РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА


RU (11) 2015420 (13) C1

(51) 5 F04D29/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4930672/06 
(22) Дата подачи заявки: 1991.04.22 
(45) Опубликовано: 1994.06.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. М.-Л.: Машиностроение, 1964, с.64, 65, фиг.2.21, 2.22.б. 2. Раер Г.А. Динамика и прочность центробежных компрессорных машин. Л.: Машиностроение, 1968, с.70, рис.35а. 
(71) Заявитель(и): Государственное предприятие "Невский завод" им.В.И.Ленина 
(72) Автор(ы): Муратов Х.И. 
(73) Патентообладатель(и): Муратов Ханафи Ибрагимович 

(54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА 

Использование: в компрессоростроении, в частности в центробежных компрессорах. Сущность изобретения: в рабочем колесе центробежного компрессора между покрывным и несущим дисками, соединенными заклепками, расположены лопатки, выполненные за одно целое с несущим диском и имеющие толщину, определяемую выражением , где - заданная относительная толщина лопатки = 0,015 - 0,018 рабочего колеса с аэродинамическими конструктивными параметрами, - заданная относительная толщина лопатки = 0,021 - 0,022 рабочего колеса с износостойкими конструктивными параметрами, D - наружный диаметр рабочего колеса. Ось каждой заклепки расположена на расстоянии от задней стороны лопатки, составляющем S = (0,015 - 0,018)R, где R - наружный радиус колеса. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области центробежного компрессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежного компрессора, работающего в условиях с повышенным содержанием механических примесей, содержащихся в сжимаемом газе.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несущий диск с выполненными за одно целое с ним лопатками и покрывающий диск, соединенный с несущим диском заклепками, расположенными вдоль оси лопаток [1]. Такое колесо имеет хорошую аэродинамичность обтекания лопаток на входе и выходе, поскольку заданная относительная толщина лопаток

= 0.015-0.018, где t' - толщина лопатки, D - наружный диаметр колеса, выбрана исходя из конструктивных параметров колеса, обеспечивающих высокий КПД.

Недостаток такого колеса заключается в том, что величина, лимитирующая допускаемый в период эксплуатации износ лопатки, равная

'= 0,5 (t' - d ), где t' - заданная толщина лопатки;

d - диаметр заклепки, мала, вследствие чего при работе компрессора в условиях с повышенным содержанием механических примесей в сжимаемом газе происходит быстрый износ лопатки с передней стороны до тела заклепки, т.е. на величину ' . Это снижает ресурс рабочего колеса и уменьшает надежность его работы.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несущий диск с выполненными за одно целое с ним лопатками и покрывающий диск, соединенный с несущим диском заклепками [2]. Такое колесо хорошо противостоит эрозионному износу в условиях с высоким содержанием механических примесей в сжимаемом газе, поскольку заданная относительная толщина лопаток

= = 0.021-0.022, где t'' - толщина лопаток, D - наружный диаметр колеса, выбрана исходя из конструктивных параметров колеса, обеспечивающих увеличенный ресурс работы колеса.

Недостатком прототипа является увеличенная относительная толщина лопаток, что увеличивает стеснение потока на входе и выходе из колеса, т.е. заужает живое сечение межлопаточных каналов и увеличивает густоту решетки по среднему диаметру колеса сверх допустимой. В результате возрастают потери в рабочем колесе, уменьшается создаваемый колесом напор и снижается КПД.

Цель изобретения - повышение КПД компрессора и надежности работы при повышенном содержании механических примесей в сжимаемом газе.

На фиг.1 показано рабочее колесо, меридианальный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2 с вариантами: а - рабочее колесо с аэродинамичными конструктивными параметрами; б - то же, с износостойкими конструктивными параметрами; в - то же, выполненное согласно предложенному техническому решению.

Предложенное колесо содержит несущий диск 1 с выполненным за одно целое с ним лопатками 2 и покрывающий диск 3, соединенный с несущим диском 1 заклепками 4. Лопатка 2 имеет угол (фиг.2), радиус закругления лопаток Rл, толщину лопатки t и расстояние от задней стороны а лопатки до оси заклепок 4, равное S.

На фиг.3(а) показано сечение лопатки 2 рабочего колеса с аэродинамичными конструктивными параметрами с толщиной лопатки t' и с величиной ' , лимитирующей допускаемой износ лопатки с передней b и задней а стороны. На фиг.3(б) показано то же, с толщиной лопатки t'' и с величиной '' , лимитирующей допускаемый износ лопатки с передней b и с задней а стороны лопатки, на фиг. 3 (в) - то же, с толщиной лопатки t и расстоянием S от задней а стороны лопатки 2 до оси заклепки 4.

При работе колеса поток рабочей среды с повышенным содержанием механических примесей обтекает лопатки 2 и движется в межлопаточном канале. Вследствие градиента давления увеличивающегося от задней стороны а лопатки к передней в вдоль линии г-г механические частицы скапливаются в части потока, движущегося вдоль передней стороны в лопатки 2. Поскольку в рабочем колесе центробежного компрессора относительные скорости могут достигать величины до 200 м/сек, а механические частицы прижимаются к передней стороне в лопатки 2, происходит износ последней.

Поскольку толщина лопатки определяется выражением

t= , учитывающим как свойства рабочего колеса с аэродинамичными конструктивными параметрами, так и свойства рабочего колеса с износостойкими конструктивными параметрами, а ось заклепок 4 расположена на расстоянии от задней а стороны лопатки, составляющем

S = 0,015-0,018R, по существу, в предложенном рабочем колесе сочетаются аэродинамичные и износостойкие свойства двух типов рабочих колес, что позволяет повысить КПД компрессора и надежность его работы при повышенном содержании механических примесей в сжимаемом газе.

П р и м е р выполнения рабочего колеса. Рабочее колесо с лопатками толщиной t' = 11 мм имеет аэродинамичные конструктивные параметры, отработанные экспериментально, обеспечивающие высокий КПД. Рабочее колесо с лопатками толщиной t'' = 15 мм имеет конструктивные параметры, обеспечивающие высокую износостойкость при работе в условиях с повышенным содержанием механических примесей в сжимаемой рабочей среде. Наружный диаметр обоих типов колес один и тот же и равен 700 мм.

Рабочее колесо имеет толщину лопатки

t= = 13 мм, при этом сохраняются конструктивные параметры, обеспечивающие высокую износостойкость рабочего колеса, и существенно улучшаются конструктивные параметры рабочего колеса, обеспечивающие его ародинамические качества, поскольку уменьшается стеснение потока лопатками, увеличиваются живые сечения межлопаточных каналов и снижается густота лопаточной решетки по среднему диаметру рабочего колеса. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА, содержащее соединенные между собой заклепками покрывной и несущий диски и расположенные между ними лопатки, выполненные за одно целое с несущим диском, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД компрессора и надежности в работе, толщина t лопатки определяется выражением

t = ,

где ' = t'/D - заданная относительная толщина лопатки;

' = 0,015 - 0,018 рабочего колеса с аэродинамическими конструктивными параметрами;

'' = t''/D - заданная относительная толщина лопатки '' = 0,021 - 0,022 рабочего колеса с износостойкими конструктивными параметрами;

D - наружный диаметр рабочего колеса,

а ось каждой заклепки расположена на расстоянии от задней стороны лопатки, составляющем

(0,015 - 0,018) R,

где R - наружный радиус колеса.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru