Осевой компрессор

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в осевых компрессорах. Изобретение от известных отличается тем, что в осевом компрессоре, состоящем из N ступеней, каждая из которых содержит корпус, направляющий аппарат, рабочее колесо, установленное на валу и состоящее из диска и лопаточного венца, при этом диски соседних ступеней попарно соединены и образуют кольцевую полость, согласно изобретению кольцевые полости М ступеней, начиная от последней ступени, где М<N, соединены каналами с проточной частью последней ступени, а в диске М-й ступени выполнены каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток, по всему ободу диска, в виде проточек под углом ϕ 1-5° относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора. Изобретение позволяет увеличить коэффициент полезного действия, степень повышения давления, запас газодинамической устойчивости компрессора. 2 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в осевых компрессорах для совершенствования их аэродинамики за счет управления течением на втулках рабочих колес.

Наиболее близким по технической сущности изобретению является осевой компрессор, состоящий из N ступеней, каждая из которых содержит корпус, направляющий аппарат, рабочее колесо, установленное на валу и состоящее из диска и лопаточного венца, при этом диски соседних ступеней попарно соединены и образуют кольцевую полость, а их лопатки вместе с ограничивающими поверхностями образуют проточную часть ступени (Ржавин Ю.А., Емин О.Н., Карасев В.Н. Лопаточные машины двигателей летательных аппаратов. Теория и расчет: Учебное пособие. - М.: МАИ - ПРИНТ, 2008. 700 с. С. 10).

Недостатком известной конструкции являются потери на вихреобразование в пограничном слое у корпуса компрессора и у втулки рабочей лопатки, вызванные отрывом пограничного слоя на спинках лопаток и образованием пристеночных вихрей, из-за перетекания потока с корыта рабочей лопатки на спинку рабочей лопатки в район их задних кромок, которые, в свою очередь, ведут к срыву потока и росту коэффициента потерь, что приводит к уменьшению КПД ступени (Даниленко Н.В., Кривель П.М. Теория авиационных двигателей. Рабочий процесс и характеристики элементов силовой установки и ее газотурбинного двигателя: Учебное пособие: В 2 ч. Ч. 1. Книга 1. - Иркутск: ИВВАИУ (ВИ), 2006. - с. 296. С. 154-155).

Техническим результатом изобретения является совершенствование аэродинамики проточной части осевого компрессора путем активного управления течением у втулки рабочего колеса для создания условий предотвращения отрыва пограничного слоя, вихреобразования, выравнивания направления и обеспечения равномерного поля скоростей потока на выходе из рабочего колеса.

Проведенные экспериментальные и расчетные исследования показали, что одним из эффективных способов управления течением у втулок рабочих колес является применение вдува рабочего тела из подводящих каналов, выполненных на внешнем диаметре обода диска и направленных в сторону спинок рабочих лопаток.

Указанный технический результат достигается тем, что в осевом компрессоре, состоящем из N ступеней, каждая из которых содержит корпус, направляющий аппарат, рабочее колесо, установленное на валу и состоящее из диска и лопаточного венца, при этом диски соседних ступеней попарно соединены и образуют кольцевую полость, согласно изобретению кольцевые полости М ступеней, начиная от последней ступени, где М<N, соединены каналами с проточной частью последней ступени, а в диске М-й ступени выполнены каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток, в виде проточек под углом 1-5° относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 показан продольный разрез нескольких ступеней осевого компрессора с конструктивным исполнением вдува в рабочем колесе, выполненном по технологии «блиск» (моноколесо), где обозначено: 1 - отверстия в дисках, служащие для подвода рабочего тела в междисковую кольцевую полость от последней ступени, 2 - диск N-й ступени, 3 - междисковая кольцевая полость, 4 - диск рабочего колеса М-й ступени с применением управляющего воздействия, 5 - подводящий канал, предназначенный для вдува рабочего тела (воздуха) на втулку рабочего колеса, 6 - рабочая лопатка, 7 - проточная часть, 8 - канал забора воздуха в междисковые кольцевые полости.

На фиг. 2 показан элемент А на фиг. 1 в масштабе 4:1.

Сущность изобретения заключается в том, что кольцевые полости М ступеней, начиная от последней ступени, где М<N, соединены каналами с проточной частью последней ступени, а в диске М-й ступени выполнены каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток, в виде проточек под углом 1-5° относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора.

Компрессор работает следующим образом. Рабочее тело поступает из компрессора низкого давления, попадает в проточную часть компрессора высокого давления, через проточную часть воздух проходит от первой ступени до последней ступени и дальше в камеру сгорания, в проточной части компрессора существуют потери на вихреобразование в пограничном слое у корпуса компрессора и у втулки рабочей лопатки, вызванные отрывом пограничного слоя на спинках лопаток и образованием пристеночных вихрей из-за перетекания потока с корыта рабочей лопатки на спинку рабочей лопатки в район их задних кромок, которые, в свою очередь, ведут к срыву потока и росту коэффициента потерь, что приводит к уменьшению КПД ступени. На последней ступени компрессора высокого давления происходит забор воздуха в кольцевые полости, образованные попарно соединенными соседними дисками, которые между собой соединены отверстиями в дисках. Из полостей воздух попадает в подводящие каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток и выполнены в виде проточек под углом 1-5° градусов относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора. Такое выполнение подводящих каналов обеспечивает вдув рабочего тела в проточную часть на втулке рабочего колеса в направлении спинки лопатки рабочего колеса для создания условий предотвращения отрыва потока и вихреобразования, выравнивания направления и обеспечения равномерного поля скоростей потока на выходе из рабочего колеса.

Благодаря этому достигается указанный в изобретении технический результат - увеличение коэффициента полезного действия, степени повышения давления, запаса газодинамической устойчивости компрессора.

Осевой компрессор, состоящий из N ступеней, каждая из которых содержит корпус, направляющий аппарат, рабочее колесо, установленное на валу и состоящее из диска и лопаточного венца, при этом диски соседних ступеней попарно соединены и образуют кольцевую полость, отличающийся тем, что кольцевые полости М ступеней, начиная от последней ступени, где M<N, соединены каналами с проточной частью последней ступени, а в диске М-й ступени выполнены каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток, в виде проточек под углом 1-5° относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к рабочему колесу и центробежному насосу, использующему таковое. Рабочее колесо содержит по меньшей мере ступицу (52), продолжающуюся радиально наружу в виде диска (54), по меньшей мере одну рабочую лопатку (56), расположенную на передней поверхности ступицы (52) и диска (54), по меньшей мере одну заднюю лопатку (60) на задней поверхности диска (54) и по меньшей мере один уравновешивающий канал (58), продолжающийся через ступицу (52) и диск (54).

Изобретение относится к вентилятору, не имеющему лопастей в зоне выхода потока и предназначенному для систем эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипниковым узлам турбокомпрессоров. Подшипниковый узел турбокомпрессора включает корпус (1) подшипников (3) с маслоподводящими каналами (2), подшипники (3) с маслоподводящими отверстиями (4) и стопорные кольца (5).

Изобретение относится к насосной технике, а именно к рабочим колесам центробежного насоса для перекачки различных жидких сред. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними семь лопастей, выполненных криволинейными загнутыми назад.

Изобретение относится к насосной технике, а именно к рабочим колесам центробежного насоса для перекачки различных жидких сред. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними 7 лопастей, выполненные криволинейными загнутыми назад.

Изобретение относится к насосной технике. Рабочее колесо центробежного насоса содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними криволинейные загнутые назад лопасти (4).

Изобретение относится к насосной технике, а именно к рабочим колесам центробежного насоса для перекачки различных жидких сред. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними 7 лопастей (4), выполненные криволинейными загнутыми назад.

Изобретение относится к насосной технике, а именно к рабочим колесам центробежного насоса для перекачки различных жидких сред. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними 7 лопастей (4), выполненных криволинейными загнутыми назад.

Изобретение относится к насосной технике. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними криволинейными загнутыми назад лопасти (4).

Изобретение относится к насосной технике, а именно к рабочим колесам центробежного насоса для перекачки различных жидких сред. Рабочее колесо содержит основной диск (1) со ступицей (2), покрывной диск (3) и размещенные между ними 7 лопастей, выполненных криволинейными загнутыми назад.

Домовая насосная станция содержит водовпускной патрубок (12), водовыпускной патрубок (28), центробежный насос (3), электродвигатель (5), электрический/электронный блок управления и мембранный напорный резервуар (30). Центробежный насос (3) и мембранный напорный резервуар (30) расположены друг над другом и соединены между собой модулем (6). Модуль (6) включает в себя водяные патрубки (12, 28), проточное соединение между водяными патрубками (12, 28) и насосом, а также патрубок (29) для мембранного напорного резервуара (30). Модуль (6) выполнен в виде цельной пластиковой отливки, полученной литьем под давлением. Изобретение направлено на усовершенствование домовой насосной станции, в частности на снижение издержек производства и упрощение обращения с ней. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин. Установка погружного лопастного насоса компрессионного типа включает электродвигатель, протектор с осевой опорой вала и по меньшей мере одну насосную секцию. Секция включает в себя: вал, корпус, сборку пакета центробежных ступеней. Каждая ступень содержит выполненные в виде цельнолитых конструкций из чугуна направляющий аппарат и рабочее колесо с ведущим и покрывным дисками, между которыми размещены лопасти, и ступицей. Аппараты зафиксированы относительно корпуса. Валы секций в рабочем состоянии опираются друг на друга. Вал нижней секции опирается на вал в протекторе, у которого осевая опора изготовлена в виде гидродинамического подшипника. Количество лопастей колеса равно пяти, а количество лопаток направляющего аппарата – трем. Каждая лопасть и каждая лопатка имеют угол входа в интервале от 3° до 20°. Высота лопастей лежит в диапазоне 4,5-5,5 мм, а высота лопаток - в диапазоне 4,0-5,0 мм., Каждая лопатка имеет угол охвата в интервале от 120° до 180°. Высота лопаточного венца не превышает минимальное расстояние между ведущим и покрывным дисками колеса, а радиус скруглений составляет от 0,2 до 0,8 от этой величины. Изобретение направлено на повышение надежности работы в скважинах с малым и средним дебитом, обеспечение оптимального ресурса установки по коррозионной стойкости и износостойкости, оптимизацию механических и физико-химических свойств ступеней. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Предложен компрессор для установки, двигатель-компрессор, содержащий на вращающемся валу (2) уравновешивающий поршень (7), группу облопаченных колес (R), заднюю полость (11) поршня, расположенную смежно с уравновешивающим поршнем (7) на стороне, противоположной группе облопаченных колес (R), регулирующий клапан (14), выполненный с возможностью соединения задней полости (11) со входом группы облопаченных колес (R), камеру (20) давления всасывания, соединенную со входом группы облопаченных колес (R), при этом задняя полость (11) расположена между уравновешивающим поршнем (7) и камерой (20) давления всасывания. Компрессор содержит камеру (18) давления нагнетания, расположенную между задней полостью (11) поршня и камерой (20) давления всасывания, причем камера (18) давления нагнетания соединена через нагнетательную линию (19) с областью (10) нагнетания, расположенной между группой облопаченных колес (R) и уравновешивающим поршнем (7). 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Лопатка (4) вентилятора для авиационного турбореактивного двигателя, содержащая перо (6), аксиально проходящее между передней кромкой (18) и задней кромкой (20), и содержащая множество сечений пера (S), уложенных радиально между сечением ножки (Spied) и сечением вершины (). Все сечения пера, заключенные между сечением ножки (Spied) и сечением пера (S30), расположенным на радиальной высоте, соответствующей 30% общей радиальной высоты пера, имеют скелетную кривую, имеющую точку перегиба. Скелетная кривая сечения пера образована изменениями скелетного угла в зависимости от положения вдоль хорды лопатки, а скелетный угол представляет собой угол, образованный между касательной к каждой точке скелета лопатки и осью двигателя. Такая геометрия лопатки вентилятора позволяет добиться понижения ее первой моды перегиба без увеличения, тем не менее, массы и длины турбореактивного двигателя. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений касается разделительного стакана, размещенного в зазоре между ведущей и ведомой частями насоса с магнитной муфтой. Зазор должен быть как можно более узким для обеспечения хорошего КПД насоса, что может реализовываться только с тонкой боковой стенкой стакана. При этом стакан должен обладать достаточно высокой прочностью, в частности выдерживать разности давления в насосе, и одновременно простым образом изготавливаться заданной геометрии и обладать высокой устойчивостью формы. Предлагается выполнить разделительный стакан (1) с боковой стенкой (3), которая по меньшей мере частично состоит из материала, содержащего никелевый компонент, причем этот материал представляет собой никелево-хромовый сплав, который содержит по меньшей мере 50 весовых процентов никеля и от 17 до 21 весовых процентов хрома, и осуществлять твердение боковой стенки (3) термообработкой. Благодаря этому простым образом может создаваться разделительный стакан (1), очень устойчивый к коррозии и/или высоким температурам. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к корпусу (CAS) гидроэлектромашины (FEM). Корпус (CAS) проходит вдоль продольной оси (X) и содержит кожух (CAC), крышку (COV) для закрывания отверстия (COP) кожуха (CAC), кольцеобразную вставку (CSP), проходящую в корпусе (CAS) в направлении (CD) периферии, и прилегает к кожуху (CAC) и к крышке (COV), первое уплотнение (S1) между крышкой (COV) и кожухом (CAC), второе уплотнение (S2) между кожухом (CAC) и кольцеобразной вставкой (CSP), третье уплотнение (S3) между крышкой (COV) и вставкой (CSP). Корпус (CAS) включает в себя герметизированное промежуточное пространство (ISP), герметизированное посредством уплотнений (S1), (S2), (S3) и ограниченное кожухом (CAC), крышкой (COV) и вставкой (CSP). Пространство (ISP) присоединено к контрольному трубопроводу (ISC), соединяющему пространство (ISP) с контрольным блоком (MU), передающим сигнал на систему (CU) управления, когда рабочая среда (PF) из внутреннего пространства (IC) корпуса (CAS) входит в пространство (ISP). Изобретение направлено на обеспечение экономии конструктивного пространства в радиальном направлении. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Домовая станция (1) водоснабжения имеет электродвигатель (8) и приводимый им в движение центробежный насос (7), который имеет по меньшей мере одно центробежное рабочее колесо (10), создающее основной нагнетаемый поток (29) через кольцевое пространство (12), а также поток (30) охлаждающей жидкости через пространство (28), окружающее двигатель (8). Это кольцевое пространство (12) разделяется двумя направляющими лопатками (22) на отдельные кольцевые пространства (23, 24), которые при эксплуатации имеют различные уровни давления. Каждое отдельное кольцевое пространство (23, 24) соединено с пространством (28), окружающим двигатель (8), через которое движется поток охлаждающей жидкости. Изобретение направлено на обеспечение достаточного охлаждения двигателя без направления основного нагнетаемого потока вдоль двигателя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям винтовых насосов, предназначенных для перекачивания различных жидкостей. Винтовой насос состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого соосно с ним расположен вал, снабженный объемной винтовой нарезкой. Вал закреплен на первой опоре, а через вторую опору связан с двигателем. Нарезка выполнена внешней, однозаходной, многовитковой с заданным шагом. Нарезка имеет со стороны первой опоры заданное количество объемных витков, соединенных посредством кольцевых проточек, имеющих диаметр, меньший диаметра вала на заданную величину, с равным количеством цилиндрических объемных полостей, выполненных с заданным шагом в пространствах между витками нарезки. Полости сообщаются со сквозными отверстиями, выполненными в заданном количестве в корпусе, для прохода жидкости извне, дальнейшего ее перемещения и нагнетания через частично срезанный последний виток в камеру выхода перекачиваемой жидкости. Камера выхода образована между торцом вала и его второй опорой. Изобретение направлено на увеличение производительности насоса за счет повышения эффективности перекачки жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Электронасосный агрегат содержит корпус (1) и установленные в нем электродвигатель (4) и двухопорный полый вал (5) насоса с по крайней мере одним рабочим колесом (6), связанный с валом (9) электродвигателя (4) через торсионный вал (10). Втулка (11) торсионного вала (10) установлена на валу (9) электродвигателя (4), а свободный конец вала (10) размещен в полости вала (5) и жестко соединен с ним. На наружной поверхности втулки (11) выполнены не менее двух радиальных выступов (22), размещенных с боковыми и радиальным зазорами в аксиальных канавках (23), выполненных на внутренней поверхности ближайшего к электродвигателю (4) конца вала (5) насоса. Изобретение направлено на повышение надежности. 3 ил.

Вентилятор-нагнетатель с боковым каналом включает корпус (12) с отверстием (14) для вала, через которое проходит вращающийся вокруг оси (А) вращения (20) электродвигателя вентилятора-нагнетателя, причем вал (20) электродвигателя по отношению к корпусу (12) вентилятора-нагнетателя установлен с помощью подшипника (32) вала, причем подшипник (32) вала включает жестко установленное на валу (20) электродвигателя внутреннее кольцо (34) подшипника и жестко установленное в корпусе (12) вентилятора-нагнетателя наружное кольцо (36) подшипника. Отверстие (14) для вала в осевой концевой области (16) имеет первую радиальную область (38) расширения для подготовки пространства (40) для размещения подшипника, причем наружное кольцо (36) подшипника закреплено по оси между кольцеобразной донной областью (44) первой радиальной области (38) расширения и кольцеобразной областью (50) пластического формообразования корпуса (12) вентилятора-нагнетателя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в осевых компрессорах. Изобретение от известных отличается тем, что в осевом компрессоре, состоящем из N ступеней, каждая из которых содержит корпус, направляющий аппарат, рабочее колесо, установленное на валу и состоящее из диска и лопаточного венца, при этом диски соседних ступеней попарно соединены и образуют кольцевую полость, согласно изобретению кольцевые полости М ступеней, начиная от последней ступени, где М<N, соединены каналами с проточной частью последней ступени, а в диске М-й ступени выполнены каналы, выходы которых расположены перед спинками лопаток, по всему ободу диска, в виде проточек под углом ϕ 1-5° относительно плоскости, проходящей вертикально оси компрессора. Изобретение позволяет увеличить коэффициент полезного действия, степень повышения давления, запас газодинамической устойчивости компрессора. 2 ил.

Наверх