Рабочее колесо турбомашины

 

Использование: турбомашиностроение для аэрогидрои паросиловых установок. Сущность изобретения: рабочее колесо турбины содержит две ступицы 1 и 2, установленные в радиальных пазах 4 с возможностью осевого смещения относительно друг друга, а лопасти выполнены в виде тонкостенных дугообразных полос и консольно закреплены в пазах ступиц. Одна из ступиц установлена на другой и соединена с введенной в устройство подвижной муфтой 9, 4 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 03 В 3/14. F 01 О 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803045/06 (22) 1 9.03.90 (46) 15.03.92. Бюл. N. 10 (71) Московский институт приборостроения (72) Ю.М.Ермаков (53) 621.165(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 987155, кл. F 03 В 3/10, 1981. (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ТУРБОМАШИНЫ (57) Использование: турбомашиностроение для аэрогидро- и паросиловых установок.

„„„ Ж„„1719710 А1

Сущность изобретения: рабочее колесо турбины содержит две ступицы 1 и 2, установленные в радиальных пазах 4 с возможностью осевого смещения относительно друг друга, а лопасти выполнены в виде тонкостенных дугообразных полос. и консольно закреплены в пазах ступиц. Одна из ступиц установлена на другой и соединена с введенной в устройство подвижной муфтой 9. 4 ил.

1719710

Изобретение относится к турбомашиностроению и предназначается для использования в аэро-, гидро- и паросиловых установках.

Известно рабочее колесо турбомашины, содержащее установленные в радиальных пазах ступицы, регулируемые по длине лопасти. Недостатком известного рабочего колеса является невозможность изменения формы лопасти. С целью повышения экономичности, лопасти выполнены тонкостенными, колесо снабжено соединенными между собой муфтой и дополнительной ступицей, последняя установлена коаксиально и с воэможностью осевого перемещения относительно основной ступицы и в ней дополнительно закреплены лопасти.

На фиг.1 схематично изображено рабочее колесо турбины, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3— развертка лопастей по периферии колеса; на фиг. 4 — узел I на фиг.2.

Рабочее колесо турбины состоит из двух ступиц 1 и 2, лопастей 3, консольно закрепленных в радиальных пазах 4 упомянутых ступиц (фиг.1). Лопасти выполнены в виде тонкостенных дугообразных полос (фиг.2).

Они имеют в нижней части отогнутые полки

5. По крайней мере одна иэ ступиц имеет кольцевую канавку 6, в которую заходят полки 5 лопастей, фиксируя последние от радиального смещения (фиг.4). Ступица 2 установлена коаксиально ступице 1 с возможностью осевого смещения.

Радиальные пазы 4 на торцах ступиц могут быть расположены под углом и к оси турбины (фиг.3) для оптимальной ориентации лопаток к направлению потока рабочей среды. Скользящее сопряжение ступиц обеспечивается мелкомодульным шлицевым соединением 7. Подвижная ступица 2 через упорный подшипник 8 соединена с муфтой 9, перемещаемой вилкой 10 от рычага управления.

Регулирование параметров турбины происходит следующим образом, При осевом перемещении ступицы 2 от муфты 9 в сторону ступицы 1 уменьшается расстояние между их торцами. Лопасти 3 прогибаются в поперечном направлении (штрихпунктир). Поперечный прогиб вызывает распрямление лопастей в радиальном направлении и увеличение диаметра колеса до наибольшего О, соответствующего полностью распрямленной лопасти 3 (фиг,2 и

3). При обратном ходе муфт лопасти под действием упругих сил отодвигают ступицу

2 от ступицы 1 и приобретают дугообразную форму в радиальном направлении.

Конструкция позволяет бесступенчато регулировать форму и диаметр лопастей от наименьшего d до наибольшего D прйменительно к заданному напору и размерам кор5 пуса турбины. Фиксация положения передвижной ступицы 2 осуществляется вилкой 10, которая перемещается от винта механизма управления (не показано). Рабочее колесо универсально и обладает хоро10 шей ремонтопригодностью. Для замены поврежденной лопасти достаточно иметь ленту, из которой вырезается полоса и изгибается в заданной форме. Замена лопасти производится без разборки турбины через

15 окно в корпусе.

Пример, В радиальных пазах двух ступиц диаметром 120 мм установлено восемь лопастей. Высота радиальной заделки

20 лопасти в пазу 30 мм, Каждая лопасть выполнена из т нкостенной пластины толщиной 0,2, шириной 40 и длиной 100 мм, материал: холоднокатаная сталь 36ХНТЮ, оь= 1300 МПа. В начальном положении ло25 пасти изогнуты по радиусу 32 мм. Прогиб порядка 5 мм образован предварительным сжатием ступиц с силой 1,4-1;5 даН. что на одну лопасть составляет 0,25 даН.

Изогнутая форма лопастей соответству30 ет работе турбины в статическом режиме с малой частотой вращения до 200 об/мин.

Наружный диаметр в начальном положении

d = 230 мм.

Для работы в динамическом режиме

35 ступицы сближаются и сжимают лопасти. По мере сжатия лопасти распрямляются. При максимальном сближении ступиц до 6 мм происходит поперечная деформация с прогибом до 16 мм и полное распрямление ло40 пастей в радиальном направлении.

Наружный диаметр колеса увеличивается до D = 260 мм. Давление потока при работе в гидростатическом режиме: Р = 0,5 МПа, скорость потока Ч = 1 м/с, частота враще45 ния колеса n = 100 об/мин, полная мощность составляет P = 2 кВт, зффективная—

Р ф = 1,5 кВт.

В динамическом режиме давление потока Ря = 0,1 МПа, скорость потока Чц = 10-15.

50 м/с, частота вращения пя = 1000 — 1200 об/мин, полная мощность составляет Pg = 6 кВт, эффективная — Рэф = 4,2 кВт.

Формула изобретения

55 .Рабочее колесо турбомашины, содержащее установленные в радиальных пазах ступицы регулируемые по длине лопасти, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности, колесо снабжено сое1719710

Составитель Т.Широкова

Редактор Ю.Середа Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Заказ 755 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 диненными между собой муфтой и дополнительной ступицей, последняя установлена коаксиально с возможностью осевого перемещения относительно основной ступицы и в ней дополнительно закреплены попасти.