Центробежно-осевой вентилятор "шэрдор"

Изобретение относится к вентиляторам, компрессорам и движителям аппарата вертикального взлета и посадки. Техническим решением является использование энергии всей ускоряемой массы газа как в осевом, так и в радиальном направлениях. Профиль вращающихся лопаток содержит качество как осевого так и радиального вентилятора, а профиль и направление линии кромок неподвижных лопаток ориентировано к входящему потоку таки образом, при котором исходящий из них газ направляется параллельно оси вращения вентилятора или в ином направлении. Изобретение повышает КПД и пропускную способность механизма. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к вентиляторам, компрессорам и движителям аппарата вертикального взлета и посадки.

Известны центробежные вентиляторы, содержащие рабочее колесо с лопатками, плоскости которых параллельны оси вращения колеса. Перемещение газовой массы происходит за счет центробежных сил, направляющих газ в радиальном направлении. Потери энергии происходят при изменении направления движения газов и при сравнительно длинном пути прохождения газов в улитке корпуса.

Известны осевые вентиляторы, содержащие рабочее колесо с лопастями, плоскость которых ориентирована под углом к оси вращения колеса. Перемещение газовой массы происходит по спирали, ось которой совпадает с осью вращения колеса. Потери энергии происходят по причине непроизводительного закручивания массы газа во вращательное движение и затраты на центробежное ускорение.

Известны осевые компрессоры, в которых закручиваемая масса газа спрямляется неподвижными, относительно корпуса, лопатками и производит полезную работу в виде давления на неподвижные лопатки в осевом направлении. Затраты энергии на центробежное ускорение непроизводительны.

Известно техническое решение, принятое за прототип. Рабочее колесо осевого вентилятора или компрессора и вентиляторный контур двухконтурного турбовентиляторного двигателя, использующий такое рабочее колесо (Патент RU 2460905 С2). В этом техническом решении энергия потока в радиальном направлении частично проделывает полезную работу за счет давления на внутреннюю поверхность конусообразного тракта или бандажа. Но основная доля энергии от радиального уплотнения массы газа остается неиспользованной в полезной работе. Также остается неиспользованной вращательная энергия газа. И остается проблема преимущественного уплотнения газа в радиальном направлении, что повышает отрицательный эффект перетекания газа на торцах лопаток из зоны повышенного давления в пониженную.

Задачей изобретения является создание вентилятора или ступени компрессора с равномерным уплотнением газа по плоскости вращения, образуемой лопатками вентилятора или компрессора, и с максимальным использованием энергии центробежных и осевых сил газа, что приведет к повышению коэффициента полезного действия механизма.

Технический результат достигается тем, что вращающиеся лопатки максимально ускоряют газ в осевом, центробежном и вращательном направлениях, а неподвижные лопатки спрямляют поток таким образом, что в каждой точке плоскости вращения вентилятора вектор скорости газа направлен перпендикулярно этой плоскости вращения.

Внутренний профиль (корытце) вращающихся лопаток в поперечном сечении имеет форму дуги и содержит качество как осевого, так и центробежного вентиляторов. Это достигается тем, что угол атаки входящей кромки аналогичен углу атаки осевого вентилятора (или воздушного винта) в соответствующих точках от оси вращения. То есть если провести касательную к дуге профиля поперечного сечения в точке входа газа, то угол атаки касательной будет в пределах угла атаки воздушного винта. Если касательную провести к дуге профиля поперечного сечения лопатки в точке выхода газа из вращающейся лопатки, то она будет параллельна оси вращения вентилятора, а плоскость, проведенная через эту касательную, будет аналогична лопасти центробежного вентилятора. Таким образом, в начале входной кромки газ ускоряется преимущественно в осевом направлении, а по мере приближения к выходной кромке - преимущественно в центробежном. В момент выхода с выходной кромки вращающейся лопатки газу придается максимальная кинетическая энергия в виде осевой, радиальной и тангенциальной скоростей. Результирующий вектор этих скоростей при выходе с кромки вращающейся лопатки направлен таким образом, что в каждой отдельно взятой точке неподвижной лопатки находится в одной плоскости с дугообразным профилем поперечного сечения неподвижной лопатки и направлен по касательной к этой дуге. Дугообразный профиль корытца неподвижной лопатки спрямляет поток газа таким образом, что при выходе вектор скоростей газа направлен параллельно оси вращения вентилятора. В результате этого кинетическая энергия всех трех составляющих скорости газа проделывает полезную работу.

На графических материалах схематично показано: Фиг. 1 - вид вентилятора параллельно оси вращения со стороны вращающихся лопаток, совмещенный с видом без бандажей и с видом Е-Е без вращающихся лопаток; Фиг. 2 - разрез вентилятора плоскостью, проходящей по оси вращения вентилятора; Фиг. 3 - Разрез лопаток вентилятора плоскостью, проходящей по линии вектора скорости газа перетекающего с нижней кромки вращающейся лопатки на верхнюю кромку неподвижной лопатки и далее исходящего с нижней кромки неподвижной лопатки; Фиг. 4 - разрез лопаток вентилятора плоскостью, перпендикулярной к продольной линии вращающейся лопатки.

Вентилятор на Фиг. 2 состоит из корпуса 1 с силовым приводом 2, приводящим во вращение диск 3 с установленными в нем лопатками 4. Вращающиеся лопатки 4 по периферийным торцам соединены бандажом 5. В корпусе 1 установлены неподвижные лопатки 6, периферийные торцы которых соединены бандажом 7. В случае применения изобретения в качестве ступени компрессора бандаж 5 может отсутствовать, а неподвижные лопатки 6 закрепляются периферийными торцами к наружному корпусу компрессора образующему внутренний газовый тракт компрессора.

Одним из вариантов осуществления изобретения является вентилятор, приводимый во вращение силовым приводом 2, диск 3 с лопатками 4, выполненными с изогнутым профилем в поперечном сечении. Профиль вращающихся лопаток 4 и угол атаки, в зависимости от удаленности от центра вращения и числа оборотов, должен обеспечить максимальное увлечение газа с сохранностью ламинарного течения. Газ, увлекаемый вращающейся лопаткой 4 по аналогии с осевым вентилятором, перемещается в осевом направлении, по мере продвижения газа по внутреннему профилю лопатки увеличивается центробежная составляющая скорости газа. На выходе из вращающейся лопатки 4 результирующий вектор скорости газа направлен перпендикулярно к касательной, проведенной к кромке неподвижной лопатки 6 в точке входа в нее газа. То есть в любой точке неподвижной лопатки 6 газ проходит путь от входа в лопатку до выхода из нее по кратчайшему пути, при этом спрямляя поток во всех трех направлениях: осевом, центробежном, вращательном. Результирующее направление скорости газа при выходе из неподвижной лопатки 6 можно задавать путем изменения кривизны поперечного сечения лопатки в зоне выхода из нее газа. На представленных графических материалах показан вариант направления газа параллельно оси вращения вентилятора. Неподвижные лопатки 6 имеют саблевидную линию кромок и изогнутый профиль в поперечном сечении. Линия кромок 6 ориентирована к результирующему вектору скорости потока, исходящего с кромки вращающейся лопатки 4 таким образом, когда при сближении кромок вращающихся лопаток 4 с неподвижными лопатками 6 поток газа входит под прямым углом к линии кромки неподвижной лопатки, а исходящий с этой лопатки 6 газ направляется параллельно оси вращения лопаток 4. Возможны и другие варианты направления газа, сходящего с нижней кромки неподвижной лопатки 6, например, на сближение с осью вращения или на удаление. Но в любом случае достигается цель использования всей энергии движущейся массы газа как в центробежном, так и в осевом направлениях.

1. Вентилятор, содержащий набор принудительно вращаемых лопаток и набор неподвижных лопаток, отличающийся тем, что внутренний профиль вращающейся лопатки в поперечных сечениях является дугой и эта дуга ориентирована к плоскости своего вращения таким образом, что угол, образуемый плоскостью вращения и касательной, проведенной к дуге в точке входа газа, аналогичен углу вращающихся лопаток осевого вентилятора, а угол, образуемый плоскостью вращения и касательной в точке выхода газа, равен 90 градусам, аналогично центробежному вентилятору.

2. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что внутренний профиль неподвижной лопатки в поперечных сечениях представляет дугу, которая находится в одной плоскости с вектором скорости газа, исходящего с вращающейся лопатки.

3. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что вектор скорости газа при выходе из неподвижной лопатки направлен параллельно оси вращения вентилятора.

4. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что вектор скорости газа при выходе из неподвижной лопатки может быть направлен на сближение с осью вращения вентилятора или на удаление от нее.



 

Похожие патенты:

Изобретение может использоваться в центробежных насосах, вентиляторах и компрессорах, рабочие колеса которых имеют радиальные лопаточные решетки. Изобретение минимизирует потери напора в таких лопаточных решетках за счет задания оптимальной формы средней линии лопаток.

Настоящее изобретение относится к интегрированному вентиляционному аппарату для подвальных помещений. Он включает в себя: приточный вентилятор, установленный в отверстии для подачи воздуха каждого яруса подвального помещения; вытяжной вентилятор, установленный в выпускном воздушном отверстии на каждом ярусе, направленный в воздухоотводящий канал подвального помещения; множество промежуточных вентиляторов, установленных на потолке каждого яруса подвального помещения; и контроллер, получающий электрические сигналы от датчиков, равномерно распределенных по потолку каждого яруса, для общего контроля вентиляторов; приточный вентилятор и вытяжной вентилятор, включающие цилиндрический вентилятор, установленный в полигональной колоннообразной раме, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен противопожарной заслонкой, которая открывается или закрывается в зависимости от того, работает вентилятор или нет, и которая может быть принудительно закрыта с помощью предохранителя, срабатывающего при определенной температуре, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен распылительными соплами, которые всасывают воду под действием разрежения создаваемого воздушного потока для мелкодисперсного распыления воды.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к погружным скважинным электрическим насосам, и может быть использовано при производстве электродвигателей к ним.

Рабочая лопатка турбомашины выполнена с возможностью прикрепления к роторному колесу одной ступени турбомашины и имеющая по меньшей мере одну характеристику, включающую по меньшей мере одно из следующего: ширину шейки, длину платформы, угол между точкой перегиба указанной платформы и краем платформы или указанной шейкой, высоту платформы, высоту хвостовика, ширину хвостовика и окружную ширину монтажного основания рабочей лопатки.

Изобретение относится к области производства погружных скважинных электрических насосов и компрессоров. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, соединенного соединительной муфтой с насосом, имеет на наружной цилиндрической поверхности муфты пескосбрасыватель, а в нижней части муфты - полый цилиндр.

Группа изобретений касается вертикального осевого насоса и его технического обслуживания. Насос содержит наружную корпусную часть (1) и внутреннюю корпусную часть (2), в которой установлен вал (10), несущий на себе лопастное колесо (4).

Металлический корпус насоса с облицовкой из фторалкокси-полимера (PFA), применяемый при работе с вызывающими коррозию жидкостями, содержит всасывающую камеру с облицовкой из PFA, а также спиральную камеру с облицовкой из PFA для размещения в ней рабочего колеса.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосных агрегатов, предназначенных для комплектации насосных установок, используемых в нефтедобывающей и других отраслях при подъеме и перекачивании среды.

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.

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).

Изобретение относится к насосу для перекачивания жидкости. Насос содержит приводной блок (3) и теплоотвод (23), соединенный с указанным приводным блоком (3). Теплоотвод (23) выполнен с возможностью отвода тепла, выделяемого в приводном блоке (3) во время работы насоса. Блок (3) содержит моторный отсек (10), который ограничен в радиальном направлении корпусом (22) двигателя и в котором размещен электрический двигатель (17), имеющий статор (16), соединительный отсек (11) по меньшей мере частично ограниченный верхним кожухом (14) насоса, в котором размещен компонент (15) для подачи электропитания, верхнюю перегородку (20), расположенную между отсеком (10) и отсеком (11). Корпус (22) двигателя содержит наружный кожух (24), соединенный с верхней перегородкой (20) и теплоотводом (23), который проходит в аксиальном направлении между перегородкой (20) и теплоотводом (23), внутренний корпус (25) статора, который проходит между статором (16) и теплоотводом (23), и заполненный газом зазор (26), который разделяет наружный кожух (24) и внутренний корпус (25) статора в радиальном направлении. Изобретение направлено на исключение аварийных остановов насоса за счет обеспечения необходимого охлаждения соединительного отсека и компонента для подачи электропитания. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к горизонтальным многоступенчатым секционным центробежным насосам, используемым для закачки воды в нефтяные пласты и поддержания внутрипластового давления нефтяных месторождений при добыче нефти, а также в качестве питательного насоса высокого давления паровых котлов электростанций и парогенераторных установок. Насос содержит по меньшей мере две проточные части, каждая из которых включает центробежное колесо и направляющий аппарат. Количество лопастей (х) каждого рабочего колеса и количество лопаток (у) каждого направляющего аппарата определяется системами неравенств. При этом значения х и у должны удовлетворять хотя бы одной системе неравенств и составляют числа от 1 до 14. Изобретение направлено на создание насоса, обладающего повышенным КПД за счет уменьшения вихреобразования из-за воздействия возмущающих сил и пульсаций давления; снижения вибрации насоса вследствие уменьшения возмущающих сил и пульсаций давления. 4 ил.

Изобретение касается лопастного насоса с по меньшей мере одной насосной ступенью (14). Эта насосная ступень (14) имеет установленное без возможности поворота на валу (26) насоса рабочее колесо (18). Наряду с насосной ступенью (14) лопастной насос оснащен расположенным на валу (26) насоса без подвижного сцепления с валом (26) насоса в перекачиваемом потоке лопастного насоса турбинным колесом (32). Это турбинное колесо (32) образует измерительный датчик проточного расходомера. Лопаточная система турбинного колеса (32) выполнена таким образом, что приложенный перекачиваемым потоком к турбинному колесу (32) вращающий момент направлен противоположно приложенному через вал (26) насоса на рабочее колесо (18) вращающему моменту. Изобретение направлено на повышение точности регистрирования потока. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов для добычи нефти. Рабочее колесо и/или направляющий аппарат ступени погружного центробежного насоса выполнены из гибкого материала, и внутри них сделаны каналы, заполненные жидкостью или газом под давлением. Изобретение направлено на обеспечение установки в скважине погружного центробежного насоса с рабочими колесами и направляющими аппаратами большего диаметра, чем диаметр скважины, для расширения рабочего диапазона, а также упрощение конструкции и снижение себестоимости. 2 ил.

Компрессорный узел турбомашины включает воздухозаборный канал, ступень сжатия воздуха, содержащую подвижное колесо компрессора и решетку предварительной закрутки, расположенную выше по потоку от подвижного колеса компрессора для регулирования скорости воздуха в воздушном потоке на входе подвижного колеса и содержащую множество лопаток с регулируемым углом установки. Шаг между двумя последовательными лопатками решетки превышает хорду одной из двух лопаток на данной высоте воздухозаборного канала в его верхней части. Угол предварительной закрутки воздушного потока лопатками составляет между 80° и 90° в верхней части воздухозаборного канала, когда решетка предварительной закрутки находится в закрытом рабочем положении на низких оборотах ступени сжатия. Другое изобретение группы относится к турбомашине, содержащей указанный компрессорный узел. При управлении решеткой предварительной закрутки компрессорного узла на низких рабочих оборотах ступени сжатия лопатки решетки устанавливают соответственно углу предварительной закрутки воздушного потока между 80° и 90°. Группа изобретений позволяет повысить эффективность компрессорного узла на низких оборотах ступени сжатия. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к вентиляторам, компрессорам и движителям аппарата вертикального взлета и посадки. Техническим решением является использование энергии всей ускоряемой массы газа как в осевом, так и в радиальном направлениях. Профиль вращающихся лопаток содержит качество как осевого так и радиального вентилятора, а профиль и направление линии кромок неподвижных лопаток ориентировано к входящему потоку таки образом, при котором исходящий из них газ направляется параллельно оси вращения вентилятора или в ином направлении. Изобретение повышает КПД и пропускную способность механизма. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх