Рабочее колесо центробежной турбомашины

 

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ, содержащее основной и покрывной диски с установленНЫМИ между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закреплённого в дисках посредством болтов , отличающее с я тем, что, с целью расширения параметров регулирования и уменьшения массы рабочего колеса, на торцах закрьшка выполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки , а верхняя и нижняя обечайки С каждой лопатки выполнены зластичными, причем нижние кромки их закреплены (Л на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1090926

3ьв F 04 D 29/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3520570/25-06 (22) 10.12.82 (46) 07.05.84. Бюл . Р 17 (72) Е.М.Малякин, В.Н.Попов, Г.А.Бабак, А.В.Кузнецов, Н.М.Горбатенко и С.И.Демочко (71) Донецкое производственное объединение по горному машиностроению Донецкгормаш" (53) 621.515 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 542023, кл . F 04 2 2; /00, 1972.

2. Ковалевская В.И., Спивак В.А.

Машинист вентиляторной установки.

M. "Недра", 1979, с. 68. (54)(57) 1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ, содержащее основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения параметров регулирования и уменьшения массы рабочего колеса, на торцах закрылка выполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайки каждой лопатки выполнены эластичными, причем нижние кромки их закреплены на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.

1090926

5„5

2. Колесопоп,1, отлич аю щ е е с я тем, что на передней вогнутой стенке закрылка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, разИзобретение относится к турбомашиностроению и касается рабочих колес центробежных турбомашин.

Известно рабочее колесо центробежной турбомашины, содержащее составные лопатки, средняя часть которых закреплена между несущим и покрывным дисками, а закрылок и предкрылок выполнены поворотными 11 .

Такое колесо имеет недостаточно широкий диапазон регулирования, а также большую массу.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является рабочее колесо центробежной турбомашины, со. держащее основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из .носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов $2 l.

Однако известное рабочее колесо имеет достаточно широкий диапазон регулирования и большую массу.

Целью изобретения является расширение параметров регулирования и уменьшение массы рабочего колеса.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем колесе центробежной турбомашины, содержащем основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов, на торцах закрылка выполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайки каждой лопатки выполнены зластичнымещенных в зазоре между стержнями.

3. Колесо по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что закрылок выполнен .зао o с ушками и стержнями. ми, причем нижние кромки их закреплены на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.

Кроме того, на передней вогнутой стенке закрылка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, размещенных в зазоре между стержнями.

Причем закрылок может быть выполнен заодно с ушками и стержнями.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо центробежной турбомашины, продольный разрез на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — узел I на фиг. 2 (закрылок в положении Б); на фиг. 4 — то же, закрылок в положении

В, на фиг. 5 — поворотный закрылок ; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 7 — узел I на фиг. 2 (с возможными местами закрепления поворотного закрылка); на фиг. 8 — то же, (с соосными отверстиями в основном и покрывном дисках рабочего колеса); на фиг. 9 — разрез Д-Д на фиг. 8.

Рабочее колесо центробежной тур-. бомашины содержит основной и покрывной диски 1 и 2 соответственно с установленными между ними лопатками 3, состоящими иэ носика 4, верхней и нижней обечаек 5 и 6 соответственно и поворотного закрылка 7 с передней вогнутой стенкой 8, закрепленного в дисках 1 и 2 посредством болтов 9, на торцах 10 и 11 закрылка 7 выпопнены ушки 12 и 13, выступающие за переднюю вогнутую стенку 8, и к последним прикреплены два стержня 14 и 15, расположенные с зазорами 16 и 17 соответственно один относительно другого и передней вогнутой стенки 8, а верхняя обечайка 5 и нижняя обечайка 6

I каждой по лопатки3 выполнены эластичными, причем нижние кромки 18 закреплены на носике 4 лопатки 3, а верхние кромки 19 размещены в зазоре 16 между стержнями 14 и 15, на

1090926 передней вогнутой стенке 8 закрылка

7 установлены фиксаторы 20, выполненные в виде клиньев 21, размещенных в зазоре 16 между стержнями

14 и 15. 5

Поворотный закрылок 7 установлен в одном из фиксированных положений

Б, В, Е, при этом обечайки 5 и 6 соответственно могут быть расположены в положениях, а а, и б, б, б 10

Кроме того, в основном и покрывном дисках 1 и 2 соответственно для каждой лопатки 3 выполнены несколько пар соосных друг другу отверстий 22, расположенных по кривой 15 ж — средней линии оптимального профиля лопатки 3 или по нескольким кривым 3, И, К, Л, М, сходящимся к:носику 4, при этом обечайки 5 и 6 закрепляются в положениях а и б, а„и 20 б1, а и б2 соответственно.

Рабочее колесо центробежной турбомашины работает следующим образом.

Под воздействием центробежных сил, которые по величине в несколь- 25 ко раз превышают величину аэродинамических сил, верхняя и нижняя обечайки 5 и 6 соответственно каждой лопатки 3 принимают выпуклую форму и тем самым образуют обтекаемый профиль лопатки 3, заканчивающийся поворотным закрылком 7. /

Удлинение или укорочение нижней и верхней обечаек 5 и 6 с целью регулирования режимов осуществляется при полной остановке рабочего колеса путем снятия болтов 9. При этом поворотные закрылки 7 выводятся из междисковой части рабочего колеса во всасывающую часть, далее, поворадб чивая фиксаторы 20 в каждом закрылке 7, выводят клинья 21 из зазора

16 между стержнями 14 и 15 и охватывающими их обечайками 5 и 6, тем самым освобождая полотна последних.

Необходимый профиль лопатки 3 получают путем вытягивания или втягивания обечаек 5 и 6 соответственно снаружи за сами полотна обечаек 5 и 6

5" или за верхние кромки 19, тем самым получая необходимую длину. После этого, поворачивая фиксаторы 20 с клиньями 21, полотна обечаек 5 и 6 зажимают между стержнями 14 и 15.

При режимах работы, когда не тре" буется в широких пределах изменять подачу и давление, поворотные saкрылки 7 лопаток 3 устанавливают вс< одинаково в одно из своих фиксированных положений (фиг.2-4) между дисками 1 и 2 и закрепляют болтами 9.

Неглубокое регулирование может осуществляться либо только путем удлинения или укорочения верхней обечайки 5 и нижней обечайки 6 (фиг.2), либо совместно с поворотом закрылка 7 вокруг своей оси в положение Б, В, Е (фиг.7). При этом оптимальным профилем лопатки 3 для максимальной производительности и давления будет профиль, когда закрылок 7 находится в положении Б, а обечайки 5 и 6 соответственно расположены в положениях а и б. В положениях Е и В поворотного закрылка 7 в сочетании с положениями а верхней обечайки 5 и положениями б, б и б нижней обечайки 6 будет осуществляться регулирование на уменьшение или увеличение развиваемых турбомашиной производительности и давления. При этом изменяются такие параметры лопатки, как угол входа и выхода потока, толщина профиля и его кривизна, При режимах работы рабочего колеса, когда требуется в широких пределах изменять производительность и давление, поворотные закрылки 7 лопаток 3 переставляют из одних соосных отверстий 22 в другие, расположенные на дисках по кривой 3 (фиг ° 7), а обечайки 5 и 6 удлиняют или укорачивают.

При этом в каждом фиксированном положении в соосных отверстиях 22 закрылка 7 можно производить дополнительное и более тонкое регулирование (фиг.2-4), а оптимальными профилями для каждого режима работы будут являться профили, когда закрылок 7 будет занимать положение В в различ. ных соосных отверстиях 22 на кривой

Ж, а обечайки 5 и 6 будут в положениях а и б, или а„и б или а и б соответственно (фиг.7). Такое регулирование влечет за собой изменение не только углов входа и выхода, толцин профилей и их кривизну, но и изменяет длину лопатки. Для более глубокого регулирования и получения при этом высоких значений КПД возникает необходимость в изменениях положения самих лопаток 3 в междисковом пространстве. Для этого закрылки 7 переставляют в соосных отверстиях 22, расположенных не по одной

S 109092б Ь кривой Ж,а по нескольким кривым 3,И,К, патки 3 и ее расположения относиЛ,М,входящимся к носику 4 лопатки 3 тельно дисков 1 и 2 рабочего колеса (фиг.8) .При этом меняются не только предложенное техническое решение позуглы входа и выхода потока, воляет увеличить глубину экономичестолщины профиля и его располо- g кого регулирования турбомашины по жения самой лопатки 3 в междис- производительности и давлению в широковом пространстве. ких пределах и с высокими значениями

Таким образом, путем одновремен- КПД, а также сниэить общую массу ного изменения всех параметров ло- рабочего колеса.

1090926

ЧО90926

1090926

СреНюя профит

10909 2Ь

ggg

cp>< B

3090926

Составитель H.Ôåòèñîâà

Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Мартяшова

Корректор С.Шекмар

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3040/33 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5