corporation Impeller and fluid pump having the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2121608C1 (en) * 1997-04-11 1998-11-10 Анохин Владимир Дмитриевич Rotary-swirl machine
US6443691B1 (en) * 1999-09-02 2002-09-03 Mannesmann Vdo Ag Feed pump
US7597543B2 (en) * 2005-11-08 2009-10-06 Denso Corporation Impeller and fluid pump having the same
RU2359155C1 (en) * 2008-06-04 2009-06-20 Анатолий Иванович Лепеха Rotor vortex machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519624C1 (en) * 2013-04-09 2014-06-20 Сергей Владимирович Сломинский Rotary vortex machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113236607B (en) A design method of a large engineering pump volute and its volute
RU2491447C2 (en) Turbine wheel casing
CN104662306B (en) Centrifugal compressor
US11536273B2 (en) High efficiency double suction impeller
CN102365463A (en) Impeller and rotary machine
WO2015104282A1 (en) Centrifugal compressor impeller with non-linear blade leading edge and associated design method
US20160281727A1 (en) Apparatus, system, and method for compressing a process fluid
WO2016160489A1 (en) Impeller with offset splitter blades
EP3063414B1 (en) Centrifugal compressor impeller with blades having an s-shaped trailing edge
EP3401550B1 (en) Volute casing for a centrifugal pump and centrifugal pump
KR20100087386A (en) Centrifugal compressor
RU2331796C1 (en) Multi-stage rotor-swirl machine with combined stators
US20120093636A1 (en) Turbomachine and impeller
RU2449174C1 (en) Vortex machine with dynamic vortex
EP2400161A2 (en) Barrel-shaped centrifugal compressor
RU2359155C1 (en) Rotor vortex machine
RU2121608C1 (en) Rotary-swirl machine
CN101846081A (en) Horizontal radial multi-stage centrifugal pump
RU107294U1 (en) VORTEX MACHINE WITH DYNAMIC VORTEX
US11053951B2 (en) Centrifugal compressor impeller and compressor comprising said impeller
CN111059048B (en) A floating side plate that uses trapped oil force to offset part of the radial force
CN202418023U (en) Multi-stage centrifugal pump with radial force balanced at multiple working conditions
CN205908489U (en) Adopt sectional type structure to pull compound molecule pump of level
CN2893245Y (en) Double-suction centrifugal pump seal ring
US4172694A (en) Long liquid ring pumps and compressors

Legal Events

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

Effective date: 20121224