Роторно-вихревая машина



Роторно-вихревая машина
Роторно-вихревая машина

 


Владельцы патента RU 2519624:

Сломинский Сергей Владимирович (RU)
Лейковский Вячеслав Юрьевич (RU)

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к конструкции роторно-вихревых машин. Вихревая машина содержит статор, ротор и образованную между ними рабочую камеру. Рабочая камера сообщена с каналами для подвода и отвода рабочей среды. Ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры. В рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором. Каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору и установленную под углом β=5÷20° к меридиональной плоскости, проходящей через центр передней кромки лопатки. Средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, наклонена к указанной меридиональной плоскости под углом α=5÷60°. Передняя кромка выполнена плоской с образованием острого края между плоскостью кромки и поверхностью лопатки, обращенной к статору. Плоскость кромки параллельна плоскости поперечного сечения статора. Изобретение обеспечивает возможность минимизировать зазор между ротором и статором и, тем самым, позволяет повысить эффективность работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к вихревым машинам, и может быть использовано в насосах, компрессорах и т.п.

Из уровня техники известна роторно-вихревая машина, содержащая статор, ротор и образованную между ними рабочую камеру, сообщенную с каналами для подвода и отвода рабочей среды, ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, причем каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору и установленную под углом β=0÷26° к меридиональной плоскости, проходящей через центр передней кромки лопатки, а средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, наклонена к указанной меридиональной плоскости под углом α=0÷70° (см. патент RU 2449174, кл. F04D 5/00, опубл. 27.04.2012). Основным недостатком известного устройства является невозможность обеспечения минимального зазора между ротором и статором из-за формы кромки. Кроме того, скругленная кромка ухудшает вихревые показатели создаваемого потока.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в обеспечении возможности минимизировать зазор между ротором и статором и, тем самым, повысить эффективность работы устройства. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в роторно-вихревой машине, содержащей статор, ротор и образованную между ними рабочую камеру, сообщенную с каналами для подвода и отвода рабочей среды, ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, причем каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору и установленную под углом β=5÷20° к меридиональной плоскости, проходящей через центр передней кромки лопатки, а средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, наклонена к указанной меридиональной плоскости под углом α=5÷60°, передняя кромка выполнена плоской с образованием острого края между плоскостью кромки и поверхностью лопатки, обращенной к статору, причем плоскость кромки параллельна плоскости поперечного сечения статора. Толщина лопаток предпочтительно увеличивается к их основанию. Разделитель целесообразно выполнять с отсечными кромками, конгруэнтными передней кромке лопатки и ограничивающими участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток. Отношение максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения предпочтительно лежит в пределах 4.0÷9.0.

На фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемой машины;

на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1.

Роторно-вихревая машина содержит статор 1 и ротор 2, между которыми образована рабочая камера 3, сообщенная с каналами для подвода и отвода рабочей среды (на чертежах не показаны). Ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры. Отношение максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения лежит в пределах 4.0÷9.0. При выполнении этого соотношения меньше 4.0 центробежное ускорение, сообщаемое рабочей среде ротором, недостаточно для нормального вихреобразования на входе рабочей среды в рабочую камеру, что приводит к увеличению перетечек рабочей среды по рабочей камере. Выполнение этого соотношения более 9.0 приводит к увеличению утечек из рабочей полости по щелевым зазорам между ротором и статором за счет увеличения площади проходного сечения щелевого зазора между ротором и статором.

В камере 3 расположены лопатки 4, связанные со статором 1, и разделитель 5, связанный с ротором 2. Толщина лопаток 4 увеличивается к их основанию 6. Лопатки 4 содержат переднюю кромку 7, обращенную к ротору 2. Каждая лопатка 4 установлена под углом β=5÷26° к меридиональной плоскости 8, проходящей через центр ее передней кромки 7. Кроме того передняя кромка 7 выполнена плоской с образованием острого края 10 между плоскостью кромки и поверхностью 11 лопатки, обращенной к статору 1, причем плоскость кромки 7 параллельна плоскости поперечного сечения статора 1. При этом средняя линия 9 поперечного сечения лопатки 4, проведенная через центр передней кромки 7, наклонена к указанной меридиональной плоскости под углом α=5÷60°. Проведенные многочисленные испытания показали, что при α меньше 5° резко возрастает перетечка рабочей среды от выходного канала к входному, а больше 60° - уменьшается интенсивность продольного вихреобразования. Отсечные кромки разделителя 5 конгруэнтны передней кромке лопаток 4 и ограничивают участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток 4. Этим обеспечивается максимальное использование длины рабочей камеры и максимальное использование длины передней кромки лопатки для уменьшения перетечек рабочей среды.

Предлагаемое выполнение кромок 7 позволяет ротор 2 практически вплотную придвинуть к лопаткам 4 статора 1, что значительно снизит протечки, уменьшающие эффективность работы вихревой машины. Кроме того, острый край 10 между кромкой 7 и поверхностью 11 лопатки 4 уменьшает интенсивность образования завихрений в этой области, дополнительно снижая количество протечек.

1. Роторно-вихревая машина, содержащая статор, ротор и образованную между ними рабочую камеру, сообщенную с каналами для подвода и отвода рабочей среды, ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры, в рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором, причем каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору и установленную под углом β=5÷20° к меридиональной плоскости, проходящей через центр передней кромки лопатки, а средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, наклонена к указанной меридиональной плоскости под острым углом, отличающаяся тем, что угол α лежит в пределах 5÷60°, передняя кромка лопатки выполнена плоской с образованием острого края между плоскостью кромки и поверхностью лопатки, обращенной к статору, причем плоскость кромки параллельна плоскости поперечного сечения статора.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что толщина лопаток увеличивается к их основанию.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что разделитель выполнен с отсечными кромками, конгруэнтными передней кромке лопатки и ограничивающими участок поверхности разделителя, обращенный к передним кромкам лопаток.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что отношение максимального радиуса рабочей полости к ширине ее сечения лежит в пределах 4.0÷9.0.



 

Похожие патенты:

Насос дискового типа относится к динамическим насосным агрегатам для перекачивания высоковязких сред, в том числе агрессивных, пожаровзрывоопасных, содержащих взвешенные твердые и мягкие включения.

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к роторно-вихревым машинам, и может быть использовано как в составе насоса, так и в составе двигателя.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в составе гидросистем изделий авиационной и ракетной техники. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в насосах, двигателях и компрессорах. .

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для насосов с круговым поперечным потоком рабочего вещества, а именно для вихревых насосов. .

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для насосов с круговым поперечным потоком рабочего вещества, а именно - для вихревых насосов. .

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для насосов с круговым или поперечным потоком рабочего вещества, а именно для вихревых насосов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в технологических процессах. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к насосостроению, и предназначено для перекачки жидкостей. .

Многоступенчатая радиальная турбина содержит поворотный вал, группу роторных лопаток, группу сопел и соединительный канал. Роторные лопатки установлены на валу через промежутки и направляют поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении, по существу в продольном направлении.

Вентиляционное устройство (14) для использования с вращательным элементом (18) включает в себя кожух (16), включающий в себя крышку и выпускной участок, проходящий от крышки.

Турбинная установка, содержащая, по меньшей мере, одно первое и одно второе рабочие колеса, вал и систему подшипников. Задние поверхности рабочих колес обращены друг к другу.

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к роторно-вихревым машинам, и может быть использовано как в составе насоса, так и в составе двигателя.

Изобретение относится к составной части машины для газовой турбины с основной частью, изготовленной из исходного материала, которая в частичной области своей поверхности снабжена футеровкой из наносимого материала с большей твердостью и/или вязкостью по сравнению с исходным материалом.

Изобретение относится к способу нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, имеющего следующий состав, мас.%: 3,5-7,5 Сr, 0-1,5 Мо, 1,5-5,5 Re, 2,5-5,5 Ru, 3,5-8,5 W, 5-6,5 Al, 0-2,5 Ti, 4,5-9 Та, 0,08-0,12 Hf, 0,08-0,12 Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в насосах, двигателях и компрессорах. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к турбостроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин. Паровая турбина включает ротор с рабочими лопатками, цилиндр с установленным на нем концевым уплотнением и коллектор подачи пара на уплотнения. Коллектор соединен посредством трубопровода с концевым уплотнением турбины. В пространстве между ротором, цилиндром и концевым уплотнением установлен направляющий аппарат, вход которого соединен трубопроводом с коллектором подачи пара на уплотнения, а выход с выхлопным патрубком турбины. Изобретение позволяет повысить надежность турбины. 1 ил.
Наверх