Центробежный компрессор

Авторы патента:

F04D29/44 - устройства, направляющие текучую среду, например диффузоры

Владельцы патента RU 2598117:

МАН ДИЗЕЛЬ УНД ТУРБО СЕ (DE)

Центробежный компрессор с по меньшей мере одной ступенью, в котором указанная или каждая ступень компрессора содержит крыльчатку с множеством подвижных лопастей, которая установлена в проточной части соответствующей ступени компрессора, причем проточная часть соответствующей ступени компрессора ограничена профилем ступицы и профилем корпуса или покрывного диска. В области по меньшей мере одной ступени компрессора профиль ступицы соответствующей проточной части сначала изменяется по кривизне от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны, а затем - от выпуклой кривизны до второй вогнутой кривизны; и/или профиль корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части сначала изменяется по кривизне от первой выпуклой кривизны до вогнутой кривизны, а затем - от вогнутой кривизны до второй выпуклой кривизны. Изобретение направлено на повышение эффективности компрессора. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к центробежному компрессору в соответствии с преамбулой п. 1 формулы изобретения.

Принципиальная конструкция центробежного компрессора с множеством ступеней известна из документа DE 102009019061 А1. Каждая ступень компрессора содержит крыльчатку с множеством подвижных лопастей, установленную со стороны ротора в проточной части соответствующей ступени компрессора, причем проточная часть соответствующей ступени компрессора ограничена профилем ступицы и профилем корпуса или покрывного диска, а каждая подвижная лопасть имеет относительно потока входную и выходную кромки. Профиль ступицы соответствующей проточной части каждой ступени известного компрессора является непрерывно криволинейным и вогнутым, а профиль корпуса или профиль покрывного диска соответствующей проточной части каждой ступени компрессора является непрерывным и выпуклым.

Задачей изобретения является создание нового типа центробежного компрессора с повышенной эффективностью.

Данная задача решается в центробежном компрессоре в соответствии с п. 1 формулы изобретения. Центробежный компрессор в области по меньшей мере одной ступени компрессора имеет изменение кривизны профиля ступицы соответствующей проточной части сначала от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны, а затем - изменение кривизны от выпуклой до второй вогнутой и/или изменение кривизны профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части сначала от первой выпуклой кривизны до вогнутой кривизны, а затем - изменение кривизны от вогнутой до второй выпуклой.

Посредством создания выпуклой кривизны и вышеуказанных изменений кривизны профиля ступицы обеспечивается выравнивание нагрузок на подвижных лопастях. Посредством создания вогнутой кривизны и вышеуказанных изменений кривизны профиля корпуса или покрывного диска также обеспечивается выравнивание нагрузок на подвижных лопастях. Выравнивание нагрузок на подвижных лопастях снижает опасность отрыва потока и при сохранении рабочего диапазона обеспечивает повышение эффективности.

Предпочтительно для профиля ступицы соответствующей проточной части выполняются следующие условия:

0,05<R1-N/D2<0,60,

0,05<R3-N/D2<0,80,

0,10<R2-N/D2<5,00, где

R1-N - первая вогнутая кривизна соответствующей проточной части со стороны ступицы;

R3-N - второе значение кривизны соответствующей проточной части со стороны ступицы;

R2-N - выпуклая кривизна соответствующей проточной части со стороны ступицы;

D2 - внешний диаметр соответствующей крыльчатки.

Эти параметры конструкции профиля ступицы соответствующей проточной части являются предпочтительными для выравнивания нагрузок подвижных лопастей.

В соответствии с предпочтительным дополнительным вариантом осуществления изобретения для профиля корпуса или профиля покрывного диска соответствующей проточной части выполняются следующие условия:

0,03<R1-D/D2<0,11,

0,05<R3-D/D2<0,52,

0,05<R2-D/D2<0,84, где

R1-D - радиус первой выпуклой кривизны соответствующей проточной части со стороны корпуса или покрывного диска;

R3-D - второе значение выпуклой кривизны соответствующей проточной части со стороны корпуса или покрывного диска;

R2-D - радиус вогнутой кривизны соответствующей проточной части со стороны корпуса или покрывного диска;

D2 - внешний диаметр соответствующей крыльчатки.

Эти параметры конструкции профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части являются предпочтительными для выравнивания нагрузок подвижных лопастей.

В соответствии с еще одним предпочтительным дополнительным вариантом осуществления изобретения изменение кривизны профиля ступицы соответствующей проточной части от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины профиля ступицы в меридиональной проекции, при этом изменение кривизны профиля ступицы соответствующей проточной части от выпуклой кривизны до второй вогнутой кривизны лежит в диапазоне 15,0-75,0% от длины профиля ступицы в меридиональной проекции.

Изменение кривизны профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части от первой выпуклой кривизны до вогнутой кривизны лежит в диапазоне 0,0-25% от длины профиля корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции, при этом изменение кривизны профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части от вогнутой кривизны до второй выпуклой кривизны лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины профиля корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции.

Такие изменения кривизны профиля ступицы и профиля корпуса или покрывного диска являются предпочтительными для выравнивания нагрузок подвижных лопастей.

В соответствии с еще одним предпочтительным дополнительным вариантом осуществления изобретения по меньшей мере два, а предпочтительно по меньшей мере три, а в частности, предпочтительно по меньшей мере четыре, а наиболее предпочтительно все из нижеследующих условий выполняются для области следующей ступени компрессора:

0,15<D1/D2<0,60,

0,20<D3/D2<0,94,

0,05<L1/D2<0,35,

0,01<L2/D2<0,15,

-20°<α<+90°, где

D1 - диаметр ступицы соответствующей крыльчатки;

D3 - диаметр всасывающего отверстия соответствующей крыльчатки;

D2 - вешний диаметр соответствующей крыльчатки;

L1 - осевая длина профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части;

L2 - осевая длина выходной кромки подвижных лопастей соответствующей крыльчатки;

α - угол наклона входной кромки подвижных лопастей соответствующей крыльчатки.

Эти параметры конструкции соответствующей ступени компрессора являются предпочтительными для выравнивания нагрузок подвижных лопастей.

Дополнительные особенности и преимущества изобретения будут понятны из дальнейшего подробного описания вариантов его осуществления со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показана часть центробежного компрессора в соответствии с изобретением, вид в меридиональном сечении для пояснения параметров конструкции центробежного компрессора;

на фиг. 2 представлен вид, дополнительные поясняющий параметры конструкции центробежного компрессора.

Изобретение относится к центробежному компрессору с по меньшей мере одной ступенью. На фиг. 1 и 2 в меридиональном сечении показана часть центробежного компрессора в области ступени компрессора в соответствии с изобретением. Данная или каждая ступень центробежного компрессора в соответствии с изобретением содержит крыльчатку 10 с множеством подвижных лопастей 12 со стороны ротора, установленную в проточной части 11 соответствующей ступени компрессора. Проточная часть 11 соответствующей ступени компрессора ограничена профилем 13 ступицы со стороны ротора и профилем 14 корпуса со стороны статора или профилем 14 покрывного диска со стороны ротора. Каждая подвижная лопасть 12 имеет входную кромку 15 и выходную кромку 16 относительно потока.

На фиг. 1 и 2 показаны различные параметры конструкции ступени компрессора, а именно диаметр D1 ступицы соответствующей крыльчатки 10, диаметр D3 всасывающего отверстия соответствующей крыльчатки 10, вешний диаметр D2 соответствующей крыльчатки 10, осевая длина L1 профиля корпуса или профиля 14 покрывного диска соответствующей проточной части 11, осевая длина L2 выходной кромки 16 подвижных лопастей соответствующей крыльчатки 10 и угол α наклона входной кромки 15 подвижных лопастей 12 соответствующей крыльчатки 10 относительно радиального направления крыльчатки.

Кроме того, на фиг. 1 показаны такие параметры конструкции ступени 10 компрессора, как радиус R1-N первой вогнутой кривизны, радиус R2-N выпуклой кривизны и радиус R3-N второй вогнутой кривизны профиля 13 ступицы соответствующей проточной части 11.

На фиг. 2 дополнительно показаны радиус R1-D первой выпуклой кривизны, радиус R2-D вогнутой кривизны и радиус R3-D второй выпуклой кривизны профиля корпуса или профиля 14 покрывного диска соответствующей проточной части 11.

В терминах изобретения изменение кривизны сначала от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны, а затем изменение данной кривизны от выпуклой до второй вогнутой происходит в области по меньшей мере одной ступени компрессора на профиле 13 ступицы соответствующей проточной части 11 со стороны ротора, если смотреть в направлении сквозного движения потока в соответствующей проточной части 11. В альтернативном и в предпочтительном дополнительном вариантах изменение кривизны сначала от первой выпуклой до вогнутой, а затем изменение данной кривизны от вогнутой до второй выпуклой происходит на профиле корпуса или профиле 14 покрывного диска соответствующей проточной части 11, если смотреть в направлении сквозного движения потока в соответствующей проточной части 11. Посредством вышеуказанных изменений кривизны профиля 13 ступицы и/или профиля 14 корпуса или покрывного диска обеспечивается выравнивание нагрузок на подвижные лопасти соответствующей крыльчатки 10. Выравнивание нагрузок на подвижные лопасти соответствующей крыльчатки снижает опасность отрыва потока и при сохранении рабочего диапазона обеспечивает повышение эффективности.

Изменение кривизны профиля 13 ступицы соответствующей проточной части 11 от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины L-N профиля ступицы в меридиональной проекции, при этом изменение кривизны профиля 13 ступицы соответствующей проточной части 11 от выпуклой кривизны до второй вогнутой кривизны лежит в диапазоне 15,0-75,0% от длины L-N профиля ступицы в меридиональной проекции.

0% длины L-N профиля 13 ступицы в меридиональной проекции лежит выше по потоку от входной кромки 15 подвижных лопастей 12, а 100% длины L-N профиля 13 ступицы в меридиональной проекции лежит в области выходной кромки 16 подвижных лопастей 12 соответствующей крыльчатки.

Предпочтительно, изменение кривизны от первой вогнутой до выпуклой лежит в диапазоне 16,0-46,0% от длины профиля 13 ступицы в меридиональной проекции, а изменение кривизны от выпуклой до второй вогнутой лежит в диапазоне 30,0-65,0% от длины профиля ступицы в меридиональной проекции. Эти параметры конструкции являются предпочтительными, в частности, когда соответствующая проточная часть 11 ограничена профилем 13 ступицы со стороны ротора и профилем 14 покрывного диска со стороны ротора, т.е. в случае так называемых центробежных компрессоров закрытого типа.

Изменение кривизны профиля корпуса или профиля 14 покрывного диска соответствующей проточной части 11 от первой выпуклой кривизны до вогнутой кривизны лежит в диапазоне 0,0-25% от длины L-D профиля корпуса или профиля 14 покрывного диска в меридиональной проекции, при этом изменение кривизны профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части 11 от вогнутой до второй выпуклой лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины L-D профиля 14 корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции.

0% длины L-D профиля корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции лежит выше по потоку от входной кромки 15 подвижных лопастей 12, а 100% длины L-D профиля 14 корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции лежит в области выходной кромки 16 подвижных лопастей 12 соответствующей крыльчатки.

Предпочтительно, изменение кривизны от первой выпуклой до вогнутой лежит в диапазоне 5,0-9,0% от длины профиля 14 корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции, а изменение кривизны от вогнутой до второй выпуклой лежит в диапазоне 21,0-35,0% от длины профиля корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции. Эти параметры конструкции являются предпочтительными для так называемых центробежных компрессоров закрытого типа.

Для профиля 13 ступицы соответствующей проточной части 11 соответствующей крыльчатки 10 со стороны ротора выполняются следующие условия:

0,05<R1-N/D2<0,60,

0,05<R3-N/D2<0,80,

0,10<R2-N/D2<5,00.

Предпочтительно, для так называемых центробежных компрессоров закрытого типа для профиля 13 ступицы соответствующей проточной части 11 соответствующей крыльчатки 10 со стороны ротора выполняются следующие условия:

0,08<R1-N/D2<0,53,

0,15<R3-N/D2<0,39,

0,75<R2-N/D2<3,35.

Для профиля 14 корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части 11 соответствующей крыльчатки 10 со стороны статора выполняются следующие условия:

0,03<R1-D/D2<0,11,

0,05<R3-D/D2<0,52,

0,05<R2-D/D2<0,84.

Предпочтительно, для так называемых центробежных компрессоров закрытого типа для профиля 14 корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части 11 соответствующей крыльчатки 10 со стороны статора выполняются следующие условия:

0,06<R1-D/D2<0,09,

0,15<R3-D/D2<0,25,

0,34<R2-D/D2<0,56.

В области соответствующей ступени 10 компрессора выполняются по меньшей мере два, а предпочтительно по меньшей мере три, и, в частности, предпочтительно по меньшей мере четыре, а наиболее предпочтительно все из нижеследующих условий:

0,15<D1/D2<0,60,

0,20<D3/D2<0,94,

0,05<L1/D2<0,35,

0,01<L2/D2<0,15,

-20°<α<+90°.

Предпочтительно, для так называемых центробежных компрессоров закрытого типа в области соответствующей ступени 10 компрессора выполняются по меньшей мере два, а предпочтительно по меньшей мере три, а в частности, предпочтительно по меньшей мере четыре, а наиболее предпочтительно все из нижеследующих условий:

0,23<D1/D2<0,50,

0,47<D3/D2<0,94,

0,11<L1/D2<0,23,

0,04<L2/D2<0,09,

0°<α<+70°.

Внешний диаметр D2 крыльчатки 10 соответствующей ступени компрессора составляет 30-2500 мм.

Посредством создания выпуклой кривизны и вышеуказанных изменений кривизны профиля 13 ступицы и/или создания вогнутой кривизны и вышеуказанных изменений кривизны профиля корпуса или покрывного диска также обеспечивается выравнивание нагрузок на подвижных лопастях. Выравнивание нагрузок на подвижных лопастях снижает опасность отрыва потока и при сохранении рабочего диапазона обеспечивает повышение эффективности.

На профиле 13 ступицы выпуклая кривизна, с целью уменьшения поперечного сечения проточной части 11, изогнута внутрь проточной части 13. На профиле корпуса или покрывного диска вогнутая кривизна, с целью увеличения поперечного сечения проточной части 11, изогнута наружу от проточной части 13.

Ссылочные обозначения

10 - крыльчатка

11 - проточная часть

12 - подвижная лопасть

13 - профиль ступицы

14 - профиль корпуса или покрывного диска

15 - кромка входа потока

16 - кромка выхода потока

1. Центробежный компрессор по меньшей мере с одной ступенью, в котором указанная или каждая ступень компрессора содержит крыльчатку (10) с множеством подвижных лопастей (12) со стороны ротора, которая установлена в проточной части (11) соответствующей ступени компрессора, причем проточная часть (11) соответствующей ступени компрессора ограничена профилем (13) ступицы и профилем (14) корпуса или покрывного диска, а каждая подвижная лопасть (12) имеет входную кромку (15) и выходную кромку (16), отличающийся тем, что в области по меньшей мере одной ступени компрессора профиль (13) ступицы соответствующей проточной части (11) сначала изменяется по кривизне от первой вогнутой кривизны до выпуклой кривизны, а затем - от выпуклой кривизны до второй вогнутой кривизны; и/или кривизна профиля (14) корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) сначала изменяется от первой выпуклой до вогнутой, а затем - от вогнутой до второй выпуклой.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что для радиуса R1-N первой вогнутой кривизны и радиуса R3-N второй вогнутой кривизны профиля (13) ступицы соответствующей проточной части (11) при внешнем диаметре D2 крыльчатки (10) в каждом случае выполняются следующие условия:
0,05<R1-N/D2<0,60,
0,05<R3-N/D2<0,80.

3. Компрессор по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что для радиуса R2-N выпуклой кривизны профиля (13) ступицы соответствующей проточной части (11) при внешнем диаметре D2 крыльчатки (10) выполняется следующее условие:
0,10<R2-N/D2<5,00.

4. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что изменение кривизны профиля (13) ступицы соответствующей проточной части (11) от первой вогнутой до выпуклой лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины профиля (13) ступицы в меридиональной проекции, а изменение кривизны профиля (13) ступицы соответствующей проточной части (11) от выпуклой до второй вогнутой лежит в диапазоне 15,0-75,0% от длины профиля (13) ступицы в меридиональной проекции.

5. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что для радиуса R1-D первой выпуклой кривизны и радиуса R3-D второй выпуклой кривизны профиля (14) корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) при внешнем диаметре D2 крыльчатки (10) в каждом случае выполняются следующие условия:
0,03<R1-D/D2<0,11,
0,05<R3-D/D2<0,52.

6. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что для радиуса R2-D вогнутой кривизны профиля (14) корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) при внешнем диаметре D2 крыльчатки (10) выполняется следующее условие:
0,05<R2-D/D2<0,84.

7. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что изменение кривизны профиля (14) корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) от первой выпуклой кривизны до вогнутой кривизны лежит в диапазоне 0,0-25,0% от длины профиля (14) корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции, при этом изменение кривизны профиля корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) от вогнутой до второй выпуклой лежит в диапазоне 10,0-60,0% от длины профиля корпуса или покрывного диска в меридиональной проекции.

8. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что в области соответствующей ступени компрессора выполняются по меньшей мере два, а предпочтительно по меньшей мере три, а, в частности предпочтительно по меньшей мере четыре, а наиболее предпочтительно все из нижеследующих условий:
0,15<D1/D2<0,60,
0,20<D3/D2<0,94,
0,05<L1/D2<0,35,
0,01<L2/D2<0,15,
-20°<α<+90°,
где D1 - диаметр ступицы соответствующей крыльчатки (10),
D3 - диаметр всасывающего отверстия соответствующей крыльчатки (10),
D2 - внешний диаметр соответствующей крыльчатки (10),
L1 - осевая длина профиля (14) корпуса или покрывного диска соответствующей проточной части (11) со стороны статора,
L2 - осевая длина кромки (16) выхода потока подвижных лопастей (12) соответствующей крыльчатки (10) и
α - угол наклона кромки (15) входа потока подвижных лопастей (12) соответствующей крыльчатки (10).

9. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что внешний диаметр D2 крыльчатки (10) соответствующей ступени компрессора составляет 30-2500 мм.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорах. Изобретение направлено на осуществление истечения воздуха путем установки диска, имеющего оптимизированную форму.

Профиль лопатки диффузора с местной выпуклостью // 2591754

Группа изобретений относится к электрическим скважинным насосным установкам. Установка содержит приводимый двигателем насос, имеющий ряд ступеней.

Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса // 2589566

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти. Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса включает ввод алюминия под поверхность расплава при температуре 1410-1480°С.

Погружной лопастной мультифазный насос // 2586801

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для откачки из скважин пластовой жидкости с высоким содержанием газа. Погружной лопастной мультифазный насос содержит n-число ступеней.

Радиальная диффузорная лопатка для центробежных компрессоров // 2581686

Устройства, системы и способы в соответствии с примерными вариантами выполнения обеспечивают диффузоры, например, в виде части турбомашины 300, с диффузорными лопатками, имеющими S-образные средние линии.

Погружной многоступенчатый центробежный насос и способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени насоса // 2580611

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в погружных многоступенчатых электроцентробежных насосах для добычи нефти. Насос содержит корпус, вал и ступени, состоящие из рабочего колеса и направляющего аппарата, выполненные литьем из чугуна следующего состава, масс.%: углерода - 3,2-3,9, кремния - 0,2-1,0, марганца - 0,5-0,8, хрома - 0,1-0,5, меди - 0,8-1,5, алюминия - 1,7-4,0, титана - не более 0,3, фосфора - не более 0,2, серы - не более 0,02, железо - остальное.

Погружной многоступенчатый центробежный насос // 2578924

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в установках погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти. Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит корпус (1), вал (2), ступени (3), состоящие из рабочего колеса (4) и направляющего аппарата (5), выполненные литьем из чугуна следующего состава, масс.

Способ изготовления рабочего колеса и направляющего аппарата ступени погружного многоступенчатого центробежного насоса // 2578921

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в способах изготовления рабочих колес и направляющих аппаратов ступеней погружных многоступенчатых электроцентробежных насосов для добычи нефти.

Лопастной насос // 2577919

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в турбонасосных агрегатах ракетной техники. Изобретение направлено на расширение диапазона применения лопастного насоса по расходу жидкости при обеспечении надежного охлаждения подшипника и повышения антикавитационных качеств лопастного насоса.

Соединение диффузор-спрямляющее устройство для центробежного компрессора // 2561790

Изобретение относится к турбомашинам, в частности к компрессорам турбомашин. Узел состоит из диффузора и спрямляющего устройства для потока воздуха на выходе из центробежного компрессора турбомашины, причем указанный диффузор имеет, по существу, форму двойного кольцевого диска, ориентированного радиально, а указанное спрямляющее устройство представляет собой двойную тороидальную деталь, расположенную в продолжение двойного диска диффузора и изогнутую для отвода потока воздуха в заднем по потоку направлении турбомашины.

Центробежный насос // 2602465

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано в турбонасосных агрегатах (ТНА) ЖРД верхних ступеней ракет в качестве разгонных блоков многоразового включения и с продолжительным временем работы. Центробежный насос включает корпус (1) насоса, центробежное рабочее колесо (2), диффузорный канал (3) с языком (4) диффузора, подшипниковую опору (5). На периферии спирального одновиткового канала выполнены дополнительные полости (6), (7), перепускные отверстия (8) и перепускной трубопровод (9). При работе насоса жидкость из полости (6) через отверстия (8) сбрасывается через трубопровод (9) в полость (7), что обеспечивает равномерность эпюры давления под рабочим колесом (2). Это исключает «появление» радиальной силы, действующей на подшипниковую опору 5. Изобретение направлено на повышение работоспособности подшипниковой опоры ТНА при длительной работе на различных режимах по оборотам, что достигается значительным уменьшением радиальной силы, действующей на центробежное колесо и, следовательно, на подшипниковую опору. 3 ил.

Входное устройство центробежной турбомашины // 2616433

Изобретение относится к энергетическим турбомашинам и может использоваться в центробежных компрессорах, нагнетателях и насосах. Оно применимо к таким входным устройствам, которые содержат расположенные последовательно по ходу рабочей среды радиально ориентированный переходник с круглого входного сечения на прямоугольное, секцию увеличения ширины сечения в радиальной плоскости, промежуточную камеру и радиально-осевой осесимметричный конфузор, причем переходник в направлении хода рабочей среды расширяется в радиальной плоскости и сужается в меридиональной, секция и камера сужаются в направлении хода рабочей среды в меридиональной плоскости с одинаковым углом, граничное сечение между камерой и конфузором - цилиндрическое, а выпуклый меридиональный обвод конфузора закруглен по радиусу. Площади граничных сечений между переходником, секцией, камерой и конфузором равны (1.1…0.9) площади входного сечения устройства. Радиус выпуклого меридионального обвода конфузора равен (4…1) ширины его выходного сечения. Угол сужения переходника в меридиональной плоскости равен углу сужения секции и камеры в этой плоскости. Угол сужения секции и камеры в меридиональной плоскости определяется по формуле, в которой фигурируют четыре геометрических параметра устройства: площадь граничного сечения между секцией и камерой, ширина этого сечения в радиальной плоскости, ширина и диаметр граничного сечения между камерой и конфузором. Изобретение позволяет уменьшить потери напора в устройстве. 7 ил.

Способ нагнетания в диффузор газотурбинной установки и диффузор // 2618712

Диффузор центробежного компрессора содержит два фланца, между которыми заключено множество расположенных по окружности лопаток (60), и по меньшей мере один поперечный передний проход (63, 64), выполненный в корытцах (6i) или спинках (6e) лопаток (60). Сочетание введения/отбор осуществляется путем повторной циркуляции потока (Fi) в потоке (V) диффузора, начиная с введения воздуха (F1) по меньшей мере в одной точке (64) в зоне передней кромки (6a) передней стороны диффузора (6). Нагнетание воздуха, таким образом, осуществляется по меньшей мере в одной канавке (62, 65), выточенной вдоль боковой стороны каждой лопатки (60), путем отбора воздушного потока (Fi) на уровне задней кромки (6f). Изобретение направлено на эффективную борьбу со срывами воздуха в пограничном слое в диффузоре газотурбинного двигателя. С этой целью изобретением предусматривается повторная стимуляция пограничного слоя воздухом под повышенным давлением путем сочетания, в частности, всасывания/повторного введения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Установка погружного лопастного насоса пакетно-компрессионного типа и способ его сборки // 2622680

Группа изобретений относится к нефтяному машиностроению, в частности к насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Установка содержит: двигатель, протектор с осевой опорой вала и по крайней мере одну насосную секцию. Секция включает основание, головку, вал, корпус, промежуточные подшипники, центробежные ступени. Каждая ступень содержит направляющий аппарат и рабочее колесо, выполненные в виде цельнолитых конструкций из чугуна. Колеса содержат ведущий и покрывной диски, между которыми размещены лопасти, паз, в котором установлена шайба осевой опоры, и ступицу. Длины ступиц колес по номиналу совпадают с монтажной высотой направляющих аппаратов. Направляющие аппараты зафиксированы относительно корпуса. Валы насосных секций в рабочем состоянии опираются друг на друга. На ведущем диске рабочих колес выполнен лопаточный венец. Ступени и промежуточные подшипники установлены в виде пакетов, причем в каждом пакете установлена по крайней мере одна втулка вала, за счет которой выровнены длины статора и ротора пакета. Изобретения направлены на снижение до оптимального значения действующей на рабочие колеса и, следовательно, на осевую опору ротора насоса осевой силы, снижение перетечки в ступенях, за счет чего повышается КПД и ресурс работы установки, упрощение сборки насоса и снижение его стоимости. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени // 2622775

Изобретение относится к центробежным турбомашинам и может использоваться в центробежных ступенях, имеющих периферийное осесимметричное колено, выпуклый и вогнутый обводы которого выполнены по радиусам. Изобретение позволяет уменьшить потери напора рабочей среды в колене за счет оптимизации выходной ширины и радиуса выпуклого обвода. Рекомендуемые значения этих параметров зависят как от входной ширины колена, так и от входного угла потока рабочей среды в радиальной плоскости. Потери напора уменьшаются благодаря совокупной минимизации кривизны и длины пространственных линий тока рабочей среды в колене. 10 ил.

Направляющий аппарат осевого компрессора // 2623627

Изобретение относится к области конструирования газотурбинных двигателей (ГТД), преимущественно конструированию узла статора осевого компрессора. Направляющий аппарат осевого компрессора содержит корпус, выполненный с продольным разъемом, внутренние полукольца и поворотные лопатки, установленные своими внутренними цапфами в полукольца. Взаимная фиксация полуколец выполнена при помощи шипа с установленным на нем подпружиненным штифтом и паза с отверстием под штифт. Изобретение позволяет жестко соединить внутренние полукольца направляющего аппарата первой ступени статора компрессора ГТД, имеющего продольный разъем, и при этом обеспечить удобную сборку и разборку. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Направляющий аппарат осевого компрессора // 2623631

Изобретение относится к области конструирования газотурбинных двигателей (ГТД), преимущественно конструированию узла статора осевого компрессора. Направляющий аппарат осевого компрессора содержит корпус, выполненный с продольным разъемом, внутренние полукольца и поворотные лопатки, установленные своими внутренними цапфами в полукольца. Взаимная фиксация полуколец выполнена при помощи шипа с установленным на нем подпружиненным штифтом, имеющим возможность фиксации в утопленном положении, и паза с отверстием под штифт. Изобретение позволяет жестко соединить полукольца направляющего аппарата любой ступени статора компрессора ГТД, имеющего продольный разъем, упростить сборку и разборку НА и повысить технологичность корпуса компрессора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса // 2628470

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, а именно к погружным многоступенчатым центробежным насосам с изделиями из полимерных материалов, и может быть использовано в насосах для подъема пластовой жидкости из нефтяных скважин с повышенным содержанием механических примесей, в том числе солей, с переменной вязкостью. Ступень погружного многоступенчатого центробежного насоса содержит рабочее колесо и направляющий аппарат, состоящий из стакана, верхнего диска, металлической втулки, нижнего диска и лопаток. Лопатки направляющего аппарата расположены только на верхнем диске, который соединен с металлическим стаканом. Металлическая втулка соединена с нижним диском. Диски и лопасти рабочего колеса и диски и лопатки направляющего аппарата выполнены из полимерного материала, включающего стеклонаполнитель и термопластичный материал. Изобретение направлено на повышение коэффициента полезного действия, ремонтопригодности, стойкости к абразивному износу и осаждению механических примесей, в том числе солей, в каналах направляющего аппарата и рабочего колеса ступени, а также снижение падения подачи насоса при повышении вязкости пластовой жидкости. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Радиальный лопаточный диффузор центробежного компрессора // 2631846

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к устройствам радиальных лопаточных диффузоров центробежных компрессоров. Изменение конфигурации передней стенки радиального диффузора обеспечивает перераспределение процесса расширения рабочего тела по длине лопаточного диффузора так, что уменьшается расширение на входном и выходном его участках, а основной процесс расширения осуществляется на среднем участке канала диффузора. В результате уменьшаются потери полного давления и КПД возрастает на 1-2%, что особенно важно для малоразмерных вспомогательных газотурбинных двигателей с невысокими КПД элементов турбокомпрессора. Технический результат заключается в снижении потерь полного давления, увеличении диапазона устойчивой работы центробежного компрессора, а также в повышении КПД диффузора за счет изменения конфигурации одной из его боковых стенок. 2 ил.

Диффузор // 2637421

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к выхлопным диффузорам турбомашин. Диффузор содержит внешний обвод 1, выполненный коническим, на внутренней стороне которого выполнено оребрение, содержащее основные ребра 2 и вспомогательные ребра 3. Основные ребра 2 выполнены клиновидными переменной высоты, линейно возрастающей от нулевого значения в области входной кромки 4, расположенной во входном сечении 5 диффузора, до значения h1 в области выходной кромки 6, расположенной в выходном сечении 7 диффузора. Угловой шаг установки β1 между основными ребрами 2 не превышает 5°. Свободная кромка 8 основных ребер 2 параллельна продольной оси О диффузора. Вспомогательные ребра 3 установлены в середине между основными ребрами 2. Угловой шаг установки β2 между основным ребром 2 и вспомогательным ребром 3 равен половине углового шага установки β1. Вспомогательные ребра 3 выполнены трапециевидными переменной высоты. Входные кромки 9 вспомогательных ребер 3 расположены на расстоянии L1 от входного сечения 5 диффузора, выбранном равным половине осевой длины диффузора L. Выходные кромки 10 вспомогательных ребер 3 расположены в выходном сечении 7 диффузора. Свободная кромка 11 вспомогательных ребер 3 параллельна продольной оси О диффузора. Высота вспомогательных ребер 3 выполнена линейно возрастающей от значения h2 в области их входной кромки 9 до значения h3 в области их выходной кромки 10. При этом значение h2 выбрано равным половине значения h1, а значения h3 и h1 равны и выбраны как , где - число Рейнольдса, где c1 - среднерасходная скорость во входном сечении 5 диффузора, ν - коэффициент кинематической вязкости движущегося рабочего тела. Использование изобретения позволяет повысить надежность элементов турбомашин за счет эффективной стабилизации потока у широкоугольных диффузоров с углами раскрытия проточной части свыше 12° вследствие предотвращения образования отрывных зон, приводящих к резкому увеличению амплитуд пульсаций давления. 4 ил.