Регулируемый диффузор центробежного нагнетателя

 

Сущность изобретения: между двумя боковыми дисками с образованием проточных каналов установлены перемычки, выполненные из отдельных частей. Каждая часть соединена с одним из дисков. Один из дисков установлен с возможностью поворота относительно второго. Центральный угол поворота выбирают из заданного соотношения . 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 D 29/46, 29756

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889827/29 (22) 12.12.90 (46) 07,03.93. Бюл, М 9 (71) Научно-исследовательский центр при

Николаевском кораблестроительном институте им. адм. С,О, Макарова (72) А,А. Моря, Ф.А, Чегринцев, В.А. Редькин и Е.И, Трушляков (56) Авторское свидетельство СССР

N 1190092, кл. F 04 D 29/46, 1984.

Изобретение относится к компрессорои насосостроению и касается конструкций центробежных машин, а именно их диффузо ров.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции диффузора, улучшение равномерности потока на выходе из диффузора и расширение диапазона регулирования производительности и напора нагнетателя.

Указанная цель достигается тем, что перемычки канального диффузора (или лопатки лопаточного диффузора) состоят из двух частей, одна из которых соединена с неподвижным диском, а другая с диском, проворачивающимся вокруг оси неподвижного, причем оптимальный режим работы диффузора центробежного нагнетателя достигается при повороте перемычек на центральный угол р =(0,4 — 0,6) ., где с12/бз — отноd3 Sin йз шение диаметра рабочего колеса нагнетателя к диаметру входных кромок диффузора, м/м; йз — угол входа потока в каналы (на лопасти) диффузора. град.; — относитель Ы 1800132 А1 (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ (57) Сущность изобретения: между двумя боковыми дисками с образованием проточных каналов установлены перемычки, выполненные из отдельных частей. Каждая часть соединена с одним из дисков. Один из дисков установлен с возможностью поРлрота относительно второго. Центральный угол поворота выбирают из заданного соотношения. б ил. ная высота канала диффузора; И/dz. здесь

1 — высота канала диффузора, м.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что перемычки канального диффузора состоят из двух частей, каждая из которых соединена соответственно с одним из дисков; образующих диффузор, а один из дисков, например, со стороны всасывания, имеет возможность проворачиваться вокруг оси вращения.

Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает расширение диапазона регулирования характеристик центробежного нагнетателя путем изменения характеристик диффузора и улучшение условий работы последующих элементов нагнетателя за счет улучшения равномерности потока на выходе из диффузора.

Следовательно, заявляемый диффузор соответствует признаку "положительный эффект".

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. в конструк1800132

p = (0,4-0,6), циях диффузоров центробежных машин, позволяет сделать вывод об отсутствии у них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого устройства.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Предлагаемый диффузор (канального типа) представлен на фиг, 1 и 2; на фиг. 3— расчетная схема предлагаемого диффузора; на фиг. 4 и 5 — результаты расчета характеристик диффузора, выполненные для канального диффузора компрессора турбонагнетателя типа ТКР— 11Н со следующими характеристиками; бз/2=r =60 мм; d4/2=г =

=85 мм; аз=16 ; а =40 ; Р> =Pz=7 ; Ь=7мм; к=19 (исходное число каналов); на фиг, 6 показаны меридиональное сечение центробежного нагнетателя и вид в плоскости вращения при частично снятом переднем диске диффузора.

На фиг. 1 представлен предлагаемый диффузор (канального типа) в аксонометрии, Диффузор состоит из дисков 1 и 2, несущих соответственно перемычки а и Ь (для наглядности диффузор показан после поворота одного из дисков на некоторый центральный угол p), и каналов 3. Стрелками показано направление вектора скорости потока на выходе из диффузора, На фиг, 2 представлен тот же диффузор в плоскости вращения при условно снятом диске 2. Здесь а и Ь вЂ” положение перемычек до поворота а и b> — после поворота на угол р; г и r2 - соответственно радиус входа в диффузор и радиус выхода из него, В результате поворота перемычек диффузора на угол р число каналов удваивается, изменяется их геометрия и характеристики диффузора и нагнетателя в целом, а следовательно, и режим работы центробежной машины.

Для оценки изменения характеристик каналов диффузора проведены расчеты площадей входа и каналы f> и fz и выхода из них

F1 и F2.

Из анализа фиг, 4 следует, что при повороте перемычек на угол площадь входа в диффузор f=f<+fz сначала уменьшается, а затем увеличивается, т,е. изменяется и пропускная способность диффузора, а следовательно, и производительность машины, Это изменение, как видно из фиг. 4, может достигать в данном примере от 7,5 до

15,5О,, Анализ зависимостей отношений площадей выхода и входа соответственно для левого и правого (фиг. 3) каналов, характе5

55 ризующих геометрическую диффузорность, показывает, что увеличение общей диффузорности (F1+F2)/(f1+f2) достигает 11, т.е. аналогично увеличивается и степень преобразования кинетической энергии потока в энергию потенциальную. Иллюстрацией тому служат зависимости коэффициента восстановления давления от угла p(p/ »<, где Ъ х — 2 л/Ек), приведенные на фиг. 5, которые показывают, что оптимальный режим работы центробежного нагнетателя, при котором изменение величины коэффициента ф достигает 30 — 50%, наблюдается при величинах р /p„=0,2+0,3. Тогда, используя известные зависимости для каналья дз ного диффузора Ек= —. — sin аз (Шерстюк

3 dz

А,Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры.

M„ Высшая школа, 1972, с. 259), можно определить значение угла р, при котором будет достигаться оптимальный режим работы диффузора:

Следует отметить, что при других исходных данных (других диффузорах), варьированием значений углов P>, P и риз указанного интервала можно добиться изменения коэффициента (на ту же величину (30 — 50 ).

Таким образом применение предлагаемого диффузора при упрощении его конструкции и улучшении равномерности потока на входе s последующие элементы центробежного нагнетателя дает возможность значительно изменить его производительность (до 15,5 для конкретных условий в примере) и коэффициент восстановления давления (до 50 для тех же условий).

Формула изобретения

Регулируемый диффузор центробежного нагнетателя, содержащий два боковых диска и установленные между ними с образованием проточных каналов перемычки, причем последние выполнены из отдельных частей, одна из которых соединена с одним из дисков, а другая — с вторым, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона регулирования производительности и напора нагнетателя, один из дисков установлен с возможностью поворота относительно второго, причем центральный угол поворота р выбирают из соотношения р =(0,4-0,6) 1800132 где dz — диаметр выхода из рабочего колеса, м; бз — диаметр входных кромок в диффузор, м; ад — угол ухода потока в диффузор, град; ! — относительная высота канала диффузора, равная отношению высоты канала к диаметру выхода из рабочего колеса, 1800132

1800132

1800132

Составитель А, Моря

Техред М.Моргентал

Корректор Т, Вашкович

Редактор

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

Заказ 1150 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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