Осевое лопастное колесо гидротрансформатора

 

Изобретение относится к машиностроению и касается конструкции осевого лопастного колеса гидротрансформатора. Цель изобретения - уменьшение гидравлических потерь - достигается тем, что лопастное колесо содерх ит ступицу, обод и расположенные между ними пространственные лопасти . Со стороны выходной кромки лопасть ограничена возле обода конической поверхностью, образующие которой наклонены под тупым углом к вертикали Между проекциями соседних попастей на плоскость, перпендикулярную оси вращения колеса , выполнен технологический зазор. Поверхность обода со стороны рабочей полости у выходной кромки возле корыта лопасти выполнена цилиндрической , а возле спинки - тороидальной. Боковая поверхность лопасти возле обода колеса в егб меридиональной проекции со стороны корыта лопасти и со стороны спинки лопасти на ее участке от входной кромки до образующей, расположенной между осью симметрии обода и выходной кромкой, образована прямыми, совпадающими с вертикалью. На остальном участке боковая поверхность возле обода образована прямыми, наклоненными под тупыми углами к вертикали Боковая поверхность лопасти возле ступицы образована прямыми, в меридиональной проекции колеса сходящимися возле оси вращения Образующие с целью сокращения их длины расположены в диаметральных плоскостях , а линиям перегиба между участками лопасти, образованными разными прямыми, придана форма, максимально приближенная к линиям тока Такое выполнение осевого лопастного колеса позволяет отливать его в металлических формах с осевым разъемом. При этом достигается уменьшение гидравлических потерь 1 зпф-лы, 5 ил led

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4851488/29 . (22) 160790 (46) 30.11.93 Eea Na 43 44 (71) Научно-исспедовательо<ий автомобильный и автомоторный институт (72) Выборнов Э.П, (73) Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (64) ОСЕВОЙ ЛОПАСТНОЕ КОЛЕСО ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА (57) Изобретение относится к машинопроению и касается конструкции осевого лопастного колеса гидротрансформатора. Цель изобретения — уменьшение гидравлических потерь — достигается тем, что лопастное колесо содержит ступицу, обод и расположенные между ними пространственные лопасти. Со стороны выходной кромки nortaerb ограничена возле обода конической поверхностью, образующие которой наклонены под тупым углом к вертикали. Между проекциати соседних лопастей на плоскость, перпендикулярную оси вращения колеса, выполнен технологический зазор. Поверхность обода со стороны рабочей полости у выход(s) RÖ (и1 2О03902 С1 (Щ S Р16Н41 28 ной кромки возле корыта лопасти выполнена цилиндрической, а возле спинки — тороидальной. Боковая поверхность лопасти возле обода колеса в его меридиональной проекции со стороны корыта лопасти и со стороны спинки лопасти на ее участке от входной кромки до образующей, расположенной между осью симметрии обода и выходной кромкой образована прямыми, совпадающими с вертикалью.

На остальном участке боковая поверхность возле обода образована прямыми, наклоненными под тупыми углами к вертикали. Боковая поверхность лопасти возле-ступицы образована прямыми, в меридиональной проекции колеса сходящимися возле оси врашения. Образующие с целью сокращения их длины. расположены в диаметральных плоскостях, а линиям перегиба между участками лопасти, образованными разными прямыми. придана форма, максимально приближенная к пиниям тока Такое выполнение осевого лопастного колеса позволяет отливать его в металлических формах с осевым разьемом: При этом достигается уменьшение гидравлических потерь. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

2003902

Изобретение относится к машиностроению и касается конструкции осевого лопастного колеса гидротрансформатора.

Цель изобретения — уменьшение гидравлических потерь, На фиг, 1 показан разрез по оси гидротрансформатора с осевым лопастным колесом в кач-; на фиг. 2 показана в увеличенном масштабе меридиональная проекция боковой поверхности лопасти возле обода лопастного колеса, показанного на фиг. 1; на фиг. 3 — вид А на фиг.

1; на фиг, 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 показана в увеличенном масштабе меридиональная проекция всей боковой поверхности осевого лопастного колеса от ступицы до обода.

Осевое лопастное колесо гидротрансформатора (фиг, 1), состоящего из насосного, 1, турбинного колеса 2 и колеса 3 реактора, содержит ступицу 4, обод 5 и расположенные между ними пространственные лопасти

6, Боковая поверхность 7 (фиг, 2) лопастей 6 образована прямыми линиями 8. При этом возле обода со стороны выходной кромки 9 лопасть ограничена конической .поверхностью 10, образующие которой наклонены под тупым углом а (фиг. 2) .к вертикали.

Между проекциями соседних лопастей на плоскость, перпендикулярную оси вращения, выйолнен технологический окружной зазор 11 (фиг. 3), позволяющий изготавливать осевое лопастное колесо в литейной форме с осевым разъемом. Поверхность обода 5 круга циркуляции 12 (фиг. 1) имеет цилиндрические участки 13 (фиг. 2 и 4} у выходной кромки 9 со стороны корыта 14 лопасти и ближе. к входной кромке 15 со стороны спинки 16, а также имеет тороидальные участки 17 у выходной кромки.9 со стороны спинки 16 лопасти и у входной: кромки 15 со стороны корыта 14 лопасти.

Боковая поверхность 7 (фиг. 2) возле обода колеса в его меридиональной проекции со . стороны корыта 14 и со стороны спинки 16 от входной кромки 15 до образующей 18, (фиг. 2), расположенной между осью 19 симметрии обода и выходной кромкой 9, образована вертикальными прямыми 8(на фиг. 2 для боковой поверхности со стороны корыта показаны сплошными линиями, а со стороны спинки — пунктирными). На остальном участке боковая поверхность спинки 16 лопасти возле обода образована прямыми

20, наклоненными под тупыми углами (см.. например, угол р на фиг. 2) к вертикали, Причем в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения колеса, прямые 8 и.

20 по крайней мере на участке между прямыми 19 и 9 совпадают с радиусами вращения (см., например, радиус 21 на фиг. 3).

Линии 22 перегиба между поверхностями спинки 16, образованными прямыми R и 20, придан вид, максимально приближенный к виду линии тока.

Кроме того, боковая поверхность порасти возле ступицы 4 может быть образована

" прямыми в меридиональной проекции коле10 са, сходящимися около оси 24 вращения. В проекции на плоскость, перпендикулярную оси 24, прямые 23 совпадают с радиусами вращения, В колесе выходная кромка 9 (фиг, 3) имеет небольшую толщину по всей высоте

15 лопасти. При этом уменьшается и площадь боковой поверхности лопасти, поскольку участок этой поверхности между образующей 18 и конической поверхностью 10 возле выходной кромки 9, образован прямыми 20, более близкими к перпендикулярному направлению по отношению к тороидальной поверхности t7 обода, чем прямые 8. Целе- . сообразность использования прямых 8 в качестве образующих остальных участков боковой поверхности лопасти возле обода объясняется тем, что указанные участки либо примыкают к цилиндрическим поверхностям 13 обода, либо относятся к входному участку 26 лопасти, имеющему, как правило, 30 направление, близкое к осевому (см. угол

Р на фиг. 4), и отличающемуся. боковой поверхностью, величина которой слабо изменяется от наклона образующих ее прямых к вертикали в меридиональной проекции,.о35 леса.

При работе гидротрансформатора жидкость, проходя через осевое лопастное колесо, обтекает выходные кромки 9 лопастей с малыми кромочными потерями в связи с

40 малой утолщиной лопасти возле обода колеса и выполнением линии 22 перегиба максимально приближенной к линии тока рабочей жидкости..

Уменьшению гидравлических потерь

45 энергии способствует также выбранная ориентация образующих 8 и 20, которые обеспечивают наименьшую площадь боковой поверхности лопасти.

Дополнительному уменьшению гидрав50 лических потерь энергии способствует образование боковой поверхности лопасти возле ступицы 4 прямыми, в меридиональной проекции колеса сходящимися возле оси 24 вращения, а в плоскости, перпенди55 кулярной оси 24. совпадающими с радиусами вращения, Такое выполнение боковой поверхности позволяет уменьшить ширину

В колеса возле ступицы и тем самым уменьшить в соответствии с уменьшением шага t (фиг..4) величину хорды 1 (фиг. 4) лопасти, 2003902 сохранив примерно постоянной величину

t относительного шага t = — . Учитывая, что

1 для получения минимальных профильных потерь энергии необходимо выдерживать 5 определенную оптимальную величину t. целесообразно на некоторой поверхности. расположенной. например, на радиусе (0,8 .;. 0,9) Ro (Ro см, фиг. 1), спрофилировать лопасть с оптимальным относительным ша- .10 гом t, а затем, применяя для образования терь, меридиональные проекции образующих боковой поверхности лопастей, 15 расположенные вблизи обода на участке между входной кромкой и образующей промежуточной между осью симметрии меридиональной проекции обола и выходной кромкой, как на корыте, так и на спинке, имеют вид вертикальных прямых, - на остальных участках спички вблизи обода— прямых, направленных к центру круга циркуляции.

2. Колесо по п.1. отличающееся тем, что проекции образующих боковой поверхности лопастей на плоскость. перпендикулярную к оси вращения, на участке по крайней мере между выходной кромкой и

g0 осью симметрии меридиональной проекции обода совпадают с радиусами.

Формула изобретения

ОСЕВОЕ ЛОПАСТНОЕ КОЛЕСО

ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА, содержащее ступицу, обод и жестко скрепленные с ними лопасти с линейчатыми боковыми поверхностями и выходными кромками, расположенными вблизи обода на убывающей в сторону выходных кромок конической поверхности, при этом между проекциями соседних лопастей на плоскость, перпендикулярную к оси вращения, выполнен технологический окружнсй зазор, поверхность обода в круге циркуляции у выходной кромки со стороны корыта выполнена цилиндрической, а со стороны спинки - тороидальной, .отличающееся тем, что, с целью снижения гидравлических побоковой поверхности возле ступицы прямые 23, обеспечить такое же значение 1 и для всего участка лопасти между этой поверхностью M ступицей 4. Наличие на боковой поверхности участков, ограниченных коническими поверхностями 10 и 25 (фиг. 2 и 5), позволяет обеспечить получение оптимальной величины т. (бб) Авторское свидетельство СССР

М 12621б9, кл. F 16 Н 41!26, 1985.

2003902

2д03 902

b-b

Яж5

Кщ>ректор Л. Ливринц . Составитель E. Цуканов

Техред М,Мюргентал

Редактор Т. Лошкарева

Заказ 3319 Гираж

НПО Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушскаа наб„4/б

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент:". г; Ужгород, улЛ агарина, 101