Вихревой компрессор

 

Использование: в области вакуумного и компрессорного машиностроения, может быть использовано в конструкциях вихревых компрессоров различного назначения. Сущность изобретения: вихревой компрессор содержит корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и боковым рабочим каналом, расположенное в корпусе рабочее колесо со ступицей и рабочими лопатками и приводной электродвигатель. Корпус 1 компрессора выполнен заодно целое с цилиндрической опорной втулкой, а ступица рабочего колеса снабжена ответной цилиндрической расточкой. В сопрягающихся поверхностях опорной втулки и расточки рабочего колеса выполнены нарезки газодинамического подшипника и канавки с размещенными в них.телами качения 13 вспомогательного подшипника 7..2 з.П.флы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (я)ю F 04 0 17/06

ГОСУДАРСТВЕI+OE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915494/06 (22) 01.03.91 (46) 07,06.93. Бюл. М 21 (71) Сумское, машиностроительное научнопроизводственное обьединение им.

M.Â.Ôðóí3å и Малое коллективное предприятие "Веполь" (72) А.К.Быков, Л.В.Черепов, В.В.прокопишин и М.Н.Швальб (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 663326, кл. F 04 0 17/06, опублик. 1974 r, . (54) ВИХРЕВОЙ КОМПРЕССОР (57) Использование: в области вакуумного и компрессорного машиностроения, может быть использовано в конструкциях вихревых компрессоров различного назначения.

Изобретение относится к вакуумному и компрессорному машиностроению и может быть использовано в конструкциях вихревых компрессоров и вакуум-насосов.

На фиг. 1 представлена конструкция вихревого компрессора, продольный разрез; на фиг, 2 — то же; поперечный разрез; на фиг. 3 — опорный узел вспомогательного подшипника с твердосплавными обоймами.

Вихревой компрессор содержит корпус

1 с всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками и боковым рабочим каналом 4, расположенное в корпусе 1 рабочее колесо 5 с лопатками 6, установленными на ступице 7, опорный узел 8 колеса 5 и приводит 9. Корпус 1 снабжен выполненной с ним заодно цилиндрической опорной втулкой 10, ступица 7 рабочего колеса 5 установлена на по„„Я Ц „„1820041 А1

Сущность изобретения: вихревой компрессор содержит корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и боковым рабочим каналом, расположенное в корпусе рабочее колесо со ступицей и рабочими лопатками и приводной электродвигатель.

Корпус 1 компрессора выполнен заодно целое с цилиндрической опорной втулкой, а ступица рабочего колеса снабжена ответной цилиндрической расточкой. В сопрягающихся поверхностях опорной втулки и расточки рабочего колеса выполнены нарезки газодинамического подшипника и канавки с размещенными в них,телами качения 13 вспомогательйого подшипника 7,.2 з.п.флы. 3 ил. е ° ей

00 следней, опорный узел 8 имеет газодинамический подшипник 11, выполненный в виде нарезок 12 на контактирующих поверхностях опорной втулки 10 и расточки 13 ступицы 7, и вспомогательный подшипник 4 качения 14, выполненный в виде канавок 15 на контактирующих поверхностях и установленных в них тел качения 16, а привод 9 содержит, постоянные магниты 17, установленные в ступице 7, и обмотки 18 электромагнита, размещенные по внутренней расточке 19 опорной втулки 1.0. Канавки 15 вспомогательного подшипника 14 снабжены направляющими таердосплавными обоймами 20, а тела качения 16 установлены с зазором относительно контактирующих поверхностей. Боковой ханал 4 корпуса 1 снабжен со стороны лопаток 6 кольцевым

1820041 выступом 21, образующим с опорной втулкой 10 кольцевую камеру 22, в которой размещена часть ступицы 7 рабочего колеса 5.

Между нагнетательным 3 и всасывающим 2 патрубками в рабочем канале 4 установлен разделитель 23.

Вихревой компрессор работает следующим образом, Рабочая среда через всасывающий патрубок 2 поступает на участок всасывания рабочего канала 4, а затем в межлопаточные каналы рабочего колеса 5, образованныелопатками б; Подсос газа в межлопаточные каналы осуществляется парциально, преимущественно в осевом направлении, и в последних происходит преобразование . механической энергии приводного электродвигателя 9 в энергию газового потока. Под действием центробежных сил частицы газа выбрасываются преимущественно в радиальном направлении в канал 4 вихревого компрессора, где происходит преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления и уменьшается тангенциальная скорость движения частиц газа, При этом частицы газа начинаютотставать от рабочего колеса 5 и через определенный промежуток времени опять попадают на вход в межлопаточные каналы рабочего колеса 5. Таким образом, частицы рабочей среды движутся от всасывающего патрубка 2 к нагнетательному 3 по сложной спиралеобразно тороидальной траектории и лопатке 6 рабочего колеса 5, в отличие от других машин динамического сжатия не один, а несколько раз воздействуют на частицы газа, что обеспечивает значительно больший напор вихревых компрессоров, чем центробежных. Установленный между нагнетательным 3 и всасывающим 2 патрубками в рабочем канале 4 разделитель 23 предотвращает проникновение основного потока газа на участок всасывания и обеспечивает его подачу в нагнетательный патрубок 3 компрессора, Компримирование газа осуществляется зэ счет передачи энергии от приводного электродвигателя 9, неподвижные обмотки

18 которого, создающие вращающееся магнитное поле, размещены во внутренней расточке 19 опорной втулки 10 и связаны с источником переменного электрического тока. Вращающееся магнитное поле воздействует на постоянные магниты 17, установленные в ступице 7 рабочего колеса 5, заставляя последнее вращаться и переда вать энергию компримируемому газу. При это по сравнению с другими конструкциями вихревых компрессоров потери дискового трения рабочего колеса 5 сводятся к минимуму, т.к. радиальная протяженноСть ступицы 7, не участвующая в компримировании гээа минимальна, Устраняются также потери мощности в электродвигателе за счет устранения промежуточных механизмов, передающих энергию привода 9 к рабочему колесу 5, в частности, муфт, опорных подшипников привода и других. Кроме того. значительно уменьшаются перетечки комп-.

"0 римируемого газа из области нагнетания в область всасывания по торцовым поверхностям рабочего колеса 5.

Вращение рабочего колеса 5 осуществляется на опорном подшипнике 11 газодинамического типа, нарезки 12 которого создают подпор газовой рабочей среды и подвешивают рабочее колесо 5 на рабочих режимах, Вспомогательный подшипник 14 с телами качения 16 работает на режимах

20 пуска и останова, когда подпор газа, создаваемый нарезками 12 основного газодинамического подшипника 11, недостаточен для подвеса рабочего колеса 5. Дополнительную стабилизацию положения рабочего колеса 5 относительно опорной втулки 10, создает вращающееся магнитное поле обмоток 18, взаимодействующее с магнитным полем постоянных магнитов 17. На рабочих оборотах тела качения 16 под действием

30 центробежных сил за счет люфта между контактирующими с ними поверхностями поджимаются к внутренним поверхностям канавок 15 ступицы 7 рабочего колеса 5 и, тем самым, устраняется трение тел качения

35 1.6 о контактирующие поверхности.

Установка направляющих твердосплавных обойм 20 в канавках 15 ступицы 7 и опорных втулок 10 позволяет повысить надежность работы опорного узла 8 и комп40 рессора в целом.

Выполнение бокового канала 4 корпуса

1 компрессора с кольцевым выступом 21, образующим с опорной втулкой 10 кольцевую камеру 22, в которой размещена часть

45 ступицы 7 рабочего колеса 5, позволяет снизить перетечки газа вдоль торцевой поверхности ступицы 7 рабочего колеса 5 и, тем .самым, снизить потери трения.

Формула изобретения

50 1. Вихревой компрессор, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и боковым рабочим каналом. расположенные в корпусе рабочее колесо с лопатками, установленными на ступице, 55 опорный узел колеса и привод, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения аэродинамических потерь, корпус снабжен выполненной в нем заодно цилиндрической опорной втулкой, ступица рабочего колеса установлена на последний, опорный узел

1820041 имеет газодинамический подшипник, выполненный в виде нарезок на контактирующих поверхностях опорной втулки и расточки ступицы, и вспомогательный подшипник качения, выполненный в виде канавок на контактирующих поверхностях и установленных в них тел качения, а привод содержит постоянные магниты, установленные в ступице. и обмотки электромагнита размещенные на внутренней расточке опорной втулки.

2. Компрессор по и. 1. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что канавки вспомогательного под-. шипника снабжены направляющими твердосплавными обоймами, а тела качения

5 установлены с зазором относительно контактирующих поверхностей;

3. Компрессор по пп, 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что боковой канал корпуса снабжен со стороны r oïàòîê кольцевым вы10 ступом, образующим с опорной втулкой кольцевую камеру, в которой размещена часть ступицы рабочего колеса.

1820041

А"

Составитель Л. Черепов

Техред M. 9оргентал Корректор С. Юско

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 2014 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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