Устройство для газодинамического исследования кольцевых рабочих решеток центростремительных малоразмерных турбин

 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при газодинамических исследованиях кольцевых рабочих решеток центростремительных турбин. Устройство имеет корпус 2 с патрубками 3, 4 подвода и отвода рабочего тела, лопатки 14 направляющего аппарата, вал 11 с сопловой решеткой 12 и балансирно установленный вал 15 исследуемой рабочей решетки 13 с измерителем 16 крутящего момента. На одном валу 11 с сопловой решеткой 12 расположены турбина 17 с разгонным и тормозным лопаточными венцами 18, 19 и центробежный насос 22, вход и выход которого соединены каналом 23, в котором размещены дросселирующие лопатки 24. Ось лопаток 24 смещена относительно центра их давления в сторону выходных кромок и соединена с осью лопаток 14. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (II) А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (21) 4408646/25-06 (22) 11.04.88 (46) 23.01.90. Бюл. Ф 3

{71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) К.Н.Карханин, В.Н.Матвеев, Н.Ф.Мусаткин, N.A.Ïîïîâ и И.Ю.Шанин (53) 621,438 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 691720, кл. С 01 M 15/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОДИНАИ4ЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ РАБОЧИХ

РЕШЕТОК ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНЫХ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ТУРБИН (57) Изобретение относится к турбо29 (51)5 G 01 М 15/00 °

2 строению и может быть использовано при газодинамических исследо..аниях кольцевых рабочих решеток центростремительных турбин. Устройство имеет корпус 2 с патрубками 3, 4 подвода и отвода рабочего тела соответственно, лопатки 14 направляющего аппарата, вал 11 с сопловой решеткой

12 и балансирно установленный вал

15 исследуемой рабочей решетки 13 с измерителем 16 крутящего момента.

На одном валу 11 с сопловой решеткой 12 расположены турбина 17 с разгонным и тормозным лопаточными венцами 18, 19 и центробежный насос 22, вход и выход которого соединены кан лом 23, в котором размещены дросселирующие лопатки 24. Ось лопаток

24 смещена относительно центра их

1538086 давления в сторону выходных кромок и соединена с осью лопаток 14.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к турбос роению и может использоваться,цля 10 г зодинамических исследований кольц вых рабочих решеток центростремительных турбин .

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых нестацио- 15 нфрных режимов.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — 20 разрез В-В на фиг. 1.

Основанием устройства служит плита 1. На ней установлен корпус 2 устройства с патрубками подвода 3 и отвода 4 рабс его тела. В корпусе 2 25 расположен промежуточный корпус 5 с о нами 6 подвода рабочего тела. К корпусу 2 подстыкован корпус 7, а между корпусами 5 и 7 размещен дополнительный корпус 8. 30

В корпусах 5 и 7 на подшипниковых о порах 9 и 10 установлен вал 11 вращающейся сопловой решетки 12. Последн я размещена между исследуемой рабочей решеткой 13 и лопатками 14 на- 35 подавляющего аппарата. Исследуемая рабочая решетка 13 смонтирована на балансирно установленном валу 15 с измерителем 16 крутящего момента.

На одном валу 11 с сопловой решет- 40 кой 12 в корпусе 7 консольно установлена турбина 17 с разгонным и тормозн ым лопаточными венцами 18 и 19 соответственно. В каждой из подводящих к приводной турбине магистралей уста- 45 новлены регулирующие вентили 20 и 21.

В корпусе 8 также на валу 11 смона""èðîâaH центробежный насос 22, выход которого соединен каналом 23 с его входом. В канале 23 установлены дросселирующие лопатки 24. Эти лопатки

24, а также пластины 25 связаны между собой тросом 26. Пластины 25 расположены в изолированном от маги -трали насоса специальном пазу 55

Дросселирующие лопатки 24 и пласгины 25 соединены осями 27 с осями

28 лопаток 14 направляющего, аппарата

Кроме того, одна из дросселирующих лопаток 24 шейкой 29 связана с пластиной 30. Ось 27 смещена относительно центра давления лопатки 24 в сторону выходной кромки. В пластину 30 упирается пружина 31, усилие поджатия которой регулируется винтом 32.

Замкнутая магистраль центробежного насоса заполнена рабочей жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

Рабочее тело подводится к патрубку 3 через окна 6 промежуточного корпуса 5 к лопаткам 14 направляющего аппарата. Лопатками 14 поток направляется под заданным углом атаки на вход сопловой решетки 12. Вращение сопловой решетки 12 осуществляется как вследствие воздействия реактивной силы, возникающей на лопатках этой решетки, так и благодаря приводу турбины 17. С помощью последней осуществляется регулирование частоты вращения сопловой решетки.

Если рабочее тело подается через вентиль 21 на разгонный лопаточный венец 18, то частота вращения сопловой решетки 12 увеличивается, а если рабочее тело направляется через вентиль 20 на тормозной лопаточный венец 19, частота вращения уменьшается. Таким образом, в устройстве осуществляется регулирование нестационарности потока на входе в рабочую решетку. Вместе с тем в соответствии с изменением частоты вращения сопловой решетки 12 изменяется и частота вращения центробежного насоса 22, т.е. приводная турбина одновременно регулирует и частоту вращения на- . соса 22.

Обеспечение на входе в сопловую решетку потребного значения угла атаки или реализация некоторой закономерности его изменения в зависимости от частоты вращения осуществляется следующим образом. Например, необходимо обеспечить постоянное значение угла (i = О) при изменении частоты вращения. Пусть при некоторой минимальной частоте вращения„ соответствующей нижней границе исследуемого

6 6 менить дросселирующие лопатки 24 лопатками другой формы.

Формула и з обретения

1. Устройство для газодинамического исследования кольцевых рабочих решеток центростремительных малоразмерных турбин, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода рабочего тела, размещенные в корпусе направляющий аппарат с поворотными лопатками, вал с сопловой решеткой и балансирно установленный вал для крепления испытываемой решетки, соединенный с измерителем крутящего момента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых нестационарных режимов, оно снабжено центробежным насосом и турбиной с разгонными и тормозными лопаточными венцами, причем насос и турбина установлены на валу с сопловой решеткой, а выход насоса соединен каналом с его входом.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в канале размещены дросселирующие лопатки и лопатки направляющего аппарата, причем оси дросселирующих лопаток смещены относительно центра давления в сторону выходных кромок и кинематически связаны с осью лопаток направляющего аппарата.

Если требуется при изменении и поддерживать постоянным иное значе30 ние угла i или же реализовать некоторую закономерность i = f(n), то следует либо изменить поджатие пружины регулировочным винтом 32, либо за5 153808 по и диапазона, угол атаки установлен равным нулю. При увеличении час-тоты вращения сопловой решетки 12 для поддержания i = 0 необходимо уменьшить угол установки лопаток 14.

С увеличением частоты вращения сопловой решетки увеличивается частота вращения центробежного насоса 22, что приводит к увеличению напора и давления рабочей жидкости на выходе

10 из насоса 22 и входе в дросселирующие лопатки 24. Последнее обуславливает увеличение гидродинамической силы, действующей на лопатки 24, и их поворот вследствие того, что ось

27 смещена относительно центра давления в сторону выходных кромок.

Поворот осуществляется до тех пор, пока гидродинамическое усилие на 2О лопатки со стороны рабочей жидкости не уравновесится усилием сжатия пружины 3 1, отрегулированной винтом

32 на поддержание i = О. Поворот дроссельных лопаток 24 вызывает поворот лопаток 14 на меньший угол установки, а это и необходимо при увеличении и.

153 808б

Составитель Е. Крейдин

Техред Л.Сердккова Корректор Т.Палий

Редактор И.Шулла

Заказ 165 Тираж 440 Подписное

В@ПП1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород„ул. Гагарина, 101