SU1763725A1 - Рабочее колесо центробежного вентил тора - Google Patents

Abstract

Использование: вентил торостроение, в частности рабочие колеса центробежных вентил торов. Сущность изобретени : внутренн   ступень рабочего колеса центробежного вентил тора расположена с радиальным зазором а относительно установленной на несущем диске 1 наружной ступени. Покрывные диски 4, 5 ступеней расположены друг относительно друга с радиальным зазором б, а несущий диск 6 внутренней ступени размещен относительно несущего диска 1 наружной ступени на рассто нии т, составл ющем 0,2...0,7 от высоты h лопаток 3 внутренней ступени, что позвол ет снизить уровень шума и упростить процесс сборки. 1 ил,

Description

т

:

7,

Ј

V

Q

ъ

С

i

ii

-V

Ч)

х

N

Т

tx

v V

h .1

Ъ

)

л

3г

(Л

С

V

i

ii

tx

v V

h .1

Ъ -5

)

л

3V о со

ю

(Л

Изобретение относитс  к венти  торо- строению и может быть использовано в вентил торах , компрессорах, устанавливаемых на транспорте, в частности, на судах, а также в стационарных сооружени х.

Известно рабочее колесо центробежного вентил тора по а.с. СССР № 373448, кл, F 04 D 29/66, 1966, содержащее две коакси- ально расположенные ступени с радиальным зазором между ними. Во внутренней ступени равномерно расположены по окружности лопатки, наружна  ступень выполнена из р да кольцевых пластин, расположенных на достаточно малых рассто ни х одна от другой. Лопатки и пласти- ны жестко креп тс  к покрывному и несущему дискам.

Из-за очень малых рассто ний между пластинами наружна  ступень с течением времени будет забиватьс  пылью, что при- водит к возрастанию шума. Рабочее колесо трудоемко в изготовлении из-за необходимости обеспечени  надежного закреплени  пластин по всей ширине колеса, установки пластин строго параллельно друг другу и перпендикул рно оси колеса дл  получени  равномерного рассто ни  между пластинами , а также из-за невозможности применени  прогрессивных технологических процессов дл  сборки колеса, особенно при закреплении лопаток внутренней ступени.

В рабочем колесе, содержащем две коаксиальные ступени с радиальным зазором между ними (см., например, электровентил тор 25/40 ЦСУ по черт. 475-59.4023, раз- работанный ЦНИиПИ Тайфун и а.с. СССР Me 629363, F 04 D 29/28, 1976), обе ступени выполнены на центробежном принципе. Несущий диск плоской формы, покрывной - конической. Покрывной и несущий диски  вл ютс  сплошными на две ступени.

Недостатком указанной конструкции  вл етс  пониженный КПД вентил тора из- за наличи  радиального зазора между ступен ми .

Указанное колесо менее трудоемко по сравнению с другими известными решени ми , например, по а.с. СССР № 373448, однако и оно не позвол ет механизировать полностью процесс сборки рабочего колеса.

Технологи  его сборки следующа . Вначале креп тс  лопатки внутренней, а затем наружной ступеней к несущему диску механизированным способом, например, заклепками на пневмоскобау После этого на лопатки устанавливаетс  покрывной диск, который вначале крепитс  к лопаткам внутренней ступени вручную, например, винтами , так как невозможно применить механизированный способ из-за разных

профилей лопаток наружной и внутренней ступеней. После выполнени  этой операции соедин ют покрывной диск (уже закрепленный к внутреннему венцу) к лопаткам наружной ступени механизированным способом. Следовательно, рассматриваемое колесо изготовл етс  совместным использованием механизированного и ручного способов, что увеличивает трудоемкость изготовлени  и снижает качество издели .

Наиболее близким техническим решением , прин тым за прототип,  вл етс  рабочее колесо по а.с. СССР № 1545009, F 04 D 29/28, 1986, содержащее две коаксиальные ступени с радиальным зазором между ними. В указанной конструкции несущий диск  вл етс  единым дл  наружной и внутренней ступеней, а покрывной - составным, т.е. кажда  ступень имеет свой покрывной диск. Причем покрывные диски выполнены таким образом, чтобы после сборки между ними был зазор, равный 0,06-0,2 высоты лопаток внутренней ступени и расположенный в районе радиального зазора между ступен ми . При этом покрывные диски ступеней располагаютс  на одной пр мой, т.е. эти диски не смещены друг относительно друга по оси.

Недостаток конструкции прототипа состоит в том, что несмотр  на коаксиальное расположение ступеней наружна  ступень излучает относительно высокий шум в соответствии с актом испытаний - 90 дБ, так как никакие меропри ти  по снижению шума в этом источнике (в прототипе) не предусмотрены ,

Во-вторых, дл  клепки лопаток внутренней ступени должны примен тьс  оснастка, например, пневмоскобы с большим плечом. Увеличение плеча приводит к уменьшению устойчивости оснастки и как следствие, ухудшаютс  услови  формировани  головки заклепки, Кроме того, при клепке лопаток вначале внутренней, а затем наружной ступеней к несущему диску происходит некоторое их смещение. В силу этого возникают затруднени  в обеспечении совпадени  отверстий в лопатках и покрывном диске наружной ступени, т.к. он приклепываетс  последним. Поэтому отверсти  в покрывном диске наружной ступени надо увеличить, чтобы можно было установить заклепки. В известной мере это может привести к менее жесткому соединению лопаток и покрывного диска наружной ступени. А при вращении рабочего колеса может происходить их смещение друг относительно друга. В конечном итоге указанные факторы снижают качество изготовлени  рабочего колеса и может произойти его разрушение в процессе эксплуатации . При этом указанна  конструкци  не содержит агрегатированных составных частей , и поэтому при разрушении наружной ступени такое колесо должно быть заново изготовлено, т.к. нельз  внедрить агрегатные методы ремонта, что  вл етс  отрицательным фактором технологичности конструкции (см Технологичность конструкции изделий: Справочник, Т.К. Алферова , Ю.Д. Амиров, П,Н. Волков и др. под ред. Ю.Д. Амирова, М., Машиностроение, 1985, с. 29).

Целью изобретени   вл етс  снижение уровн  шума и упрощение процесса сборки рабочего колеса центробежного вентил тора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что рабочее колесо центробежного вентил тора содержит две коаксиально расположенные ступени (наружную и внутреннюю) с радиальными зазорами между ними и между покрывными дисками, на которые установлены лопатки соответствующей ступени и ступица (сходные признаки), кажда  ступень имеет свой несущий диск, к последнему прикреплены лопатки соответствующей ступени, а рассто ние между несущими дисками ступеней составл ет 0,2-0,7 высоты лопаток внутренней ступени.

Благодар  указанной компоновке обеспечиваетс  снижение шума и упрощение процесса сборки.

Наличие в каждой ступени рабочего колеса своего несущего и покрывного дисков позвол ет производить сборку каждой детали отдельно, независимо одну от другой. Лопатки наружной и внутренней ступеней креп тс  к несущим и покрывным дискам соответствующей ступени механизированным способом с применением достаточно надежной и долговечной оснастки при минимально возможных зазорах между заклепками и отверсти ми в детал х. Это упрощает процесс сборки рабочего колеса, т.к. дл  сборки рабочего колеса со сплошным несущим диском требуетс  применение пневмоскобы с большим плечом, что ведет к уменьшению устойчивости оснастки , ухудшению условий формировани  заклепки и смещению лопаток.

Кроме того, благодар  наличию агрегатированных составных частей возможно внедрение агрегатных методбв ремонта.

Рассто ние между несущими дисками ступеней рабочего колеса составл ет 0,2- 0,7 высоты лопаток внутренней ступени и в совокупности с толщиной несущего диска внутренней ступени позвол ет снизить носительную скорость воздуха, проход щего через наружную ступень и,

следовательно, уменьшить шум, излучаемый рабочим колесом, т.е. улучшить акустические характеристики.

Из технической литературы известно,

что наличие рассто ни  между несущими дисками m (см. чертеж) в общем случае ухудшает аэроакустические характеристики.

Во-первых, из-за взаимодействи  течени , наход щегос  в зазоре а под повы0 шенным давлением с воздухом, наход щимс  в пространстве между двум  несущими дисками, аналогично воздуху, наход щемус  в пространстве между корпусом вентил тора и колесом (см. Гофлин А.П.,

5 Шилов В.Д. Судовые компрессорные машины . Л., Судостроение, 1977, с.56). Во-вторых , воздух, наход щийс  в пространстве между двум  несущими дисками, вращаетс  вместе с колесом и на это вращение необхо0 димо затратить дополнительную энергию, понижающую КПД вентил тора, что может быть уподоблено потер м, вызванным трением дисков о воздух (см. кн.: Центробежные вентил торы. Под ред. Т.С.

5 Соломаховой, М., Машиностроение, 1975, с. 180). Поэтому рассто ние m должно быть такой величины, чтобы наход щийс  между несущими дисками воздух исключал отрицательные факторы, указанные выше, т.е. дол0 жно соответствовать за вленному диапазону m 0,2-0,7 высоты лопаток внутренней ступени.

На чертеже изображен продольный разрез рабочего колеса центробежного венти5 л тора.

Рабочее колесо центробежного вентил тора содержит коаксиально расположенные друг относительно друга ступени с радиальным зазором а внутреннюю сту0 пень и установленную на несущем диске 1 наружную ступень, кажда  из которых снабжена лопатками 2, 3 и покрывным диском 4, 5, которые расположены друг относительно друга с радиальным зазором б, при этом

5 внутренн   ступень снабжена несущим диском 6, размещенным относительно несущего диска 1 наружной ступени на рассто нии т, составл ющем (0,2-0,7)h, где h - высота лопаток внутренней ступени.

0 Несущие диски 1, 6 установлены на ступицу 7 и закреплены болтами или заклепками 9.

При вращении колеса под действием центробежных сил поток воздуха поступает

5 вначале на лопатки 3 внутренней ступени, а затем в радиальный зазор а и на лопатки 2 наружной ступени. Выход щий из наружной ступени поток через корпус (на чертеже не показан) центробежного вентил тора направл етс  по назначению.

Проход щий через наружную ступень воздух из-за увеличени  ее ширины за счет рассто ни  m и толщины несущего диска 6 внутренней ступени имеет меньшие относительные скорости. В результате этого должен снизитьс  шум ступени, что приводит к уменьшению шума излучаемого рабочим колесом.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Рабочее колесо центробежного вентил тора , содержащее коаксиально расположенные один относительно другой с

   0

   радиальным зазором внутреннюю и установленную на несущем диске наружную сту- пени, кажда  из которых снабжена попаткйми и покрывным диском, при этом покрыьные диски ступеней раслопожены друг относительно друга с радиальным зазором , отличающеес  тем, что, с целью снижени  уровн  шума и упрощени  процесса сборки, внутренн   ступень снабжена несущим диском, размещенным относительно несущего диска наружной ступени на рассто нии, составл ющем 0,2...0.7 высоты лопаток внутренней ступени.