Нагнетатель лазарева

 

Использование: в вентиляторостроении. Сущность изобретения: нагнетатель содержит установленное в корпусе центробежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске рабочими лопатками, выходная часть которых расположена в спиральной камере, имеющей переменную ширину, увеличивающуюся по ходу потока. Рабочее колесо имеет покрывной диск, закрепленный на входной части лопаток до места сопряжения впускного патрубка со спиральной улиткой и снабженныйуплотнением. Нагнетатель имеет осевое рабочее колесо , вращающееся в противоположную сторону относительно центробежного колеса . 1 ил.

Союз сОВЕтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Р 04 D 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4656130/06 (22) 28.02.89 (46) 07.07,93. Бюл. N. 25 (75) Г.И, Лазарев (56) Авторское свидетельство СССР (ф 907."08, кл. F 04 D 17/12, опублик„1982 r.

Патент Ф РГ hh 2745992, кл, F 04 D 1/00, опублик. 1978 r. (54) НАГНЕТАТЕЛЬ ЛАЗАРЕВА (57) Использование: в вентиляторостроении. Сущность изобретения: нагнетатель содержит установленное в корпусе центроИзобретение относится к вентиляторостроению и может быть, в частности, применено в нагнетателях, используемых для объектов на воздушной подушке.

Цель изобретения — повышение КПД, в частности на малых расходах, и компактности нагнетателя при общем улучшении его компоновоч .ых свойств и уменьшении радиальных размеров, Указанная цель достигается созданием благоприятных условий для безотрывного течения потока в центробежной ступени как на входе за счет закрутки его предвключенным осевым колесом встречного вращения, так и путем организации устойчивой меридиональной циркуляции в полости боковой улитки благодаря частичному размещению в ней периферии закрытого центробежного колеса, уплотненного с обеих сторон и обращейного своей примыкающей к выходному се ению колеса, полузакрытой стороной лопаточного венца ко входу в кольцеобраэный канал улиточной полости с увеличивающим„„5U„„1825896 А1 бежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске. рабочими лопатками, выходная часть которых расположена в спиральной камере, имеющей переменную ширину, увеличивающуюся по ходу потока. Рабочее колесо имеет покрывной диск, закрепленный на входной части лопаток до места сопряжения впускного патрубка со спиральной улиткой и снабженныйуплотнением. Нагнетатель имеет осевое рабочее колесо, вращающееся в противоположную сторону относительно центробежного колеса, 1 ил. ся по ходу потока боковым сечением круглой, овальной или прямоугольной формы, что также уменьшает наружный диаметр нагнетателя, и облегчает его компоновку, На чертеже представлен разрез предложенного нагнетателя.

ОО

Он состоит из корпуса 1 и последовательно расположенных в нем по ходу потока осевого 2 и центробежного 3 колес встречного вращения. Центробежное колесо 3 установлено на приводном валу 4, Q соединенном при помощи соосного редук- (Ь тора (не показан) с осевым колесом 2. При атом редуктор помещается между этими колесами внутри корпуса 1, а сами колеса расположены соосно, Уменьшение наружного диаметра улитки 7 нагнетателя достигается путем пропорционадьного увеличения площади поперечного сечения в осевом {боковом) направлении по мере движения газа от входа к выходу из нее в сочетании с частичным вводом в зону улитки (радиальная плоско1825896 сть) полузакрытой части закрытого рабочего колеса 3, т.е, не имеющей покрывного диска периферийной части лопаточного венца 6, непосредственно примыкающей к выходному сечению 5 этого колеса и обращенной торцами лопато ко входу в боковую улиточную полость. В результате такого совершенствования конструкции нагнетателя в меридиональной плоскости сечения боковой улитки возникает устойчивая круговая циркуляция рабочей среды, способствующая общему улучшению структуры безотрывно движущегося в направлении к выпускному патрубку потока, стабилизирующее воздействие которого не только повыи àåò КПД нз номинальном режиме работы, но и расширяет диапазон экономичного регулирования нзгнетателя на область малых

15 расходов, Зтому также в значительной мере содействует предварительная закрутка потока на входе в центробежную ступень (рабочее колесо 3) за счет предварительно включенного осевого колеса 2 встречного вращения, Организация вихревой закрутки потока в боковой улиточной камере, как следует из данных патента ФРГ N 2745992, повышает

Осерадиальновихреулиточный нагнетатель работает следуюшим образом, Кинемзтически центробежное колесо 3 получает вращение от жестко связанного с ним ведущего вала 4, а осевое колесо 2 приводится от соосно расположенного с ведущим ведомого вала встроенНого редуктора, обеспечива|ощего изменение как относиКПД устройства, что объясняется уменьшением потерь нз трение не только в процессе перемещения среды, но и вследствие устранения (или уменьшения) турбулентности радиального потока на периферии центробежного колеса, после осевого отклонения и принудительного вовлечения в круговое вращение среды внутри меридио- 35 нального сечения бокового улиточного канала по мере ее перемещения вдоль этого расширяющегося к выходу кольцевого канала. Сочетание закрутки потока в концевом элементе осецентробежной ступени с за- 40 круткой потока на входе в нее при помощи предвключенного осевого колеса встречного вращения, а также применение уплотненного с обеих сторон закрытого центробежного колеса, заметно уменьшаю- 45 щего обьемные потери из-за устранения внутренних перетечек среды, безусловно приведут к существенному росту КПД в целом и расширению зоны экономичной работы предложенного нагнетателя на частичных режимах. тельной скорости, так и направление вращения этих колес.

Воздушный поток поступает на осевое колесо 2 первой ступени нагнетателя и, получив необходимую закрутку, повышающую противопомпажную устойчивость сжатия среды во второй ступени, при соответствующем увеличении давления подается на центробежное колесо 3 этой ступени, где давление потока снова возрастает, По выходе из концевого сечения 5 рабочего колеса

3 воздушный поток под влиянием геометрии обводов бокового улиточного канала меняет радиальное направление движения на осевое и затем принудительно вовлекается в круговое вращение меридионального профиля с одновременным винтообразным перемещением среды вдоль расширяющегося к выходу канала улитки 7, где давление ее (среды) повышается еще раз согласно действию закона спиральной камеры, обусловленного возникновением градиента давления вследствие падения скорости потока по мере его движения к выходному патрубку.

Помимо существенной стабилизации и связанным с этим повышением экономичности рабочего процесса, вихревая закрутка потока в улитке способствует также росту противопомпажной устойчивости нагнетателя на частичных режимах работы. Другими словами, среда, покидая выходное сечение 5 центробежного колеса 3, под воздействием аэродинамических и центробежных сил дополнительно разгоняется в меридиональном сечении боковой полости улитки 7, что принудительно упорядочивает структуру потока, движущегося в расширяющемся к выходу улиточном канале, благодаря чему снижается вероятность образования срывов, застойных зон и обратных течений среды вследствие возрастающей по мере движения среды в улитке 7 конфузорности сжимаемого потока, особенно на малых расходах. Обеспечение же наде>кного развитого в радиальном направлении уплотнения закрытого центробе>кного колеса 3 со стороны покрывного диска в дополнение к уплотнению несущего диска, а также относительное повышение радиальной компактности корпуса 1 способствует росту показателей совершенства описанной конструкции нагнетателя.

Таким образом, помимо существенного роста КЛД на номинальном и частичных режимах эксплуатации при общеи повышении противопомпажной устойчивости предло>кенного нагнетателя за счет радикального улучшения условий входа-выхода ступ, благодаря дополнительно предусмотренному

1825896

Составитель Г.Лазарев

Техпед М.Моргентал Корректор А. Козориз

Редактор Е,Савина

Заказ 2310 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5

) L

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

cD стороны покрывного диска центробежного колеса уплотнению вдобавок заметно снизятся объемные потери, связанные с наличием внутренними перетечек среды, что также увеличит экономичность процесса сжатия, А вследствие применения вихреулиточного концевого элемента ступени постоянного наружного диаметра удается сократить радиальные размеры нагнетателя, заметно улучшив его компоновочные свойства. Все это вместе взятое безусловно повысит его технико-экономическую эффективность, Формула изобретения

Нагнетатель, содержащий цилиндрический корпус со спиральной камерой и с впускным и выпускным патрубками, установленное в корпусе центробежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске рабочими лопатками, выходная часть которых расположена в спиральной камере, имеющей в поперечном сечении переменную ширину, увеличивающуюся по ходу потока, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения КПД путем организации безотрывного течения в спиральной камере, нагнетатель дополнительно снабжен предвключенным осевым рабочим колесом, размещенным во впускном патрубке с воз10 можностью вращения в противоположную сторону относительно центробежного колеса, последнее снабжено покрывным диском, закрепленным на входной части лопаток до места сопряжения впускного

15 патрубка со спиральной камерой, при этом на локрывном диске и на соответствующей поверхности корпуса в зоне впускного патрубка выполнено уплотнение, а наружный диаметр несущего диска равен выходному

20 диаметру лопаток.