Высоконапорный волновой нагнетатель


 


Владельцы патента RU 2542173:

Смирнов Виктор Павлович (RU)

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в компрессорах или энергопреобразовательных установках, работающих в паровых или газовых средах. Технический результат обеспечивается за счет того, что в высоконапорном центробежном компрессоре, состоящем из корпуса, с размещенным внутри на приводном валу несущим диском с радиальными рабочими лопатками, согласно изобретению, рабочие лопатки, образующие камеры нагнетания, выполнены в виде ломаной линии от оси своего направления, синхронно изогнуты, имея угол плавного изгиба 27,5 градусов. Изобретение направлено на увеличение интенсификации процесса сжатия и увеличения напорных характеристик устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Использование: в качестве высоконапорного центробежного компрессора для паровых и газовых сред, в технических устройствах и энергопреобразовательных установках.

Сущность изобретения: высоконапорный центробежный компрессор с применением принципиально новых решений в области воздействия на перемещаемую и сжимаемую среду для ее сжатия и охлаждения в период процесса сжатия.

Изобретение относится к совместному решению новых задач в одном устройстве для интенсификации процесса сжатия и увеличения напорных характеристик устройства.

Существуют решения, направленные на выполнение поставленной задачи, повышение напора за счет установки многоступенчатых центробежных рабочих колес, увеличения количества напорных лопаток или увеличения диаметра рабочего колеса. Одно из таких решений выбрано в качестве прототипа (US 5368443, 29.11.1994).

Решение по прототипу направлено на увеличение напорных характеристик устройства, за счет установки криволинейных лопаток радиально и на различных расстояниях от центра вращения, но не решают задачу в полной мере из-за малой частоты (количества) установленных лопаток, что способствует внутренней циркуляции (помпажу) при увеличении напора.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение напорных характеристик центробежного компрессора, и данная цель достигается применением новых технических решений, а именно: в соответствии с пунктом формулы - 1, высоконапорный центробежный компрессор состоит из корпуса, с размещенным внутри на приводном валу несущим диском с радиальными рабочими лопатками, при этом, с целью увеличения напора, рабочие лопатки, образующие камеры нагнетания, выполнены в виде ломаной линии, синхронно изогнуты с углом плавного изгиба 27,5 градусов.

В соответствии с пунктом формулы - 2 в высоконапорном центробежном компрессоре, количество рабочих лопаток увеличивается от П1 до ПХ в арифметической прогрессии, где П - количество рабочих лопаток, при этом начало следующих рядов лопаток по диаметру начинается от длины дуги условного прохода канала, равной двум длинам дуг начала предыдущих двух рядов лопаток.

В соответствии с пунктом формулы -1, две синхронно изогнутые рабочие лопатки 2, как ограничение объема потока среды и одновременно ее многократные изменения направления (по условиям формулы изобретения +_27,5°), перемещаемому потоку сообщается двухстороннее попеременное обжатие, без снижения центробежной силы. При данных условиях этот процесс можно рассматривать как высоконапорный центробежный компрессор, где также потоку задается ускорение на рабочих лопатках и торможение на направляющих лопатках компрессора. Большей степени обжатия будет способствовать больший угол 4, изменения наклона до 45°, а также центробежная сила, зависящая от физических характеристик среды и радиальной скорости вращения рабочего колеса компрессора.

В соответствии с пунктом формулы 2, математически заданное количество рабочих лопаток обеспечивает оптимизацию объемных камер нагнетания по условиям упругости паровых и газовых сред, для процесса сжатия, а также по условиям уменьшения потерь на внутреннюю круговую циркуляцию (помпаж), что также увеличивает степень нагнетания.

На чертеже показано объемное представление о сущности заявленных новых технических решениях, обеспечивающих волнообразных проход среды по межлопаточным каналам, а также математическая закономерность размещения начала ряда следующих волнообразных лопаток и зона ввода охлажденной части среды с целью повышения напорных характеристик компрессора.

Обозначения: 1 - несущий диск рабочих лопаток,

2 - рабочие волновые лопатки компрессора (нагнетателя),

3 - осевая линия направления волновых лопаток,

4 - угол отклонения от осевой линии,

5 - зона регенеративного ввода среды,

L - длина дуги по диаметру начала ряда лопаток.

Представленные новые технические решения в предлагаемом изобретении позволяют во многих технических устройствах, предназначенных для нагнетания и сжатия паровых и газовых сред, не использовать многоступенчатые, технологически сложные и дорогие устройства, а использовать новые решения с меньшими затратами для выполнения обозначенных задач.

1. Высоконапорный центробежный компрессор, состоящий из корпуса, с размещенным внутри на приводном валу несущим диском с радиальными рабочими лопатками, отличающийся тем, что рабочие лопатки, образующие камеры нагнетания, выполнены в виде ломаной линии и синхронно изогнуты с углом плавного изгиба 27,5 градусов.

2. Высоконапорный центробежный компрессор по п.1, отличающийся тем, что количество рабочих лопаток увеличивается от П1 до ПХ в арифметической прогрессии, где П - количество рабочих лопаток, при этом начало следующих рядов лопаток по диаметру начинается от длины дуги условного прохода канала, равной двум длинам дут начала предыдущих двух рядов лопаток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к роторам высокоскоростных центробежных компрессоров. Ротор центробежного компрессора содержит вал и установленное на нем рабочее колесо, включающее основной и покрывной диски с лопатками, в центральной части ступицы основного диска выполнена кольцевая проточка, разделяющая цилиндрические опорные поверхности, при этом в нем в ступице около опорной поверхности, размещенной с противоположной стороны от покрывного диска, выполнен кольцевой паз, который сообщен с внешней средой четырьмя или более отверстиями, сгруппированными попарно, диаметрально противоположно, при этом хотя бы в отверстиях одной пары выполнена резьба.

Изобретение относится к компрессорной технике и может применяться для центробежных компрессоров при изготовлении роторов. Ротор центробежного компрессора содержит вал с упорным буртиком и рабочее колесо, ступица которого имеет посадочные цилиндрические пояски и взаимодействует с упорным буртиком.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к центробежным компрессорам. Рабочее колесо центробежного компрессора содержит несущий диск и расположенные с обеих его сторон лопатки, при этом лопатки, расположенные с одной стороны несущего диска, смещены по окружности относительно лопаток, расположенных с другой стороны несущего диска, на расстояние, не превышающее высоты лопаток на выходе из рабочего колеса.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к турбовентиляторным двигателям авиационного применения. .

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 роторам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения, в том числе к роторам, в которых рабочие лопатки выполнены за одно целое с дисками.

Изобретение относится к конструкции рабочих колес из композиционного материала компрессора газотурбинного двигателя, преимущественно газотурбинного, и позволяет при его использовании снизить напряжения во всех элементах рабочего колеса за счет многопараметрической оптимизации напряжений.

Изобретение относится к способу лазерной сварки и может найти применение при изготовлении сварных узлов из двух или трех металлических элементов, в частности вентиляторов в турбореактивном двигателе.

Изобретение относится к устройству для закрепления рабочего колеса на валу, в частности рабочего колеса турбонагнетателя на валу согласно ограничительной части п.1 формулы.

Описаны системы и способы для прикрепления одного или большего количества рабочих колес к валу и прикрепления композиционных колец к задней и передней кромке на каждом рабочем колесе для фиксации рабочих колес при работе на высокой угловой скорости. Композиционные кольца изготовлены из материала, который обеспечивает большую удельную прочность и большую удельную жесткость по сравнению с материалом рабочих колес. На агрегатах с несколькими рабочими колесами между каждой парой рабочих колес устанавливают распорку. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к рабочим колесам эксгаустера, дымососа и высокопроизводительных вентиляторов. Центральный диск, покрывные диски, лопатки и защитные накладки вырезают в установочный размер воздушно-плазменной резкой с возможностью образования в разрезе поверхности сопряжения, а кольца жесткости доводят до установочного размера точением заготовки в виде раскатного кольца, лопатки одной пары размещают на упомянутом диске диаметрально друг другу, сварное соединение производят в присутствие температуры в элементах соединения в зоне их сварки, контроль качества сварных соединений покрывных дисков с кольцами жесткости производят магнитопорошковой дефектоскопией, а остальных сварных соединений в сварном роторе производят ультразвуковой дефектоскопией, снятие напряжений после сварки выполняют вибростабилизационной обработкой, в качестве материала для изготовления защитных накладок используют износостойкий биметаллический лист. Изобретение направлено на снижение трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости изготовления сварного рабочего колеса и его ремонта. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к осевому вентилятору. Вентилятор содержит электрический двигатель, содержащий корпус, ротор, вращающийся внутри корпуса вокруг оси (R) вращения, вал, составляющий единое целое с ротором и имеющий, по меньшей мере, один концевой участок, выступающий из корпуса. Вентилятор содержит крыльчатку, оборудованную множеством лопастей, ступицу для установки лопастей, содержащую нижнюю стенку для соединения с валом, и, по меньшей мере, один участок по периметру, простирающийся от нижней стенки с образованием основания для соединения лопастей. Ступица образована жестким диском и содержит множество оснований (11a), которые тянутся от нижней стенки для каждой лопасти с образованием соединительной поверхности для соединения каждой лопасти с нижней стенкой. Изобретение направлено на создание вентилятора, снижающего накопления грязи, приводящей к остановке крыльчатки. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Сверхзвуковой компрессорный ротор содержит роторный диск (48), имеющий верхнюю по потоку поверхность (60), нижнюю по потоку поверхность (62) и радиально наружную поверхность (58), которая имеет входную поверхность (148), выходную поверхность (150) и переходную поверхность (152). Ротор также содержит лопатки (46), присоединенные к указанной радиально наружной поверхности, причем смежные лопатки образуют пару лопаток и ориентированы с образованием между каждой парой смежных лопаток проточного канала (86), причем указанная входная поверхность ограничивает входную плоскость (154), проходящую между входным отверстием и переходной поверхностью, а выходная поверхность ограничивает выходную плоскость (156), которая проходит между указанным выходным отверстием и переходной поверхностью. Ротор содержит по меньшей мере один сверхзвуковой наклонный участок (110) сжатия, расположенный в указанном проточном канале. Изобретение направлено на облегчение регулировки ориентирования текучей среды через проточный тракт сверхзвукового компрессора. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению. Рабочее колесо, в котором лопатки соединены с опорным кольцом, передним и задним фланцами, хвостовик лопатки защемлен межлопаточным креплением. Способ изготовления рабочего колеса включает раскрой материала лопаток и заготовок для опорного кольца, переднего и заднего фланцев. Раскрой для лопаток осуществляют с обеспечением выхода за пределы контура хвостовика материала по форме поверхности, ограниченной хвостовиками на опорном кольце, переднем и заднем фланцах. При прессовании лопаток материал, выходящий за контур хвостовика, сохраняется в исходном состоянии. Затем в сепаратор пресс-формы укладывают заготовки для оформления переднего фланца и профиля опорного кольца. Далее устанавливают лопатки в полость сепаратора, пропитывают связующим и укладывают материал, выходящий за контур хвостовика. Устанавливают в пресс-форму эластичный пуансон, на него укладывают слои материала межлопаточного крепления и заднего фланца. Задачей изобретения является снижение массы и повышение прочности рабочего колеса. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх