Лопаточный диффузор центробежного компрессора

Авторы патента:

Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: лопаточный диффузор содержит установленные между стенками самоустанавливающиеся лопатки, размещенные на осях, расположенных в полостях лопатки. Лопатки подпружинены плоскими пружинами, одни из которых закреплены на осях, а другие - на лопатке. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 D 29/46

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГOCllATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4470781/06 (22) 04.08.88 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им, И.И,Ползунова (72) М.Т,Столярский, B.È.Ëûñþê и Я.M.Мерович (73) М,Т.Столярский, В.И.Лысюк и Я.М.Мерович (56) Патент США М 3957392, кл. 415-146, опублик. 1976.

Изобретение относится к области компрессоростроения, касается центробежных компрессоров.

В центробежных компрессорах широко применяются лопаточные диффузоры, По сравнению с более простыми, безлопаточными диффузорами, они позволяют существенно (на 2-5 ) повысить максимальный

КПД компрессора. Наименьшие потери е лопаточном диффузоре (соответственно наибольший КПД ступени), имеют место на режимах, когда угол аз натекания потока (входа в диффузор) совпадает или близок с углом азл установки лопаток диффузора. Недостатком лопаточного диффузора является значительное увеличение потерь в .нем и снижение КПД компрессора при отклонениях режимов работы от оптимальных. Поэтому в диффузоре увеличиваются при этом вследствие изменения углов входа потока в диффузор и роста углов атаки 1з =

Q3n вЂ” и . Компрессоры и ступени с лопаточнымдиффузором, какправило, имеютменее

„, Ы „„180о294 АЗ (54) ЛОПАТОЧНЫЙ ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА (57) Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения; лопаточный диффузор содержит установленные между стенками самоустанавливающиеся лопатки, размещенные на осях, расположенных в полостях лопатки. Лопатки подпружинены плоскими пружинами, одни из которых закреплены на осях, а другие вЂ” на лопатке. 3 ил. широкую зону рабочих режимов, чем компрессоры и ступени с безлопаточным диффузором (хотя максимальный КПД у первых выше). Недостаток ступеней с лопаточным диффузором (снижение экономичности на переменных режимах работы) может быть уменьшен, если иметь возможность менять угол установки лопаток азл во время работы компрессора.

Известны конструкции лопаточных диффузоров, в которых осуществляется поворот лопаток диффузора (или их части) во время работы компрессора, при изменении режима, так чтобы угол их установки соответствовал (был близок) углу натекания потока. В этой конструкции лопатки диффузора поворачиваются с помощью механического привода; который приводится в действие от электродвигателя или масляного сервомотора, получающих импульс от системы регулирования. Недостатком и причиной малого распространения на практике указанной и

1806294 подобных ей конструкций является сложность и недостаточно надежная работа, Известен диффузор с самоустанавливающимися (при изменении режима) лопатками. Лопатки в диффузоре выполнены в форме крыла эа одно целое с осью. Оси лопаток могут вращаться в неподвижных стенках диффузора и соединены с ними упругим элементом в виде спиральной пружины, расположенной вне канала диффузора.

Недостатком этой конструкции является необходимость герметизации вывода осей (установки сальников) или всей полости спиральной пружины. Это делает конструкцию диффузора менее компактной, снижает ее надежность и эффективность.

Целью заявляемого технического решения является повышение экономичности работы лопаточно го диффузора и компрессора в целом в широком диапазоне режимов за счет изменения угла установки лопаток диффуэора при изменении режима работы (угла натекания потока).

Поставленная цель достигается тем, что лопатки диффузора, которые выполнены поворотными вокруг оси, проходящей через тело лопатки и закрепленной на стенках диффуэора, соединены с неподвижной осью упругим элементом в виде плоской пружины, допускающим ее поворот при изменении аэродинамического усилия на лопатки.

Один конец упругого элемента жестко закреплен на неподвижной оси, а другой соединен с лопаткой, Соединение через упругий элемент удерживает лопатку в определенном (исходном) положении и позволяет поворачиваться (менять угол установки) при изменении режима работы.

В предлагаемой конструкции диффузора происходит самоустановка лопаток при изменении режима работы. При этом не требуются внешний привод, система регулирования, уплотнение осей лопаток сальниками. По сравнению с известными конструкциями регулируемых и самоустанавливающихся диффузоров, предлагаемая конструкция более проста, компактна, и следовательно, надежна.

На фиг.1 показана схема лопаточного диффузора предлагаемого типа, исходное положение; на фиг.2 вЂ” разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вЂ” схема его действия при изменении режима работы.

Лопатка 1 свободно сидит на неподви>кной оси 2, закрепленной на стенке диффузора 3, Лопатка соединена с неподвижной осью упругим элементом вЂ” плоской пружиной 4, один конец которой жестко закреплен в оси, а другой закреплен в лопатке.

Исходное положение лопаток диффузора (на фиг .2 изображено пунктиром и обозначено И) выбирается так, чтобы угол их установки ази был больше, чем угол потока а на номинальном режиме. При работе компрессора на номинальном режиме поток, натекающий на лопатки диффуэора под углом аз отжимает лопатки в положение Н,определяемое углом азн, который остается несколько. больше угла аз (вследствие взаимодействия сил упругого элемента 4 и аэродинамических сил потока).

При отклонениях режима работы компрессора от номинального, например, в сторону снижения производительности и уменьшения углов потока с з <аз лопатки диффузора отожмутся аэродинамическими силами до меньших значений углов установ„«аз. <азн, При поении производи.тельности и увеличении углом натекания

/ по ока аз >аз, лопатки диффузора под действием упругого элемента, наоборот, займут положение, определяемое большим

25 углом установки азл > азн. В обоих случаях (при понижении и повышении производительности) угол установки лопаток диффузора будет ближе к углу натекания потока, чем при неподвижных лопатках (постоянном

3О азн). В соответствии с этим уменьшатся на переменных режимах углы атаки и потери в диффузоре, повысится КПД ступени и компрессора в целом. Выигрыш КПД будет тем больше, чем шире диапазон работы комп35 рессора и больше изменения режимов.

Предлагаемый лопаточный диффузор имеет самоустанавливающиеся лопатки (за счет действия упругого элемента) и не требует для своей работы внешнего привода, 40 системы регулирования, уплотнения осей сальниками. Это определяет его простоту, компактность, а следовательно, и большую надежность по сравнению с известными конструкциями диффузоров с меняющейся

4 установкой лопаток.

Геометрические параметры (размеры) предлагаемого диффузора (его лопатки, упругого элемента и др. частей) могут быть определены расчетным или эксперимен50 тальным путем.

Предлагаемый лопаточный диффузор может быть использован в центробежных компрессорах различного назначения.

S5 прежде всего работающих в широкой зоне режимов. Применение его даст существенное повышение КПД на переменных режимах работы, снизит эксплуатационные затраты (при небольшом повышении первоначальной стоимости компрессора), 1806294

Формула изобретения

Лопаточный диффузор центробежного компрессора, содержащий установленные между стенками самоустанавливающиеся лопатки, размещенные на осях и подпружиненные относительно KQDllvcB пружинами, одни концы которых закреплены на оси, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, внутри каждой лопатки выполнена полость, каждая ось закреплена

5 на стенках и расположена в полости свободно, а каждая пружина выполнена плоской и ее другой конец закреплен на лопатке.

1806294

Составитель М.Стол ярский

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 970 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при КНТ СССР

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

Лопаточный диффузор центробежного компрессора

Направляющий аппарат центробежного вентилятора // 1733709

Изобретение относится к вентиляторостроению, в частности к регулируемым направляющим аппаратам центробежных тактных вентиляторов

Входное устройство центробежного компрессора // 1721308

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению, а именно к конструкциям входных регулирующих устройств центробежных компрессоров

Центробежный насос // 1721305

Входной регулируемый аппарат центробежного компрессора // 1714212

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению, а именно к конструкциям центробежных компрессоров, и может быть использовано в конструкциях входных регулируемых аппаратов центробежных компрессоров, работающих в широком диапазоне производительностей.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования

Корпус центробежного насоса // 1714211

Изобретение относится к насосостроению и позволяет повысить КПД и износостойкость насоса на нерасчетных режимах путем обеспечения возможности регулирования расположения отвода относительнооси отвода

Центробежный насос // 1703864

Изобретение относится к насосостроению и позволяет расширить диапазон режимов работы и повысить надежность работы 9 .01 / 0 насоса путем изменения давления за направляющим аппаратом (НА) и уменьшения нагрузки на входные участки его лопаток 5

Вентиляторная установка // 1702116

Изобретение относится к области вентиляции и служит для регулировки производительности осевых вентиляторов

Входной регулируемый аппарат центробежного компрессора // 1513228

Изобретение относится к компрессоростроению и позволяет расширить диапазон регулирования и повысить КПД компрессора

Регулируемый отвод центробежного насоса // 1498968

Регулируемый диффузор центробежного компрессора // 2112154

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции диффузоров с регулируемым положением лопаток

Центробежный электронасосный агрегат // 2160388

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники

Центробежный компрессор // 2173797

Изобретение относится к центробежным компрессорам в целом и в особенности к конструкции диффузора для центробежного компрессора

Радиальный нагнетатель // 2306459

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к компрессорам холодильных установок для нагнетания рабочего вещества в цикле холодильной машины, и может быть использовано в объектах холодильной техники и газодобывающей промышленности

Центробежный вентилятор с регулятором мощности воздушного потока ("корона" в.с. сухина) // 2395726

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к центробежным вентиляторам, в частности к конструкциям их направляющих аппаратов, и может быть использовано для регулирования и управления мощностью всасывания и нагнетания воздуха в пневмопроводы и пневмосистемы различных машин для расширения диапазона плавного регулирования мощности регулятора, особенно на минимальных мощностях, с одновременным упрощением конструкции регулятора и повышения надежности эксплуатации путем изменения условий засасывания воздуха во входной патрубок за счет изменения конструкции входного патрубка и регулятора мощности воздушного потока, в частности за счет размещения последнего за пределами корпуса вентилятора

Центробежный компрессор // 2419731

Лопаточный диффузор центробежного компрессора // 1825901

Устанавливаемая в горловине система входных направляющих лопаток газового компрессора // 2508476

Изобретение относится к компрессоростроению. Описана система для сжатия газа, которая в некоторых вариантах осуществления содержит блок входных направляющих лопаток. Блок входных направляющих лопаток имеет множество входных направляющих лопаток, образующих радиальную структуру вокруг центральной оси и способных вращаться вокруг осей, ортогональных центральной оси. Блок входных направляющих лопаток также имеет множество валов лопаток, каждый из которых соединен с соответствующей входной направляющей лопаткой и способен вращаться вместе с соответствующей входной направляющей лопаткой вокруг соответствующей ортогональной оси. Блок входных направляющих лопаток дополнительно имеет ведущий вал, соединенный непосредственно с одним из валов лопаток и способный придавать непосредственное вращение валу лопатки, с которым он непосредственно соединен, и придавать опосредованное вращение остальным валам лопаток из множества валов лопаток. Кроме того, блок входных направляющих лопаток имеет вращательный привод, соединенный с ведущим валом и способный придавать вращение ведущему валу. Изобретение направлено на уменьшение габаритов компрессора и упрощение конструкции. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ регулирования расхода воздуха в центробежном компрессоре турбомашины и диффузор для его осуществления // 2564158

Способ регулирования расхода воздуха в центробежном компрессоре (10) турбомашины заключается в обеспечении распределения воздуха через первую кольцевую решетку (G1) лопастей (24) с изменяемым углом установки. По краю решетки в радиальном направлении расположена вторая кольцевая решетка (G2) лопастей с тем же количеством лопастей (28) с фиксированным углом установки той же радиальной протяженности. Распределение в радиальном направлении производится путем взаимодействия лопастей (24, 28) двух решеток лопастей. Каждую лопасть (24) первой решетки (G1) лопастей приводят во вращение по оси (Х′Х), отстоящей от лопасти (24). Изобретение направлено на поддержание кпд и производительности компрессора турбомашины для уменьшения, по существу, конкретного потребления Cs при обеспечении достаточного запаса от помпажа при частичной нагрузке. 2 н. и 8 з. п. ф-лы, 8 ил.

Входной направляющий лопаточный приводной аппарат, турбомашина и способ изготовления входного направляющего лопаточного приводного аппарата турбомашины // 2616336

Группа изобретений относится к входному направляющему лопаточному приводному аппарату, турбомашине и способу изготовления входного направляющего лопаточного приводного аппарата турбомашины. Компоненты входного направляющего аппарата 300, включающие приводной стержень 302, приводное кольцо 308, кривошипные стержни 310, кривошипные рычаги 306 и присоединенные соединители и втулки, собраны в одной плоскости. В этом отношении, когда сила прикладывается к приводному стержню 302 и передается через компоненты входного направляющего аппарата 300, эта сила действует в одной плоскости. Кроме того, эта плоскость отцентрована по поворотному центру приводного кольца 308 в осевом направлении. Группа изобретений направлена на обеспечение более точного регулирования входных направляющих лопаток турбомашины при меньшей прикладываемой силе. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.