Жидкостно-кольцевая машина

 

Использование: в компрессорном и вакуумном машиностроении Сущность изобретения: корпус выполнен с цилиндрической внутренней расточкой, в к-рой эксцентрично установлено рабочее колесо со ступицей и лопатками. Эксцентриситет определяют по заданному соотношению. 1 ил

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Г 04 С 7/00, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ е= 7-8 2:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4857737/29 (22) 06.08,90 (46) 23.08;92. Бюл, М 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конст рукторско-технологический институт комп рессорного машиностроения Сумского научно-производственного объединения" им. Фрунзе (72) И.С.Бодик (56) Головинцов А.Г., Румянцев В,А.. Арда- шев В.И. и др. Ротационные компрессоры, M.: Машиностроение, 1964, Вакуумная техника, Справочник (Фролов. Е.С„Минайчев В.Е., Александрова АЛ.: и др.), M.: Машиностроение, 1985, с. 171 .

Изобретение относится к вакуумному и компрессорному машиностроению и может быть использовано в конструкциях жидкостно-кольцевых машин и насосов,Известна жидкостно-кольцевая машйна (компрессор или вакуумный насос), содержащая корпус с цилиндрической расточкой внутренней поверхности, вал с подшипниковыми узлами и уплотнениями, рабочее колесо, расположенное с эксцеитриситетом относительно цилиндрической расточки внутренней поверхности корпуса (1).

В известных методиках расчета зксцентриситет рекомендуется определять по формуле: где г — радиус наружной поверхности рабочего колеса, . ÄÄ5UÄ, 1756634 А1

2 (54) ЖИДКОСТНО-КОЛЬЦЕВАЯ МАШИНА (57) Использование: в . компрессорном и вакуумном машиностроении.. Сущность изобретения: корпус выполнен с цилиндрической внутренней расточкой, в к-рой эксцентрично установлено рабочее колеса со ступицей и лопатками. Зксцентриситет определяют по заданному соотношению. 1 ил. ь.

Расхождение в Значениях подпитанного эксцентриситета может составйть более 12;ь.

Недостатком onðåäåëåí Hoé Tàêèì образом конструкции является то, что рабочее колесо может во время работы быть погружено слишком глубоко в жидкостное кольцо . или, наоборот, может выходить из жидкостного кольца, В первом случае не использу- 6 ется полностью объем колеса для создания:фЪ газовой полости, не всасывается весь возможный объем газа и, таким образом, уменьшается производительность, увеличивается удельная мощность и удельная материалоемкость. Во втором случае ячейки, в которых должно начинаться сжатие газа, не разобщены между собой, сжатие происходит только при дальнейшем повороте рабочего колеса, и уменьшенное расстояние между ячейками начала сжатия и нагнетательной полости приводит к увеличению пее—

3 Г2 Г) ) М-.(—

4 2г2 где г1 — средний радиус ступицы рабочего колеса;

rz — наружный радиус рабочего колеса;

tp — коэффициент загромождения обье- 40 ма рабочего колеса; ч2 — коэффициент, зависящий от средней скорости потока в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки кор.пуса (для водокольцевых машин — vz = 1,05). а — минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что эксцентриситет определяется из соотношения:

g rz — r>Q а

4ч2г2 2

При таком взаимном расположении рабочего колеса и корпуса будет обеспечиваться минимальное (2-5 мм в зависимости ретечек из полости нагнетания в полость всасывания, уменьшени1о производительности и увеличению удельной мощности и удельной материалоемкости, В настоящее время для получения 5 конструкции жидкостно-кольцевой машины, лишенной указанного выше недостатка, приходится определять оптимальное значение эксцентриситета, при котором будет минимальная глубина 10 погружения и максимальная проиэводис тельность, путем выйолнения большого объема экспериментальных работ, только с помощью экспериментов с каждой конкретной машиной может быть созда- 15 на экономическая, совершенная водокольцевая машина, Цель изобретения — повышение точности расчета, сокращение продолжительности -и стоимости доводочных работ; 20 направленных на получение максимальной производительности, уменьшение удельной мощности и материалоемкости.

Для достижения поставленной цели в жидкостно-кольцевой машине, содержащей 25 ко :пус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки с всасывающими и нагнетательными окнами, и эксцентрично установленное в расточке колесо со ступицей и лопатками, согласно изобретению 30 эксцентриситет определяется из соотношения от размера толщины) погружение колеса в жидкостное кольцо.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан разрез машины.

Жидкостно-кольцевая машина содержит рабочее колесо 1, установленное в цилиндрической внутренней расточке 2 корпуса 3 с эесцентриситетом е, определяемым из соотношения.

При врашении рабочего колеса 1 образуется жидкостное кольцо 4. Рабочее колесо 1 содержит ступицу 5 и лопатки 9. В торцовых крышках 8 расположены всасывающее и нагнетательное 10 окна, Ячейка рабочая образуется внутренней поверхностью 7 жидкостного кольца 4, поверхностью ступицы 5 и.лопатками 9 рабочего колеса 1, Жидкостно-кольцевая машина работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 1, расположенного с эксцентриситетом е относительно внутренней цилиндрической поверхности 2 корпуса 3, образуется жидкостное кольцо 4, которое под действием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности 2 корпуса 3, Вследствие эксцентричного расположения рабочего колеса 1 жидкостное кольцо 4 отходит от ступицы 5, образуя все увеличивающийся с увеличением угла поворота рабочего колеса объем, в который через всасывающее окно 6 всасывается газ. Ячейка, образуемая внутренней поверхностью 7 жидкостного кольца 4, поверхностью ступицы 5 рабочего колеса 1 и лопатками 9 рабочего колеса 1, увеличивает свой обьем до определенной величины угла поворота колеса. При этом происходит процесс всасывания, При дальнейшем повороте рабочего колеса происходит отсечение ячейки от всасывающего окна и начинается сжатие попавшего в ячейку газа эа счет уменьшения объема ячейки путем приближения внутренней поверхности 7 жидкостного кольца 4 к ступице 5 рабочего колеса 1. При достижении в ячейке заданного давления (при повороте колеса на заданный угол) ячейка сообщается с на<-нетательным окном 10, через которое сжатый газ вытесняется в нагнетательную полость и выходит из машины. При выборе оптимальной величины эксцентриситета е минимальная величина погружения "а" лопаток 9 рабочегп колеса 1. При отклонениях от указанной on тимальной величины эксцентриситета "

1756634 (4 vga 2

Составитель И,Бодик

Техред M,Moðãåíòàë

Редактор А,Козлова

Корректор А.Долинич

Заказ 3076 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 будет или слишком большое погружение ло- . паток 9 в жидкостное кольцо 4, тогда производительность (обьем всасываемого газа) машины уменьшается, или лопатка 9 вообще не будет погружена в жидкостное кольцо 5

4, тогда увеличатся перетечки во всасывающую полость из нагнетательной через образовавшуюся щель, что также уменьшит производительность машины. В обоих этих случаях будут. повышенные удельные мате- 10 риалоемкость и потребляемая мощность.

Только выбор оптимального эксцентриситета позволит иметь наивысшую произВодительность и низшую удельную потребляемую мощность и удельную мате- 15 риал оемкость, . Формула изобретения

Жидкостно-кольцевая машина. содержащая корпус с цилиндрической внутренней расточкой, торцовые крышки со 20 всасывающими и нагнетательными окнами и эксцентрично установленное в расточке рабочее колесо со ступицей и лопатками, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности расчета, сокращения продолжительности и стоимости доводочных работ, эксцентриситет определяется из следующего соотношения: где r> — средний радиус ступицы рабочего колеса; гр — наружный радиус рабочего колеса; ф — коэффициент загромождения объема рабочего колеса;

v2 — коэффициент, зависящий от средней скорости потока в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса (v2 = 1,05 для водокольцевых машин); а — минимальная величина погружения лопаток рабочего колеса в жидкостное кольцо,