Рабочее колесо центробежного компрессора

 

Изобретение позволяет повысить КПД и расширить диапазон устойчивой работы компрессора. Рабочее колесо содержит несущий диск 1, покрывной диск 2 и расположенные между ними лопатки 3. На покрывном диске 2 установлены воздухозаборники 4. Во входной части лопаток 3 на рабочей поверхности 5 и 6 и в выходной части на тыльной поверхности 6 выполнены профилированные канавки 7 и 8 соответственно . В покрывном диске 2 в выходной части рабочего колеса перед рабочей поверхностью 5 лопаток 3 выполнены отверстия 9. Покрывной диск 2 снабжен размещенными на нем пересекающимися воздуховодами 10 и 11. Через воздуховоды 10 профилированные канавки 7 на рабочей поверхности 5 лопаток 3 сообщены с воздухозаборниками 4. Подача воздуха через воздухозаборник 4. воздуховоды 10 и канавки 7 в межлопаточные каналы предотвращает отрыв пограничного слоя с рабочей поверхности 5 лопаток 3. А воздух, поступая из межлопаточных каналов в отверстия 9 на покрывном диске 2, через воздуховоды 11 подается в канавки 8 на тыльной поверхности 6 лопаток 3, что приводит к активизации низкоэнергетического следа за лопатками 3 и к уменьшению гидравлических потерь. 4 ил. 6 w fe VI О со со о CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 04 D 29/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

V

О (21) 4809531/06 (22) 07,02.90 (46) 07.01.92. Бюл, N . 1

P1) Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторн ых компрессоров "НИ Итурбо комп рессор" (72) С,Г.Коханов и С.В.Шнепп (53) 621.515 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 591619, кл. F 04 0 29/28, 1976. (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО

КОМПРЕССОРА (57) Изобретение позволяет повысить КПД и расширить диапазон устойчивой работы компрессора. Рабочее колесо содержит несущий диск 1, поКр еНоА диск 2 и распопоженные между ними лопатки 3. На покрывном диске 2 установлены воэдухоэаборники 4. Во входной части лопаток 3 на рабочей поверхности 5 и 6 и в выходной части на тыльной поверхности 6 выполнены

Я2 1703863 А1 профилированные канавки 7 и 8 соответственно, В покрывном диске 2 в выходной части рабочего колеса перед рабочей поверхностью 5 лопаток 3 выполнены отверстия

9, Покрывной диск 2 снабжен размещенными на нем пересекающимися воздуховодами 10 и 11. Через воэдуховоды 10 профилированные канавки 7 на рабочей поверхности 5 лопаток 3 сообщены с воздухозаборниками 4. Подача воздуха через воздухозаборник 4, воздуховоды 10 и канавки 7 в межлопаточные каналы предотвращает отрыв пограничного слоя с рабочей поверхности 5 лопаток 3. А воздух, поступая из межлопаточных каналов в отверстия 9 ыа покрывном диске 2, через воздуховоды 11 подается в канавки 8 на тыльной поверхности 6 лопаток 3, что приводит к активизации низкоэнергетического следа за лопатками 3 и к уменьшению гидравлических потерь. 4 ил. 6 Я р» 8

1703863

Изобретение относится к компяессоростровнию, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров, Известно рабочее колесо, в лопат ках которого выполнены сквозные щели для активизации низкознергетического следа на задней поверхности лопаток в выходной части рабочего колеса.

Недостатком известного рабочего колеса является узкий диапазон устойчивой работы, обусловленной гидравлическими потерями при отрыве потока на рабочей поверхности лопаток во входной части рабочего колеса при увеличении объемного расхода через рабочее колесо.

Наиболее близким к предлагаемому является рабочее колесо, на покрывном диске которого установлены воздухозаборники для направления воздуха в межлопаточные каналы.

I едостатки известного рабочего колеса — низкий КПД при увеличении объемного расхода и узкий диапазон устойчивой работы.

Целью изобретения является повышение КПД и расширение диапазона устойчивой работы компрессора.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении во входной части каждой лопатки на рабочей поверхности и в выходной части каждой лопатки на тыльной поверхности выполнены профилированные канавки, в покрывном диске в выходной части рабочего колеса перед рабочей поверхностью лопаток выполнены отверстия, покрывной диск снабжен воэдуховодами, сообщающими между собой воэдухоэаборники, канавки на рабочих и тыльных поверхностях лопаток и отверстия в покрывном диске.

Наибольшая разность давлений воздуха на рабочей и тыльной поверхности лопаток и наибольшая область низкоэнергетического следа имеют место при расчетном значении объемного расхода через рабочее колесо, При этом струя воздуха иэ воздухозаборников под действием большой разности давлений в отверстиях в покрыаном диске перед рабочей поверхностью лопаток и канавках на тыльной поверхности лопаток отклоняется в воздуховоды для вдува воздуха через канавки на тыльной поверхности лопаток, благодаря чему уменьшаются гидравлические потери в низкознергетическом следе. При увеличении объемного расхода воздуха через рабочее колесо разность давлений на рабочей и

- тыльной поверхности лопаток уменьшаетc$l, область ниэкоэнергетического следа уменьшается, а на рабочей поверхности ло5

55 г,аток обрзэуе ся отрыа по ока. В виду того, что разность давлений воздуха в отверстиях в покяыином диске перед яаоо ей поверхH0cTblo лопаток и в канавках Hd тыльной поверхности лопаток уь еньшается, открывается доступ струи воздуха иэ воздухозаборников в воздуховоды для вдува через профилированные канавки на рабочей поверхности лопаток во входной части рабочего колеса, благодаря чему отрыв потокапредотвращается. Таким образом, в предлагаемом техническом решении при расчетном объемном расходе уменьшаются гидравлические потери в низкоэнергетическом следе на тыльной поверхности лопаток в выходной части рабочего колеса, а при увеличении объемного расхода предотвращается отрыв потока на рабочей поверхности лопаток, благодаря чему достигается повышение КПД и расширение диапазона устойчивой работы.

В предлагаемом устройстве во входной части каждой лопатки на рабочей поверхности и в выходной части каждой лопатки на тыльной поверхности выполнены профилированные канавки, в покрывном диске в выходной части рабочего колеса перед рабочей поверхностью лопаток выполнены отверстия, покрывной ди=к снабжен воздуховодами, сообщающими между собой воэдухоэаборники, канавки на рабочих и тыльных поверхностях лопаток и отверстия в покрывном диске.

На фиг.1 пс.аэано рабочее колесо со стороны всасывания; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,4 — сечение В-В на фиг.1.

Рабочее колесо содержит несущий диск

1, покрывной диск 2 и расположенные между ними лопатки 3. На покрывном диске 2 установлены воздухозаборники 4. Во входной части лопаток 3 на рабочей поверхности

5 и в выходной части на тыльной поверхности 6 выполнены профилированные канавки

7 и 8 соответственно. В покрывном диске 2 в выходной части рабочего колеса перед рабочей поверхностью 5 лопаток 3 выполнены отверстия 9. Покрывной диск 2 снабжен размещенными на нем пересекающимися воэдуховодами 10 и 11. Через воздуховоды 10 профилированные канавки 7 на рабочей поверхности 5 лопаток 3 сообщены с воздухозаборниками 4, а через воэдуховоды 11 профилированные канавки 8 на тыльной поверхности 6 лопаток 3 сообщены с отверстиями 9 в покрывном диске 2.

Рабочее колесо работает следующим образом, Поток воздуха поступает в межлопаточные каналы, где происходит процесс сжа1703063

11 тия. При расчетном значении обьемного расхода через рабочее колесо разность давлений воздуха в отверстиях 9 и канавках 8 максимальна, а на тыльной поверхности 6 лопаток 3 в выходной части рабочИо колеса 5 образуется область ниэкоэнергетического следа. Скоростной напор воздуха между покрывным диском 2 и корпусом компрессора преобразуется в полное давление воздухозаборниками 4. Струя воздуха иэ воздухоза- 10 борников 4 поступает в воэдуховоды 10.

Струя воздуха из отверстий 9 поступает в воздуховоды 11, отклоняет струю воздуха в воздуховодвх 10 и направляет ее в профилированные канавки 8. в результате чего 15 происходит вдув воздуха в поток на тыльной поверхности 6 лопаток 3, благодаря чему происходит активизация ниэкоэнергетического следа и уменьшение гидравлических потерь. При увеличении объемного расхода 20 через рабочее колесо разность давлений на рабочей 5 и тыльной 6 поверхностях лопаток 3 уменьшается, область низкознергетического следа уменьшается, а давление в воздухозаборниках 4 при неизменной ско- 25 рости вращения рабочего колеса и соответствующем уплотнении остается практически постоянным. При этом отклоняющая способность струи воздуха в воздуховодах 11 уменьшается и обеспечивается 30 доступ струи воздуха из воздухозаборников

4 через воздуховоды 10 в профилированные канавки 7, Благодаря вдуву воздуха через профилированные канавки 7 предотвращается отрыв потока на рабочей поверхности

5 лопаток 3, уменьшаются гидравлические потери и повышается КПД.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается повышение

КПД рабочих колес центробежных компрессоров при увеличении объемного расхода и обеспечивается расширение диапазона устойчивой работы, Формула изобретения

Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несущий и покрывной диски с расположенными между ними лопатками и установленный на покрывном диске эаборник воздуха для подачи его в межлопаточные каналы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона устойчивой работы компрессора. во входной части каждой лопатки на рабочей поверхности и в выходной части на тыльной поверхности каждой лопатки выполнены профилированные канавки, а в покрывном диске в выходной части покрывного диска перед рабочей поверхностью каждой лопатки выполнены отверстия, колесо снабжено воэдуховодами, сообщающими между собой заборник воздуха, канавки на рабочих и тыльных поверхностях лопаток и отверстия в покрывном диске.

1703883

b-б

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Редактор А.Мотыль

Тираж Подписн е

Заказ 49 ниям и отк ытиям при ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры

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

Производственно-издательский комбинат ате

",, т нт г. Ужго од, л.Гагарина, 101