RU2784993C1 - Liquid-ring machine - Google Patents
Liquid-ring machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784993C1 RU2784993C1 RU2021128067A RU2021128067A RU2784993C1 RU 2784993 C1 RU2784993 C1 RU 2784993C1 RU 2021128067 A RU2021128067 A RU 2021128067A RU 2021128067 A RU2021128067 A RU 2021128067A RU 2784993 C1 RU2784993 C1 RU 2784993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- housing
- blades
- liquid
- working fluid
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к компрессоростроению и вакуумной технике, конкретно, к жидкостно-кольцевым насосам и компрессорам. Предлагаемая конструкция позволяет повысить надежность, производительность и коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевой машины.The invention relates to compressor engineering and vacuum technology, specifically to liquid ring pumps and compressors. The proposed design improves the reliability, productivity and efficiency of the liquid ring machine.
Аналогом является жидкостно-кольцевая машина, содержащая вращающийся цилиндрический корпус, размещенное в нем с эксцентриситетом и возможностью вращения рабочее колесо на неподвижном распределительном валу с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а с другой выходной патрубки, при этом на внутренней цилиндрической поверхности корпуса установлены лопатки, при этом профиль лопаток корпуса очерчен по эвольвенте окружности (RU 2492360 С2).The analogue is a liquid ring machine containing a rotating cylindrical body, placed in it with eccentricity and the possibility of rotation of the impeller on a fixed camshaft with a partition forming an inlet pipe from one end of the shaft and an outlet pipe from the other, while on the inner cylindrical surface of the body there are installed blades, while the profile of the body blades is outlined along the involute of the circle (RU 2492360 C2).
Недостатком указанной конструкции является сложность конструкции, недостаточная прочность лопаток рабочего колеса, как следствие, недостаточная надежность, постоянство размеров и положения проходного сечения нагнетательного окна на всех режимах работы, как следствие, постоянство степени внутреннего сжатия в ячейках рабочего колеса, как следствие, перерасход мощности сжатия газовой фазы, увеличение общей потребляемой мощность на процесс вакуумирования и, как следствие, низкий коэффициент полезного действия.The disadvantage of this design is the complexity of the design, insufficient strength of the impeller blades, as a result, insufficient reliability, constancy of the dimensions and position of the flow area of the discharge window in all modes of operation, as a result, the constancy of the degree of internal compression in the cells of the impeller, as a result, excessive consumption of compression power gas phase, an increase in the total power consumption for the evacuation process and, as a result, a low efficiency.
Прототипом является жидкостно-кольцевая машина, содержащая торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами для газовой среды и установленным с эксцентриситетом валом, на котором расположено рабочее колесо с лопатками, нагнетательное окно снабжено механизмом регулирования размера проходного сечения, а в области всасывания осуществлена дополнительная подача рабочей жидкости (RU 2492359 С2).The prototype is a liquid ring machine containing end caps with suction and discharge windows for the gaseous medium and an eccentric shaft mounted on which the impeller with blades is located, the discharge window is equipped with a mechanism for regulating the size of the flow area, and in the suction area an additional supply of working fluid is carried out (RU 2492359 C2).
Недостатком приведенной конструкции является значительные гидравлические потери на трение жидкости о неподвижный корпус насоса, что приводит к дополнительным затратам энергии, перерасход дополнительно подаваемой рабочей жидкости, значительные перетечки газовой фазы из области сжатия в область всасывания, как следствие потери производительности и снижение общего коэффициента полезного действия.The disadvantage of this design is significant hydraulic losses due to friction of the fluid against the stationary pump casing, which leads to additional energy costs, overexpenditure of the additionally supplied working fluid, significant leakage of the gas phase from the compression area to the suction area, as a result of a loss in performance and a decrease in the overall efficiency.
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и коэффициента полезного действия жидкостно-кольцевой машины за счет снижения трения жидкости о неподвижный корпус, обеспечения прочности лопаток рабочего колеса и уплотнения жидкостного кольца регулируемым количеством дополнительной рабочей жидкости в области всасывания.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability and efficiency of the liquid ring machine by reducing the friction of the liquid against the stationary housing, ensuring the strength of the impeller blades and sealing the liquid ring with a controlled amount of additional working fluid in the suction area.
Решение технической проблемы заключается в том, что жидкостно-кольцевая машина содержащая торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами для газовой среды и установленным с эксцентриситетом валом, на котором расположено рабочее колесо, при этом нагнетательные окна снабжены механизмами регулирования размеров проходного сечения нагнетательного окна, корпус установленный с возможностью вращения от рабочего колеса, на внутренней цилиндрической поверхности корпуса расположены жестко закрепленные лопатки, обеспечивающие передачу вращения корпусу от рабочего колеса, при этом лопатки рабочего колеса укреплены бандажами-косынками, а в области всасывания установлены штуцеры для подачи дополнительной рабочей жидкости, при чем расход дополнительно подаваемой рабочей жидкости является функцией площади проходного сечения нагнетательного окна и температуры жидкости в рабочей полости Тж:The solution to the technical problem lies in the fact that a liquid-annular machine containing end caps with suction and discharge windows for the gaseous medium and a shaft mounted with eccentricity, on which the impeller is located, while the discharge windows are equipped with mechanisms for regulating the size of the flow section of the discharge window, the body is installed with the possibility of rotation from the impeller, rigidly fixed blades are located on the inner cylindrical surface of the housing, ensuring the transmission of rotation to the housing from the impeller, while the impeller blades are reinforced with scarf bandages, and fittings are installed in the suction area for supplying additional working fluid, with the flow rate additionally supplied working fluid is a function of the flow area of the injection port and fluid temperature in the working cavity T f :
, где , where
- расход дополнительно подаваемой рабочей жидкости; - consumption of additionally supplied working fluid;
- площадь проходного сечения нагнетательного окна; - area of the flow section of the discharge window;
Тж - температуры жидкости в рабочей полости.T W - the temperature of the liquid in the working cavity.
Сущность изобретения.The essence of the invention.
На фиг. 1 изображен продольный разрез жидкостно-кольцевой машины; на фиг. 2 - поперечный разрез жидкостно-кольцевой машины; на фиг. 3 - рабочее колесо с лопатками, укрепленными бандажами-косынками; на фиг. 4 - продольный разрез рабочего колеса с лопатками, укрепленными бандажами-косынками; на фиг. 5 - поперечный разрез жидкостно-кольцевой машины; на фиг. 6 - первое положение нагнетательного окна и максимальной ячейки сжатия при изменении размеров проходного сечения нагнетательного окна; на фиг. 7 - второе положение нагнетательного окна и максимальной ячейки сжатия при изменении размеров проходного сечения нагнетательного окна; на фиг. 8 - третье положение нагнетательного окна и максимальной ячейки сжатия при изменении размеров проходного сечения нагнетательного окна; на фиг. 9 - четвертое положение нагнетательного окна и максимальной ячейки сжатия при изменении размеров проходного сечения нагнетательного окна; на фиг. 10 - привод корпуса жидкостно-кольцевой машины посредством зубчатого венца открытого зацепления, мультипликатора и электродвигателя.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a liquid ring machine; in fig. 2 - cross section of the liquid ring machine; in fig. 3 - impeller with blades reinforced with bandages-kerchiefs; in fig. 4 - longitudinal section of the impeller with blades reinforced with bandages-kerchiefs; in fig. 5 - cross section of the liquid ring machine; in fig. 6 - the first position of the discharge window and the maximum compression cell when changing the size of the flow section of the discharge window; in fig. 7 - the second position of the discharge window and the maximum compression cell when changing the size of the flow section of the discharge window; in fig. 8 - the third position of the discharge window and the maximum compression cell when changing the size of the flow section of the discharge window; in fig. 9 - the fourth position of the discharge window and the maximum compression cell when changing the size of the flow section of the discharge window; in fig. 10 - the drive of the body of the liquid ring machine by means of a ring gear of open gearing, a multiplier and an electric motor.
Жидкостно-кольцевая машина содержит корпус 1, торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами для газовой среды, состоящие из оснований 2 и дисков 3, механизмов регулирования размеров проходного сечения нагнетательного окна 4, установленный с эксцентриситетом вал 5, на котором расположено рабочее колесо 6 (фиг. 1), корпус 1 установленный с возможностью вращения от рабочего колеса 6, на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 расположены жестко закрепленные лопатки 7 (фиг. 2), обеспечивающие передачу вращения корпусу 1 от рабочего колеса 6, при этом лопатки рабочего колеса укреплены бандажами-косынками 8, обеспечивающих надежность рабочего колеса при передачи вращения лопаткам корпуса (фиг. 3 и фиг. 4). Механизмы регулирования размеров проходного сечения нагнетательного окна 4 приводятся в действие с помощью приводов 9 под управлением блоков 10, принимающих сигнал от системы слежения 11 за параметрами рабочего процесса и параметрами жидкостно-кольцевой машины (фиг. 5). Всасывающая область снабжена штуцерами 12 для подачи дополнительной рабочей жидкости, которые управляются блоком 13, принимающего сигнал от системы слежения 11 (фиг. 2).The liquid ring machine comprises a
Кроме того, во втором частном варианте привод корпуса 1 осуществляется с помощью зубчатого венца 14 открытого зацепления, мультипликатора 15 и электродвигателя 16 (фиг. 10).In addition, in the second private version, the
Жидкостно-кольцевая машина работает следующим образом, вращающееся рабочее колесо 6 с лопатками, укрепленными бандажами-косынками 8, обеспечивающих надежность рабочего колеса при передачи вращения лопаткам корпуса, передает вращение лопаткам 7 корпуса 1. По мере создания вакуума механизмы регулирования 4 с помощью приводов 9 под управлением блоков 10, принимающих сигнал от системы слежения 11, изменяют размеры проходных сечений нагнетательных окон, тем самым снижая перерасход мощности сжатия газовой фазы, при этом уменьшается общая потребляемая мощность на процесс вакуумирования и, как следствие, повышается общий КПД насоса.The liquid ring machine operates as follows, a
Подача дополнительной рабочей жидкости через штуцеры 12 в область всасывания осуществляется в момент максимально возможного перетекания газовой фазы из области сжатия в область всасывания, т.е. в положении ячейки рабочей полости, характеризуемое максимальным сжатием газовой фазы (фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 9). По мере создания вакуума механизмы регулирования 4 (фиг. 2) изменяют размеры проходного сечения нагнетательных окон , соответственно изменяется положение ячейки рабочей полости, характеризуемое максимальным сжатием газовой фазы (фиг. 6 - положение 1, фиг. 7 - положение 2, фиг. 8 - положение 3 и фиг. 9 - положение 4). Измененное положение ячейки максимального сжатия газовой фазы фиксируется системой слежения 11 (фиг. 2) и в соответствии с новым положением ячейки максимального сжатия осуществляется подача дополнительной рабочей жидкости в область всасывания через штуцеры 12, посредством блока 13, принимающего сигнал от системы слежения 11. Тем самым уменьшаются перетечки газовой фазы из области сжатия в область всасывания, повышается производительность и коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевой машины.The supply of additional working fluid through
Дополнительно система слежения 11 осуществляет контроль температуры жидкости Тж в рабочей полости жидкостно-кольцевой машины. В случае нарушения теплового баланса в рабочей полости осуществляется подача необходимого количества дополнительной рабочей жидкости через штуцеры 12.Additionally, the
Таким образом расход дополнительной рабочей жидкости в области всасывания является функцией площади проходного сечения нагнетательного окна и температуры жидкости в рабочей полости Тж:Thus, the consumption of additional working fluid in the suction area is a function of the flow area of the discharge port and fluid temperature in the working cavity T f :
, где , where
- расход дополнительно подаваемой рабочей жидкости; - consumption of additionally supplied working fluid;
- площадь проходного сечения нагнетательного окна; - area of the flow section of the discharge window;
Тж - температуры жидкости в рабочей полости.T W - the temperature of the liquid in the working cavity.
Такая функциональная организация подачи дополнительной рабочей жидкости позволяет снизить общий расход дополнительной рабочей жидкости и тем самым повысить общий коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевой машины.Such a functional organization of the supply of additional working fluid makes it possible to reduce the total consumption of additional working fluid and thereby increase the overall efficiency of the liquid ring machine.
Во втором, частном варианте, привод корпуса 1 осуществляется с помощью зубчатого венца 14 открытого зацепления, мультипликатора 15 и электродвигателя 16 (фиг. 10).In the second, private version, the
Claims (6)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784993C1 true RU2784993C1 (en) | 2022-12-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805028C1 (en) * | 2022-12-05 | 2023-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Two stage liquid ring machine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1569428A1 (en) * | 1987-07-01 | 1990-06-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения | Fluid-ring pump |
US5290152A (en) * | 1992-05-14 | 1994-03-01 | Vooner Vacuum Pumps, Inc. | Manifold for a liquid ring vacuum pump-compressor |
US6551071B1 (en) * | 1997-12-22 | 2003-04-22 | Gardner Denver Wittig Gmbh | Multiple-flow liquid ring pump |
RU2291987C2 (en) * | 2004-10-11 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО ТГТУ) | Compressor |
RU2303166C2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-07-20 | ГОУ ВПО "Тамбовский Государственный Технический Университет" (ТГТУ) | Liquid-ring machine with automatic control of through section of delivery port |
RU2492359C2 (en) * | 2011-11-07 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Liquid ring machine |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1569428A1 (en) * | 1987-07-01 | 1990-06-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения | Fluid-ring pump |
US5290152A (en) * | 1992-05-14 | 1994-03-01 | Vooner Vacuum Pumps, Inc. | Manifold for a liquid ring vacuum pump-compressor |
US6551071B1 (en) * | 1997-12-22 | 2003-04-22 | Gardner Denver Wittig Gmbh | Multiple-flow liquid ring pump |
RU2291987C2 (en) * | 2004-10-11 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО ТГТУ) | Compressor |
RU2303166C2 (en) * | 2005-05-31 | 2007-07-20 | ГОУ ВПО "Тамбовский Государственный Технический Университет" (ТГТУ) | Liquid-ring machine with automatic control of through section of delivery port |
RU2492359C2 (en) * | 2011-11-07 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) | Liquid ring machine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805028C1 (en) * | 2022-12-05 | 2023-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Two stage liquid ring machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101480472B1 (en) | Scroll compressor | |
JP3821721B2 (en) | Screw compression apparatus and operation method for low compression ratio and pressure fluctuation | |
KR100619767B1 (en) | Apparatus for changing capacity multi-stage rotary compressor | |
RU2784993C1 (en) | Liquid-ring machine | |
KR20100054667A (en) | Hermetric compressor and refrigeration cycle device having the same | |
KR20070012545A (en) | Rotary fluid device | |
US20140216028A1 (en) | Liquid ring system and applications thereof | |
KR102491634B1 (en) | A Rotary Compressor Equipped with A Back Pressure Passage | |
CN213627990U (en) | Combined internal gear pump of pin vane pump | |
RU188640U1 (en) | Slide pump | |
CN112253451A (en) | Combined internal gear pump of pin vane pump | |
CN108386354B (en) | High-temperature heat pump compressor with double-pump-body structure | |
KR20090013041A (en) | Hermetric compressor and refrigeration cycle device having the same | |
RU2805028C1 (en) | Two stage liquid ring machine | |
EP1812713B1 (en) | Variable delivery vane pump, in particular for oil | |
EP1812711A1 (en) | Variable-delivery vane pump, in particular for oil | |
RU2744877C2 (en) | Downhole pump unit with submersible multistage pump of rotor-piston type on the basis of ryl hydraulic machine | |
KR102646813B1 (en) | Hydraulic Supply Device with Motor Cooling Function | |
CN220227214U (en) | Suction assisting structure and emulsion pump | |
US11959479B1 (en) | Radial vane rotary compressor | |
RU2456477C1 (en) | Multiphase rotor-blade pump and method of its use | |
JP2007077976A (en) | Variable displacement rotary compressor | |
KR20090013042A (en) | Compressor | |
RU2240445C2 (en) | Vacuum liquid-packed ring pump | |
RU2200877C2 (en) | Hydraulic and gas machine |