Рабочее колесо центробежного компрессора (варианты)



Рабочее колесо центробежного компрессора (варианты)
Рабочее колесо центробежного компрессора (варианты)
Рабочее колесо центробежного компрессора (варианты)

 


Владельцы патента RU 2445516:

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" (RU)

Группа изобретений относится к компрессоростроению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров. Рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, при этом входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, а средние участки образуют боковые стороны и меньшее основание трапеции, причем боковые стороны трапеции составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала угол 12°…18°. Согласно второму варианту входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, смежные с ними участки образуют боковые стороны трапеции, а участки ломаной линии, расположенные на малом основании трапеции, сопряжены с боковыми сторонами двух щелевидных углублений, образованных в трапециевидном выступе, боковые стороны каждого из щелевидных углублений параллельны соответствующей боковой стороне трапеции. Техническим результатом заявляемой группы изобретений является снижение гидравлических потерь в рабочем колесе и повышение его КПД. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Группа изобретений относится к компрессоростроению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки определенной толщины (см. Патент RU 2015420, опубликован 30.06.1994 г.).

Недостатком известного рабочего колеса является наличие гидравлических потерь при его работе, из-за чего снижается КПД.

Техническим результатом заявляемой группы изобретений является снижение гидравлических потерь в рабочем колесе и повышение его КПД.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, при этом входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, а средние участки образуют боковые стороны и меньшее основание трапеции, причем боковые стороны трапеции составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала угол 12…18 градусов.

Кроме того, трапециевидный выступ расположен асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала.

Согласно второму варианту изобретения технический результат достигается благодаря тому, что рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, при этом входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, смежные с ними участки образуют боковые стороны трапеции, а участки ломаной линии, расположенные на малом основании трапеции, сопряжены с боковыми сторонами двух щелевидных углублений, образованных в трапециевидном выступе, боковые стороны каждого из щелевидных углублений параллельны соответствующей боковой стороне трапеции, причем боковые стороны трапециевидного выступа составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала угол 12…18 градусов.

Кроме того, соединяющий боковые стороны каждого щелевидного углубления участок ломаной линии может быть расположен на одной прямой с краевыми участками ломаной линии, а трапециевидный выступ и щелевидные углубления расположены асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено рабочее колесо с местным разрезом, вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 с выполнением лопаток согласно первому варианту изобретения; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 с выполнением лопаток согласно второму варианту изобретения.

Рабочее колесо центробежного компрессора содержит расположенные соосно основной 1 и покрывной 2 диски, внешние диаметры которых равны. В полости между внутренними поверхностями основного 1 и покрывного 2 дисков расположены дугообразные лопатки 3 (фиг.2, 3) таким образом, что выходная кромка 4 каждой лопатки 3 соединяет внешние диаметры основного 1 и покрывного 2 дисков, а входная кромка 5 каждой следующей лопатки 3 направлена к входной кромке 5 предыдущей лопатки 3, за счет чего между задней поверхностью 6 предыдущей лопатки 3 и передней поверхностью 7 следующей лопатки 3 образуется расширяющийся межлопаточный канал 8 (фиг.1).

Согласно первому варианту выполнения рабочего колеса входная кромка 5 каждой лопатки 3 имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ 9, расположенный асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала 8, причем краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, а средние участки образуют боковые стороны 10, 11 и меньшее основание 12 трапеции (фиг.2).

Согласно второму варианту выполнения рабочего колеса входная кромка 5 каждой лопатки 3 имеет также контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ 9, краевые участки ломаной линии также лежат на одной прямой, смежные с ними участки образуют боковые стороны 10, 11 трапеции, а участки ломаной линии, расположенные на малом основании 12 трапеции, сопряжены с боковыми сторонами двух щелевидных углублений 13, образованных в трапециевидном выступе 9 с образованием дополнительного трапециевидного выступа 14 с боковыми сторонами 15 и 16 (фиг.3). Боковые стороны каждого из щелевидных углублений 13 параллельны соответствующей боковой стороне 10, 11 трапеции, а соединяющий боковые стороны каждого щелевидного углубления 13 участок ломаной линии расположен на одной прямой с краевыми участками ломаной линии, причем трапециевидный выступ 9 и щелевидные углубления 13 расположены асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала 8.

Согласно обоим вариантам выполнения рабочего колеса боковые стороны 10 и 11 трапециевидного выступа 9 составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала 8 угол 12…18 градусов.

Рабочее колесо центробежного компрессора работает следующим образом. Поток газа в процессе работы рабочего колеса натекает на входные кромки 5 каждой лопатки 3. При обтекании боковых сторон 10 и 11 трапециевидного выступа 9 образуется пара вихрей: вихрь, направленный от задней поверхности 6 лопатки 3 к передней поверхности 7 следующей лопатки 3 вдоль внутренней поверхности покрывного диска 2, и вихрь, направленный от задней поверхности 6 лопатки 3 к передней поверхности 7 следующей лопатки 3 вдоль внутренней поверхности основного диска 1.

При работе рабочего колеса, имеющего лопатки 3, выполненные по второму варианту изобретения с щелевидными углублениями 13 и дополнительным трапециевидным выступом 14, обтекание потоком сжимаемого газа боковых сторон 15 и 16 дополнительного трапециевидного выступа 14 образует дополнительную пару вихрей, усиливающих пару вихрей от боковых сторон 10 и 11 трапециевидного выступа 9.

Таким образом, благодаря такому выполнению рабочего колеса возникновение вторичного течения, состоящего в перетекании сжимаемого в рабочем колесе газа от передней поверхности 7 лопатки 3 к задней поверхности 6 предыдущей лопатки 3 вдоль внутренних поверхностей основного 1 и покрывного 2 дисков предотвращается, что обеспечивает снижение гидравлических потерь и повышение КПД рабочих колес центробежных компрессоров.

1. Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, отличающееся тем, что входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, а средние участки образуют боковые стороны и меньшее основание трапеции, при этом боковые стороны трапеции составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала угол 12…18°.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что трапециевидный выступ расположен асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала.

3. Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, отличающееся тем, что входная кромка каждой лопатки имеет контур в виде ломаной линии, образующей трапециевидный выступ, краевые участки ломаной линии лежат на одной прямой, смежные с ними участки образуют боковые стороны трапеции, а участки ломаной линии, расположенные на малом основании трапеции, сопряжены с боковыми сторонами двух щелевидных углублений, образованных в трапециевидном выступе, боковые стороны каждого из щелевидных углублений параллельны соответствующей боковой стороне трапеции, при этом боковые стороны трапециевидного выступа составляют с осевой линией меридионального сечения межлопаточного канала угол 12…18°.

4. Колесо по п.3, отличающееся тем, что соединяющий боковые стороны каждого щелевидного углубления участок ломаной линии расположен на одной прямой с краевыми участками ломаной линии.

5. Колесо по п.3, отличающееся тем, что трапециевидный выступ и щелевидные углубления расположены асимметрично относительно оси меридионального сечения межлопаточного канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области турбинного машиностроения, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных компрессоров, в частности газотурбинных двигателей, может быть использовано в авиационной, ракетной технике, автомобильном двигателестроении и других отраслях промышленности и позволяет создать высоконагруженную конструкцию рабочего колеса центробежного компрессора из композиционного материала при значительном снижении его массы и повышенной жесткости и прочности.

Изобретение относится к области турбомашин, в частности к центробежным, насосам, компрессорам. .

Изобретение относится к рабочим колесам радиальных вентиляторов и компрессоров и позволяет при его использовании повысить напорную аэродинамическую характеристику и КПД радиального рабочего колеса.

Изобретение относится к области вентиляторо-, насосо- и компрессоростроения. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а более конкретно к рабочим колесам турбомашин газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при изготовлении рабочих колес с межлопастными каналами центробежных насосов энергетических установок.

Изобретение относится к управлению компрессорными установками, эксплуатируемыми в различных отраслях народного хозяйства, находящимися в климатических условиях с длительным воздействием отрицательных температур, и особенно для шахтных предприятий горной промышленности.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к центробежным вентиляторам с профильными загнутыми назад лопатками рабочего колеса, и обеспечивает повышение аэродинамической нагруженности центробежного вентилятора с помощью устранения отрывного вихреобразования на тыльной стороне лопатки его рабочего колеса.

Изобретение относится к области компрессорной техники. .

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к конструкциям рабочих колес радиальных вентиляторов, и может быть использовано в системах общеобменной вентиляции.

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров

Изобретение относится к компрессоростроению и насосостроению

Изобретение относится к машиностроению, в частности к компрессоростроению, может быть использовано в конструкциях газотурбинных двигателей (ГТД) как авиационного, так и наземного применения и обеспечивает при его использовании повышение КПД ступени центробежного компрессора за счет уменьшения потерь в проточной части ступени на участке, ограниченном с одной стороны входом поворотного лопаточного диффузора, а с другой - выходом спрямляющего аппарата

Изобретение относится к вентиляторостроению и позволяет при его использовании обеспечить расширение области устойчивой работы и промышленного использования вентилятора путем уменьшения вращающегося срыва в его лопаточных венцах

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к способам изготовления рабочего колеса центробежного компрессора

Изобретение относится к лопастным турбомашинам и касается способа передачи потенциальной и кинетической энергии жидкой или газообразной среде

Рабочее колесо центробежного компрессора турбомашины имеет по меньшей мере одну лопатку (24), присоединенную к ступице (26) рабочего колеса посредством галтели (27). Лопатка продолжается вдоль хорды, образованной между передней кромкой (28) и задней кромкой лопатки. Галтель (27) имеет форму, которая изменяется непрерывно вдоль хорды. Галтель (27) представляет собой участок (Р) эллипса (Е1). Галтель (27) подвергается изменению посредством непрерывного изменения длин осей эллипса. Достигается оптимальное распределение механической прочности лопатки вдоль хорды. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в центробежных компрессорах. Технический результат достигается тем, что рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск, лопатки, выполненные загнутыми назад относительно направления движения, согласно изменению, на периферийном участке лопатки выполнены с постоянным углом наклона, причем участок с постоянным углом наклона начинается на расстоянии, равном 0,7-0,95 D2 от наружного диаметра колеса. Изобретение направлено на снижение шаговой неравномерности скоростей и давлений на выходе, повышение КПД. 1 ил.

Импеллер компрессорной ступени газотурбинной установки для использования внутри защитной конструкции содержит ступицу, лопасть и охватывающее ступицу кольцо. Ступица имеет шейку для восприятия вращающего усилия. Лопасть закреплена на ступице для нагнетания воздуха при своем вращении совместно со ступицей. Шейка смещена в осевом направлении относительно лопасти. Охватывающее ступицу кольцо ослабляет последствия разрушения ступицы на части с возможностью соответствующего снижения веса защитной конструкции по сравнению с весом другой защитной конструкции, в которую может быть заключен указанный импеллер при отсутствии указанного кольца, при условии, что обе защитные конструкции имеют толщины, достаточные для удерживания указанных частей. Кольцо установлено на шейку ступицы по посадке с натягом. Достигается снижение общей массы установки без ухудшения защиты, упрощение конструкции и технологии сборки. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх