Рабочее колесо центробежного компрессора

Авторы патента:

F04D29/28 - центробежных и спирально-центробежных

F04D29/00 - Конструктивные элементы, узлы и вспомогательные устройства (детали машин вообще F16)

Владельцы патента RU 2503854:

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

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.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в центробежных компрессорах.

Рабочее колесо является одним из самых высоконагруженных элементов центробежного компрессора, в котором происходит подвод энергии к сжимаемой среде.

Рабочие колеса могут иметь покрывной диск, тогда их называют закрытыми, а могут быть без покрывного диска, тогда их называют полуоткрытыми.

При вращении колеса величины давления и скорости около передней и задней стенок лопаток резко отличаются. Вследствие чего на выходе из колеса имеется неравномерное по окружной координате поле давлений и скоростей - шаговая неравномерность. При использовании лопаточного диффузора, установленного после рабочего колеса, неравномерное поле давлений и скоростей вызывает колебания во времени лопаток диффузора, лопаток, основного и покрывного дисков колеса. В компрессора высокого давления (более 80 кгс/см²) эти колебания становятся значительны по абсолютной величине и их необходимо учитывать при расчете колеса на прочность. Также неравномерное поле давлений и скоростей является источником аэродинамических потерь, что снижает коэффициент полезного действия центробежного компрессора.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и диск, лопатки, выполненные загнутыми назад относительно направления движения, при этом профиль каждой лопатки в основной части, находящейся между передним и основным диском, выполнен прямолинейным (см. патент РФ №2310774). Угол наклона такой лопатки при переходе от внутреннего диаметра к периферии переменный и изменяется от меньшего к большему.

Недостатком известного рабочего колеса является неравномерность по окружной координате поля давлений и скоростей вследствие активного взаимодействия лопаток и потока вплоть до его выхода из колеса.

Техническим результатом изобретения является снижение шаговой неравномерности давлений и скоростей потока при его движении по инерции (без внешнего принудительного воздействия) на участке канала с постоянным углом наклона лопатки, повышение КПД.

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.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

1 - основной диск;

2 - лопатки;

3 - входная кромка;

4 - выходная кромка.

Рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск 1 с равномерно расположенными на нем лопатками 2, которые выполнены загнутыми назад относительно направления движения, а на периферийном участке лопатки выполнены с постоянным углом β наклона, меньше 90 градусов. На криволинейном профиле с постоянным углом β наклона касательная к линии профиля про переходе от внутреннего диаметра к периферии совершает поворот на некоторый угол. Участок с постоянным углом β наклона начинается на расстоянии D, равном 0,7-0,95 D₂ от наружного диаметра колеса. Угол наклона лопатки 2 на участке от входной кромки 3 до диаметра D выполнен переменным. Рабочее колесо может иметь покрывной диск или не иметь его.

Таким образом, предлагаемое рабочее колесо центробежного компрессора обеспечивает повышение КПД и снижает величину пульсаций давлений и скоростей на выходе из него. Это способствует снижению переменных нагрузок, действующих на колесо и диффузор, приводящих к повышению их усталостной прочности.

Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск, лопатки, выполненные загнутыми назад относительно направления движения, отличающееся тем, что 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.

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.

Способ повышения давления и экономичности лопастных турбомашин // 2482337

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

Способ изготовления рабочих колес центробежных копрессоров // 2459980

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

Диагональный вентилятор // 2455528

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.

Ступень центробежного компрессора // 2452876

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.

Осерадиальное рабочее колесо тоннельного типа // 2451839

Изобретение относится к компрессоростроению и насосостроению. .

Рабочее колесо центробежного компрессора // 2450165

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

Рабочее колесо центробежного компрессора // 2449179

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

Рабочее колесо центробежного компрессора (варианты) // 2445516

Способ изготовления рабочего колеса центробежного компрессора из композиционного материала // 2432502

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.

Погружной центробежный агрегат // 2499915

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным электронасосным агрегатам, используемым для добычи нефти и откачки воды из скважин.

Оседиагональный шнековый насос с двухсторонним автоматом разгрузки ротора от осевой силы // 2499161

Изобретение относится к области насосостроения. Насос содержит корпус с подводом и отводом и ротор.

Погружной центробежный насосный агрегат // 2498114

Установка электроцентробежного насоса для добычи нефти и закачки воды в пласт // 2492320

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для одновременно раздельной добычи нефти и закачки воды в обводненных скважинах, оборудованных установками электроцентробежных насосов.

Магистральный нефтяной центробежный насос с ротором на подшипниках качения и способ улучшения характеристик насоса // 2485352

Магистральный электронасосный агрегат с креплениями к раме с использованием подводимых опор и способ улучшения характеристик агрегата // 2484304

Изобретение относится к электронасосным агрегатам, в частности, с магистральными горизонтальными центробежными насосами. .

Ротор для гидравлической машины // 2482336

Способ диагностирования износа подшипников скольжения насоса, работающих на перекачиваемой среде // 2482335

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосам, работающим на подшипниках скольжения, смазываемых перекачиваемой средой. .

Вакуумный центробежный компрессор // 2480631

Изобретение относится к области центробежного компрессоростроения, в частности к вакуумным циркуляционным компрессорам. .

Насос // 2479754

Изобретение относится к насосу, в частности к циркуляционному насосу, включающему в себя расположенное в корпусе 1а, 3 насоса лопастное колесо 2, с помощью которого жидкость может перемещаться от входного отверстия 1с к выходному отверстию 1d.

Способ формирования сигналов отклонения ротора в системах магнитного подвеса роторных машин и устройство для его реализации (варианты) // 2507420

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам магнитного подвеса (СМП) роторных машин, и может найти применение в компрессорах, турбодетандерах и других установках. Способ формирования сигнала отклонения ротора в системах магнитного подвеса роторной машины с управлением тока посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ-управлением) в электромагните заключается в подаче сигналов ШИМ-управления на вход усилителя 1 мощности. С выхода усилителя 1 сигналы в виде напряжений многоугольной формы подают на электромагнит 3. Одновременно осуществляется подача сигналов тока на преобразователь 2 тока электромагнита 3 с последующим выделением переменной составляющей тока пилообразной формы. Далее ее преобразуют в сигнал, пропорциональный крутизне пилообразного сигнала тока в интервале коммутации сигнала ШИМ-управления, и последующего его преобразования в сигнал отклонения ротора. Изобретение направлено на упрощение схемы "самоконтроля" и создание более простого устройства бездатчикового магнитного подвеса, которое позволит упростить конструкцию опор роторной машины и повысить помехозащищенность СМП. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.