ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР


RU (11) 2109172 (13) C1

(51) 6 F04D17/08, F04D29/28 

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

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

(21) Заявка: 95112394/06 
(22) Дата подачи заявки: 1995.07.19 
(45) Опубликовано: 1998.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. US, патент, 4053261, F 01 D 5/04, 1977. 2. Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.: Машиностроение, 1995, с. 39, рис. 1.23. 
(71) Заявитель(и): Закиев Фарит Кавиевич; Сагитов Радмир Ахметович; Муртазин Рафаэль Файзиевич; Коханов Семен Григорьевич; Петросян Григорий Григорьевич 
(72) Автор(ы): Закиев Фарит Кавиевич; Сагитов Радмир Ахметович; Муртазин Рафаэль Файзиевич; Коханов Семен Григорьевич; Петросян Григорий Григорьевич 
(73) Патентообладатель(и): Закиев Фарит Кавиевич; Сагитов Радмир Ахметович; Муртазин Рафаэль Файзиевич; Коханов Семен Григорьевич; Петросян Григорий Григорьевич 

(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР 

Использование: в компрессоростроении и касается конструкции высокоскоростных центробежных машин. Сущность изобретения: в ступице рабочего колеса выполнена кольцевая полость, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой, соединяющей внутреннее и наружное кольца ступицы, а с другой вращающимся направляющим аппаратом или обтекателем, причем соотношение ширины В кольцевой полости и толщины H перегородки определяется неравенством: 1 B / H 5. 3 илр 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции высокоскоростных центробежных машин.

Известен ротор турбомашины, содержащий установленное на валу полуоткрытое рабочее колесо и установленный перед ним по ходу потока обтекатель [1].

Недостатком такого ротора является относительно большая осевая деформация колеса, в частности кромок лопаток, которые сопряжены с неподвижными элементами компрессора. При этом зазоры между лопатками колеса и неподвижными элементами должны быть достаточно большими, что увеличивает перетечки газа и снижает КПД турбомашины.

Известен также центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем неподвижные элементы, ротор с рабочим колесом полуоткрытого типа и установленными перед последним по ходу потока вращающимся направляющим аппаратом и (или) обтекателем [2].

Однако КПД такого компрессора недостаточно высок, из-за деформаций рабочего колеса и обусловленных этим относительно больших зазоров между лопатками колеса и неподвижными элементами корпуса.

Кроме того, при высоких окружных скоростях вращения (> 320 м/с) напряжения в рабочем колесе достигают значений, соответствующих упруго-пластическим деформациям материала колеса. Поскольку задача расчета прочности колеса сложна и достаточно приближенна, снижение напряжений в рабочем колесе повысит надежность работы компрессора.

Технической задачей является повышение экономичности и надежности работы компрессора путем уменьшения деформаций рабочего колеса и снижения в нем напряжений.

Указанная задача достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем корпус, размещенные в нем неподвижные элементы и ротор с рабочим колесом и установленными перед ним по ходу потока вращающимся направляющим аппаратом и (или) обтекателем, в ступице рабочего колеса выполнена полость, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца, и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой, соединяющей внутреннее и наружное кольца ступицы, а с другой вращающимся направляющим аппаратом или обтекателем, причем соотношение ширины кольцевой полости B толщины перегородки H определяется неравенством

1B/H5.

На фиг.1 представлен центробежный компрессор, продольный разрез; на фиг. 2 - ротор и неподвижный элемент компрессора; на фиг.3 - то же, вариант исполнения без вращающегося направляющего аппарата.

Центробежный компрессор содержит корпус 1, размещенные в нем неподвижные элементы 2 и ротор 3 с рабочим колесом 4 полуоткрытого типа и установленными перед ним по ходу потока вращающимся направляющим аппаратом 5 и (или) обтекателем 6. Между лопатками 7 рабочего колеса и неподвижным элементом 2 корпуса 1 образован уплотняющий зазор 8.

В ступице рабочего колеса 4 выполнена кольцевая полость 9, разделяющая ступицу на внутреннее 10 и наружное 11 кольца и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой 12, соединяющей внутреннее 10 и наружное 11 кольца ступицы, а с другой вращающимся направляющим аппаратом 5 или обтекателем 6. Соотношение ширины В кольцевой полости 9 и толщины Н перегородки 12 определяется неравенством

1B/H5.

Выбор соотношения B/H зависит от конкретной формы рабочего колеса и связанного с этим распределения масс, а также от окружной скорости рабочего колеса.

Компрессор работает следующим образом.

При работе компрессора газ поступает к рабочему колесу 4, от которого получает кинетическую энергию и в котором частично сжимается.

Выполнение в ступице кольцевой полости с указанным соотношением ее ширины и толщины кольцевой перегородки обеспечивает при работе компрессора равновесное положение напряженно-деформированного состояния рабочего колеса 4 относительно центра масс. При этом практически нет деформаций дисков и лопаток в осевом направлении и, следовательно, зазоры между лопатками и неподвижными элементами 2 корпуса 1 можно выполнить минимальными. Уменьшение зазоров снижает перетечки газа со стороны областей высокого давления, что повышает КПД компрессора.

Поскольку при такой конструкции деформации колеса в осевом направлении практически отсутствуют, то нет и воздействия рабочего колеса на сопряженную деталь - вращающийся направляющий аппарат.

Кроме того, уровень напряжений в рабочем колесе снизился, так как при выполнении в ступице кольцевой полости масса колеса стала меньше.

Таким образом, такое выполнение компрессора позволило повысить его экономичность за счет уменьшения перетечек, а также повысить надежность его работы за счет снижения напряжений в рабочем колесе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Центробежный компрессор, содержащий корпус, размещенные в нем неподвижные элементы и ротор с рабочим колесом и установленными перед последним по ходу потока вращающимся направляющим аппаратом и(или) обтекателем, отличающийся тем, что в ступице рабочего колеса выполнена кольцевая полость, разделяющая ступицу на внутреннее и наружное кольца и ограниченная с одной стороны кольцевой перегородкой, соединяющей внутреннее и наружное кольца ступицы, а с другой - вращающимся направляющим аппаратом или обтекателем, причем соотношение ширины кольцевой полости В и толщины Н перегородки определяется неравенством

1 В/Н 5,

где В - ширина кольцевой полости;

Н - толщина перегородки.






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