Рабочее колесо центробежного вентилятора



Рабочее колесо центробежного вентилятора
Рабочее колесо центробежного вентилятора

 


Владельцы патента RU 2525037:

ФГБОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов. В рабочем колесе центробежного вентилятора, содержащем несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет со стороны рабочей поверхности в области выходной части накрылок, установленный с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую торцевую поверхности и вихревую камеру, сообщающуюся тангенциально с конфузорным зазором, на его выпуклую торцевую поверхность. Из вихревой камеры выполнены выпускные конфузорные каналы, причем с вогнутой рабочей поверхности накрылка в вихревую камеру выполнены впускные конфузорные каналы с тангенциальным входом в нее. Использование позволяет существенно увеличить, аэродинамическую нагруженность центробежного вентилятора. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов с загнутыми назад профильными лопатками.

Известен центробежный вентилятор [Патент 2009379 (Россия), кл. F04D 29/28. Центробежный вентилятор / Макаров В.Н., опубл. 15 марта 1994] с рабочим колесом, содержащим между несущим и покрывным дисками загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет на рабочей поверхности в области выходной части продольный выступ с криволинейной рабочей и выпуклой торцевой поверхностями, образующий конфузорный зазор с рабочей поверхностью, средняя линия которого в выходном сечении параллельна тыльной поверхности лопатки.

Данная конструкция загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса исключает возникновение застойной вихревой зоны за продольным выступом, существенно снижая интенсивность кромочного следа, что уменьшает угол отставания потока от поверхности лопатки и продольного выступа на выходе из рабочего колеса, тем самым увеличивая развиваемое им давление.

Однако такое выполнение выходной части загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса не обеспечивает необходимой энергии управляющего потока, проходящего через конфузорный зазор на ее выпуклую торцевую поверхность, то есть не позволяет существенно увеличить энергию закрутки потока на выходе из рабочего колеса, что существенно ограничивает рост аэродинамической нагруженности, то есть развиваемого давления центробежного вентилятора.

Наиболее близким по исполнению к предлагаемому техническому решению является рабочее колесо центробежного вентилятора [Патент 20390658 (Россия), кл. F04D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Макаров Н.В., Белов С.В., Фомин В.И. и др., опубл. 10 октября 2009.], содержащее несущий и покрывной диски, между которыми установлены загнутые назад профильные лопатки, на выходной части которых размещен продольный накрылок с вихревой камерой, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую тыльную поверхности и установленный с конфузорным зазором к поверхности лопатки, имеющим тангенциальный вход в вихревую камеру, а с тыльной выпуклой поверхности накрылка выполнены конфузорные каналы, соединяющие ее с вихревой камерой.

Такое исполнение накрылка загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса увеличивает энергию закрутки управляющего потока в вихревой камере, который за счет центробежной силы вращения поступает на тыльную поверхность накрылка лопатки рабочего колеса, способствуя более эффективному устранению области отрывного вихреобразования и, как результат, существенному уменьшению угла отставания основного потока на выходе из рабочего колеса в условиях значительного изменения режимов работы центробежного вентилятора. В результате этого происходит рост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора.

Однако такое выполнение выходной части загнутой назад профильной лопатки рабочего колеса не в полной мере обеспечивает рост энергии управляющего потока, закручиваемого в вихревой камере, а также не способствует улучшению структуры основного потока на рабочей вогнутой поверхности накрылка, что не позволяет существенно повысить аэродинамическую нагруженность центробежного вентилятора, поскольку не обеспечивает существенного роста перепада давления потока между рабочей и цельной поверхностями лопатки.

Задача изобретения заключается в повышении аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора за счет увеличения кинетической энергии управляющего потока, закручиваемого в вихревой камере, и его воздействия на основной поток не только на выпуклой торцевой поверхности накрылка лопатки, но и на его вогнутой рабочей поверхности.

Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом рабочем колесе центробежного вентилятора, содержащем несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет со стороны рабочей поверхности к области выходной части накрылок, установленный с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую торцевую поверхности и вихревую камеру, сообщающуюся тангенциально с конфузорным зазором на его выпуклую торцевую поверхность, из вихревой камеры выполнены выпускные конфузорные каналы. С вогнутой рабочей поверхности накрылка в вихревую камеру выполнены впускные конфузорные каналы с тангенциальным входом в нее.

На фиг.1 изображено рабочее колесо центробежного вентилятора, поперечный разрез; на фиг.2 - лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора.

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит несущий 1 и покрывной 2 диски, между которыми установлены профильные загнутые назад лопатки 3. На выходной части лопатки 3 размещен продольный накрылок 4 с вихревой камерой 5. Продольный накрылок 4 имеет вогнутую рабочую 6, выпуклую тыльную 7 поверхности и установлен с конфузорным зазором 8 к поверхности лопатки, имеющим тангенциальный вход 9 в вихревую камеру 5.

Из вихревой камеры 5 накрылка 4 на его торцевую выпуклую поверхность 7 выполнены выпускные каналы 10. С рабочей вогнутой поверхности 6 накрылка 4 в вихревую камеру 5 выполнены впускные конфузорные каналы 11 с тангенциальным входом 12 в нее. 13 - выходная кромка накрылка, то есть область перехода выпуклой торцевой 7 поверхности в вогнутую рабочую 6 поверхность накрылка 4.

При вращении рабочего колеса центробежного вентилятора поток воздуха, поступающий в межлопаточные каналы, образованные несущим 1, покрывным 2 дисками и лопатками 3, взаимодействуя с последними, поворачивается в направлении вращения колеса по рабочим поверхностям лопаток 3 и их накрылка 4. Часть потока, представляющая собой управляющий поток, за счет перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями накрылка 4 лопатки 3 через тангенциальный вход 9 конфузорного зазора 8 поступает в тангенциальном направлении в вихревую камеру 5, закручиваясь в ней со скоростью, превышающей скорость вращения рабочего колеса. За счет избыточного давления на рабочей вогнутой поверхности 6 накрылка 4 по отношению к давлению в вихревой камере 5 часть потока из межлопаточного канала по впускным конфузорным каналам 11 через тангенциальные входы 12 поступает по касательной, то есть тангенциально, в вихревую камеру 5, дополнительно увеличивая энергию вращения управляющего потока.

За счет центробежной силы вращения высокоэнергетический управляющий поток через конфузорные каналы 10 поступает на тыльную поверхность 7 накрылка 4 лопатки 3 рабочего колеса, способствуя устранению области отрывного вихреобразования, и, как результат, существенному уменьшению угла отставания основного потока на выходе из рабочего колеса в условиях значительного изменения режимов работы центробежного вентилятора. В результате этого происходит значительный рост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора.

Кроме того, отсос части потока из межлопаточного канала на рабочей вогнутой поверхности накрылка 4 через впускные конфузорные каналы 11 приводит к снижению скорости потока на рабочей поверхности накрылка 4 лопатки 3, способствуя росту давления на ней за счет эффекта Магнуса, то есть росту перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями накрылка 4 лопатки 3, что увеличивает аэродинамическую нагруженность рабочего колеса центробежного вентилятора.

Суммарный эффект уменьшения угла отставания основного потока на выходе из рабочего колеса и увеличения перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями накрылка 4 лопатки 3 за счет отсоса части основного потока с рабочей поверхности 6 накрылка 4 приводит к существенному росту аэродинамической нагруженности рабочего колеса.

По результатам проведенных экспериментов установлено, что наибольшая эффективность, то есть максимальный прирост аэродинамической нагруженности за счет увеличения перепада давления при отсосе части основного потока с рабочей поверхности 6 накрылка 4 достигается при расположении входа в один из впускных каналов 11 на выходной кромке 13 накрылка 4, то есть в области перехода выпуклой торцевой 7 поверхности в вогнутую рабочую 6 поверхность накрылка 4.

Таким образом, применение данной конструкции лопатки рабочего колеса позволяет эффективно устранять отрывное вихреобразование на тыльной стороне лопатки и увеличивать перепад давления между ее рабочей и тыльной поверхностями, что повышает аэродинамическую нагруженность рабочего колеса центробежного вентилятора.

1. Рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, на каждой из которых со стороны рабочей поверхности в области выходной части с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки установлен накрылок с вогнутой рабочей и выпуклой торцевой поверхностями, имеющий вихревую камеру, сообщающуюся тангенциально с конфузорным зазором, а из вихревой камеры на его выпуклую торцевую поверхность выполнены выпускные конфузорные каналы, отличающееся тем, что с вогнутой рабочей поверхности накрылка в вихревую камеру выполнены конфузорные впускные каналы с тангенциальным входом в нее.

2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что один из впускных конфузорных каналов выполнен с выходной кромки накрылка в вихревую камеру.



 

Похожие патенты:

Электрический погружной насос в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения содержит корпус, статор, установленный в корпусе, вал, установленный с возможностью вращения внутри корпуса, и подшипник ротора, содержащий карбидную втулку подшипника, прикрепленную к валу металлическим элементом.

Изобретение относится к конструкции погружных насосных установок с многосекционными агрегатами. Погружной насосный агрегат содержит расположенные на одной общей оси многоступенчатый центробежный насос 1, входной модуль 2, агрегат 3 гидрозащиты, электродвигатель 4 с теплообменником и с токовводным узлом 5 и погружной блок 6 телеметрии.

Группа изобретений относится к центробежному компрессору и, в частности, к каплеуловителям для удаления жидкости из компрессора, а также к способу повышения эффективности работы центробежного компрессора в газотурбинных двигателях.

Группа изобретений относится к двигателям погружных насосов. Двигатель 10 погружного насоса содержит вал 18, металлическую втулку и роторную секцию 20, соединенные с валом 18 для совместного с ним вращения.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в насосах с электроприводом мокрого или полумокрого типа, в частности в авиадвигателестроении. Насосный электроприводной агрегат содержит статор электропривода, в торцевых крышках которого со стороны всасывания и нагнетания размещены входной направляющий и спрямляющий аппараты.

Изобретение относится к турбонасосостроению. Турбонасосный агрегат содержит турбинный узел, включающий корпус подвода пара, сопловый аппарат с наклонными конфузорно-диффузорными соплами, турбину, имеющую вал с рабочим колесом, и расположенный за турбиной по потоку корпус отвода отработанного пара.

Группа изобретений относится к турбонасосостроению. Корпус насоса включает корпусы входа и отвода перекачиваемой среды и уступообразный тыльный кольцевой элемент, образующие совместно проточную полость для размещения шнекоцентробежного рабочего колеса закрытого типа и автомата осевой разгрузки ротора.

Изобретение касается гидравлической машины. Гидравлическая машина содержит колесо, размещенное на валу, при этом колесо и вал установлены подвижно с возможностью вращения вокруг оси Х5.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам магнитного подвеса (СМП) роторных машин, и может найти применение в компрессорах, турбодетандерах и других установках.

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 относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти и пластовой жидкости из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей. Ступень насоса содержит рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска с осевой опорой, нижнего диска и лопаток. По меньшей мере, одна из поверхностей трения осевых опор колес выполнена с регулярным микрорельефом в виде островков с закругленной и/или плоской поверхностью. Пространство между островками образует систему каналов, обеспечивающих удаление с поверхности трения чужеродных механических частиц. Островки регулярного микрорельефа с закругленной поверхностью могут быть выполнены в виде выпуклых шаровых сегментов одинаковой формы и размеров, расположенных рядами, образующими концентрично расположенные относительно оси рабочего колеса кольца. Изобретение направлено на снижение эксплуатационных затрат при уменьшении массы насоса за счет минимизации влияния механических и абразивных примесей на поверхности трения осевых опор рабочих колес. 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах жидкостных и ядерных ракетных двигателей. Агрегат содержит два насоса, соединенные валами с применением шлицевого соединения. На первом валу закреплено колесо турбины. На валу второго насоса установлен разгрузочный поршень автоматического устройства разгрузки осевой силы, ограниченный радиальным уплотнением в периферийной части и имеющий по обе стороны полости высокого и низкого давления. Вал одного насоса опорным торцом опирается на опорный торец вала второго насоса. Второй насос содержит шнек, установленный перед его центробежным рабочим колесом. Полость высокого давления соединена с выходом этого насоса через регулятор давления, имеющий дроссель и управляющий шток, контактирующий с торцом вала этого насоса. Полость низкого давления соединена с полостью между шнеком и рабочим колесом этого насоса. Изобретение направлено на улучшение кавитационных характеристик одного из насосов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к насосам с магнитным приводом и может быть использовано в производственных процессах, связанных с коррозионной жидкостью. Технический результат состоит в обеспечении использования в высококоррозийных условиях и условиях высоких температур до 200°С для улучшения жесткости передней опоры. Стационарный вал содержит металлическую переднюю опору, интегрированную с корпусом насоса во впуске насоса и покрытую полимерной оболочкой, изготовленной из фторполимера. Задняя опорная поверхность расположена на герметизированной нижней стороне защитной оболочки для обеспечения дополнительной опоры для стационарного вала. Рабочее колесо содержит канал для уменьшения скорости потока на впуске с целью обеспечения низкого допускаемого кавитационного запаса. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Турбокомпрессор (10, 10′), приводимый в действие отработавшими газами, для двигателя внутреннего сгорания содержит датчик (32) частоты вращения и элемент (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки для осевой фиксации по меньшей мере одного подшипника (24, 26) вала (22) турбокомпрессора. Элемент (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки на периферийной поверхности (46, 46′, 46″) содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие (48, 48′, 48″), через которое датчик частоты вращения проходит через элемент (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки. По меньшей мере одно сквозное отверстие (48, 48′, 48″), по меньшей мере, в своей части имеет по существу коническую форму в радиальном направлении элемента (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки. Достигается упрощение сборочно-монтажных работ за счёт корректировки углового положения втулки непосредственно при установке датчика за счёт конической формы отверстия. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к балансировке турбонасосов для космических двигателей. Насос содержит статор (112) и ротор, содержащий рабочее колесо (111), через которое проходит проточный тракт (114) для текучей среды. На этом колесе (111) выполнено устройство для осевой балансировки, содержащее балансировочную камеру (118) и канал (120), сформированный между колесом (111) и статором (112) и обеспечивающий отведение текучей среды из проточного тракта (114) в балансировочную камеру (118). Давление текучей среды в балансировочной камере (118) компенсирует усилия, действующие со стороны текучей среды на остальную часть ротора, обеспечивая тем самым осевую балансировку ротора. Канал (120) содержит переднее сопло (140) и заднее сопло (160), а также промежуточную кольцевую камеру (150), образованную между стенками (151, 152; 161, 162) колеса (111) и статора (112). Камера (150) расположена по направлению потока за передним соплом (140) и перед задним соплом (160) и вытянута в меридиональном направлении, а нормаль к стенке колеса (111), образующей сопла (140, 160), параллельна нормали к стенке (161, 162) статора (112), образующей сопла, и ориентирована в противоположную ей сторону. Группа изобретений направлена на создание компактного безопасного насоса с высокой производительностью. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области вентиляторостроения и касается вентиляторов, предназначенных для перемещения высокотемпературных газовых сред. Вентилятор содержит рабочую камеру, в которой размещено рабочее колесо, закрепленное на ведомом валу, муфту, включающую в себя совмещенную с ведущим валом ведущую полумуфту и скрепленную с ведомым валом ведомую полумуфту, причем ведущая и ведомая полумуфты установлены с зазором, и электродвигатель. Муфта выполнена в виде фланцевой муфты, ступицы ведущей и ведомой полумуфт соединены с фланцами посредством установленных равномерно по окружности лопастей, а фланцы ведущей и ведомой полумуфт снабжены вентиляционными отверстиями. Ведущий вал связан с валом электродвигателя посредством клиноременной передачи. Изобретение направлено на повышение надежности конструкции за счет интенсификации процесса охлаждения вала вентилятора при одновременном конструктивном упрощении устройства и снижении энергопотребления. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложены ротор для компрессора и способ его сборки. Ротор содержит первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора; стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике. Стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой. Изобретение позволяет упростить процесс сборки и разборки компрессора и устранить утечку между сквозным болтом и ротором. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Cистема насоса с непосредственным приводом предназначена для использования при перекачивании жидкостей из глубоких скважин. В насосе с непосредственным приводом подшипники или втулки имеют оптимальный шаг, учитывая различные эксплуатационные соображения, такие как нагрузка, путь, давление и натяжение. Кроме того, подшипники или втулки соединены с приводной колонной, что помогает в более эффективной установке и демонтаже. Подшипники или втулки не крепятся к эксплуатационной обсадной колонне или приводной трубе. В вариантах осуществления приводная труба может иметь отверстия, и добываемая жидкость может использоваться как смазка для подшипников системы. Обеспечивается устойчивое вращение, облегчается техническое обслуживание и ремонт насосной системы. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Описаны система и способ динамической балансировки осевых нагрузок в центробежных компрессорах (10) для снижения остаточных осевых нагрузок на подшипники (20). Датчик или зонд (42) измеряет параметр, связанный с осевой нагрузкой, воздействующей на подшипник (20). На основе измеренного параметра управляют давлением в балансировочной камере (34) для регулировки компенсирующей осевой силы, формируемой балансировочным барабаном (28). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры в первичном потоке двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя. Изобретение предоставляет устройство для измерения температуры на входе компрессора в проточном канале первичного потока двухконтурного турбореактивного двигателя. Устройство содержит воздухонепроницаемую пустотелую конструкцию, образующую соединительный кронштейн (36b) разделительного корпуса (30) турбореактивного двигателя и выполненную с возможностью радиально проходить через проточный канал (16) для первичного потока, и проточный канал (18) для вторичного потока турбореактивного двигателя. Соединительный кронштейн (36b) имеет по меньшей мере одно воздухозаборное отверстие (44), открывающееся в проточный канал первичного потока на входе компрессора, и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие (46), выполненное так, чтобы вести в зону турбореактивного двигателя, где окружающее давление меньше давления в проточном канале первичного потока на входе компрессора. Устройство включает в себя датчик (48) температуры, чувствительный элемент которого размещен внутри соединительного кронштейна. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх