Центробежная машина

 

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА, содержащая рабочее колесо с ведущим и ведомыми дисками, размещенное в корпусе, внутренняя поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выступами клиновидной формы, равномерно расположенными по окружности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения нагрузки на элементы рабочего колеса и уменьщения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, выступы выполнены со стороны ведущего диска и имеют высоту, увеличивающуюся в направлеш нии, противоположном вращению колеса. со о 4

союз сою:тсних

СОЦИАЛ ИС1.ИЧЕСНИХ

РЕСПЮЛИН зев F 04 D 29/04

Ф лГ 5К1уъ а, Г I LL

OCYglAPCTBEHHblA HOMHTET GCCP по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3557519/25-06 (22) 25,02.83 (46) 07.06.84. Бюл. №- 21 (72) И.А.Ковалев и H..M.Îëàäà (71) Сумский филиал Харьковского ордена Ленина политехнического института им. В.И.Ленина (53) 621.671(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 966303, кл. F 04 D 29/04, 1981

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3410399, кл, F 042 29/04, 1982.

4 (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА, содержащая рабочее колесо с ведущим и ведомыми дисками, размещенное в корпусе, внутренняя поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выступами клиновидной формы, равномерно расположенными по окружности, отличающаяся тем,что, с целью повышения надежности путем снижения нагрузки на элементы рабочего колеса и уменьшения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, выступы выполнены со стороны ведущего диска и имеют высоту, увеличивающуюся в направлении, противоположном вращению колеса. <о0

1 1 О9(>4

Изобретение относится к насосостроению и компрессоростроению и может быть использовано в центробежных машинах для перекачивяния жидкостей и газов. 5

Известна центробежная машина, содержащая установленное в корпусе рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, прйчем на внешней стороне ведущего диска выполнены радиальные импеллеры с открытыми лопатками, снижяюн(ими давление рабочей среды в задн ей паз ухе — полости между веду- . щим диском и корпусом. Снижение давления происходит за счет обеспечения посредством лопаток увеличения угловой скорости (закрутки) рабочей среды в задней пазухе I 1 3.

Недостатком такой конструкции является дополнительная затрата мощности, 20 необходимая для закрутки потока утечки и, как следствие, сущес гвенное снижение КП>>(центробежной мяши1п1.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является центробежная ма!!гиня, содержащая ра бочее колесо с ведущим и ведомым дисками, размещенное в корпусе, внутренняя поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с 30 выступами клиновидной формы, равномерно расположенными по окружности. Поверхности выступов и ведомого диска образу>от полости, суживающиеся в направлении вращения рабочегс колеса.

При работе машины ведомый диск увлекает за собой рабочую среду, заполняющую эти полости, при этом имеет место клиновой эффект, т.е. явление возникновения в рабочей среде динамических давлений за счет наличия жидкостного (газового) клина. В результате этого, осевое усилие, действующее на ведомый диск рабочего колеса, значительно увеличивается, а Резульl тирующее осевое усилие, действующее на рабочее колесо центробежной машины„наоборот, значительно уменьшается (2".3.

Недостатком известной ма111ины яв50 ляется то, что обеспечение надежного и эффективного уменьшения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, связано со значительным увеличением осевого усилил, действующего на ведомый диск, при не55 изменной величине осевого усилия, действующего на ведущий диск. Значительные осевь>е усилия, действующие ня Диски рабочего колеса, увЕличи13а1от нагрузки на все элементы колеса, особспно при боль!1Сих давлениях рабочей среды. 3 го нежелательное явление для кОлес из матер11яля, имеющих невысокие прочностнь:е свойства. A в компрессоростроении, в частности, увеличеFFF161å нагрузки на ведомый диск при боль!1!их давлениях рабочей средь! ведут к ослаблению заклепок крепления этого диска kF, как следствие, к ремонту рабочих колес и:3-за необходимости переклепки дискон.

Ц(>11,изобретения — повышение надежности путем снижения нагрузки ня элементы рабочего колеса и уменьшения результиру1в11(его осевого усилия, дейс r13yоце!.о на рабочее колесо.

Укс1 за ни яя цель дости Гя ется тем > что в центробежной машине, содержащей рабочее колесо с !Зеду1цим и ведомым диск"-,ìiI, размещенное 13;opiiyce, внутренн i;1 поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выступами кли формы, раьч(омерно расположенными по окружности,. выступы выполнены со стороны ведущего диска kF имеют высоту. увеличиваюп(уюся в 13япря13ле11ии, противоположном вращению колеса .

Выполнение на внутренней поверх—

НОСТ! < КОР П у CB С О С ТОР ОПЫ ВЕДУЩЕГО ДИС к>l 13ыстУГ1 013 клин овиДИОЙ ЬОРмы, PHI3 номерно рясположеннь!х г10 окружности, с высотой, увеличивающейся в направлении, противопзложном вращению колеса, приводит к тому, что

II0HBPXk!OCtlI ВЫСТУПОВ И ВЕДУЩЕГО диска колеса, образуют полости,расширяющиеся в направлении вращения рабочего колеса. Вращающийся ведущий диск рабочего колеса увлекает за собой рабочую среду, запол 3яюц>ую эти полости. При этом Давление рабочей среды в них в окружном нап1>авле>1ии вначале постепенно пони>кается, а затем, достигнув минимума, постепенно возрастяет до начальной величины.

Причем понижение давления может быть весьма существенным. Теоретически при некоторых условиях течения рабочей среды давление в полости может даже,îñòè÷ü полного вакуума, однако в реальных условиях мипимум этог0 . давления ограничивается давлением насыщенных паров рабочей среды при данной температуре. Таким образом, за счет няли-1ия полостей, расширяющихся в направлении вращения рабочего коле1 096402 са, обеспечивается существенное снижение давления рабочей среды, действующего на ведущий диск рабочего колеса. В результате, осевое усилие, действующее на ведущий диск рабочего колеса, значительно уменьшается, а, следовательно, и результирующее осевое усилие, действующее на рабочее колесо центробежной машины, так-. же значительно уменьшается. Умень- 10 шение результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо центробежной машины, улучшает условия работы воспринимающих осевые усилия устройств (подшипников, пят и т.п.), которые становятся менее нагруженными . Уменьшение осевых усилий, действующих на. диски рабочего колеса, уменьшают нагрузки на все элементы колеса, что весьма существенно при gp больших давлениях рабочей среды и при использовании рабочих колес из материалов с невысокими прочностными свойствами. За счет всего это2S го повьппается, адежность машины и увеличивается ее ресурс работы.

На фиг. 1 изображена центробежная машина, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 то же (вариант выполнения выступов в корпусе машины).

Центробежная мамша содержит рабочее колесо 1 с ведущим и ведомым

35 . дисками 2 и 3 соответственно, размещенное в корпусе 4, внутренняя поверхность 5 которого со стороны ведущего диска 2 выполнена с выступами

6, равномерно расположенными по окружности. Выступы 6 выполнены клиновиднойй формы с в ыс от ой ф, ув еличивающейся в направлении, противополож-: ном направлению вращения колеса 1, а поверхности выступов 6 и ведущего диска 2 образуют полости 7, расширяющиеся в направлении вращения рабочего колеса 1. Высота h выступов

6 может колебаться в пределах 0,34 мм в зависимости от их протяженности в окружном направлении. Чем меньше минимальный зазор 8 между выс-, тупами 6 и ведущим диском 2, тем эффективнее уменьшается результирующее осевое усилие за счет уменьшения осевого усилия, действующего на ведущий диск 2 рабочего колеса 1.

Минимально допустимая величина зазора 8 равна 0,1 мм, но с точки зрения эксплуатации целесообразно иметь зазор 8 в пределах 0,5-1 мм. 1<онструктивно выступы 6 могут иметь прямолинейную (фиг. 3) и криволинейную (фиг. 4) форму. Они могут быть с плос кими участками 9 и 10 стабилизированного давления (фиг. 4) или без них (фиг. 3), с переходными скосами

11 различной конфигурации (фиг. 4) или без них (фиг. 3).

При работе машины вращаю:цийся ведуший диск 2 рабочего колеса 1 увлекает за собой рабочую среду, заполняющую полости 7. При этом давление рабочей среды в полостях 7 в окружном направлении вначале постепенно понижается, достигнув минимума, постепенно возрастает до начальной велпчипы. Таким образом обеспечивается существенное снижение давления рабочей среды, действующего на веду|ций диск 2 рабочего колеса 1.

В результате, значительно уменьшается осевое усилие, действующее па ведущий диск 2 рабочего колеса 1,, и результирующее осевое усилие, действующее на рабочее колесо 1 центробежной машины.

Преимущество предлагаемой центробежной машины по сравнению с известной заключается в том, что на— дежное и эффективное уменьшение результирующего 0с.евого усилия, действующего на рабочее колесо, происходит за счет существенного yìåíüøåния осевого усилия, действующего на ведущий диск рабочего колеса, при уменьшенном осевом усилии, действующем на его ведомый диск. Это позволяет уменьшить нагрузки на все элементы рабочего колеса, что весьма важно при больших давлениях рабочей среды и при использовании рабочих колес из материалов с невысокими прочностными свойствами. В результате повьппается надежность машины и увеличивается ее ресурс работы.

1 096402

ЦЪг. Я

TG 1I Г

Юыг. 4

Составитель Л. Анисимова

Редактор П. Макаревич Техред М.Надь Корректор О. Билак

Заказ 3768/24 Тираж 624

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4