Колесо центробежного нагнетателя

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах. Колесо центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру, содержит покрывающий диск, прямые лопатки и осевой вход потока. Входной угол наклона лопаток β₁ равен 40-45^o, относительная ширина на выходе b₂/D₂ составляет 0,05-0,065, относительный входной диаметр D₁/D₂ = 0,47-0,5, угол наклона покрывающего диска γ = 9-12°, число лопаток 14-17. Лопатки колеса выполнены, начиная от относительного диаметра D/D₂ = 0,8-0,83, с плавно увеличивающимися углами наклона от β = 64-67° до β₂ = 85-90° на выходном диаметре, b₂ - ширина колеса на выходе, D₂ -выходной диаметр колеса, D₁ - входной диаметр колеса, D - диаметр начала плавного увеличения угла наклона лопаток. Изобретение позволяет увеличить пологость напорной характеристики при максимальном приближении ее к характеристике, получаемой в случае использования колес с углом выхода лопаток 90°, однорадиусными лопатками и вогнутой частью, направленной в сторону вращения (при сохранении КПД, свойственных колесам с прямыми лопатками). 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах.

Известные в практике стационарные компрессорные высоконапорные рабочие колеса с выходным углом наклона лопаток β₂ = 90^o в сочетании с использованием за колесом безлопаточного диффузора и боковой сборной камеры обеспечивают наиболее пологую напорную характеристику, но при наименьших КПД из-за наименьшей степени реактивности колес. Лопатки таких колес очерчиваются, например, одним радиусом и направлены своей вогнутой частью в сторону вращения.

Известные несколько менее напорные рабочие колеса с прямыми назад загнутыми лопатками и β₂= 65-70^o имеют КПД, близкие к КПД колес "компрессорного" типа ( β₂ = 45-55^o) и превышающие КПД колес с β₂ = 90^o на 3-5%.

Увеличение входного угла наклона лопаток таких колес с β₁ = 30 - 33^o до 40 - 45^o при оптимальных геометрических соотношениях: относительной ширины колес на выходе b₂/D₂ = 0,05 - 0,065 (где b₂ - ширина колеса на выходе, D₂ - наружный диаметр колеса), угла наклона покрывающего диска = 9 - 12^o, входного относительного диаметра D₁/D₂ = 0,47 - 0,5 (где D₁ - входной диаметр лопаток), числа лопаток = 14-17, позволяет несколько увеличить пологость напорной характеристики без снижения КПД (Ю.И.Журавлев. Газодинамические характеристики дожимающих нагнетателей природного газа мощностью 6 МВт. "Энергетическое машиностроение", НИИинформэнергомаш, 1984, N 1-84-11, с.8-11).

Недостатком рассмотренных колес с прямыми лопатками является меньшая пологость напорной характеристики по сравнению с характеристикой колес при β₂ = 90^o.

Задачей изобретения (при сохранении КПД, свойственных колесам с прямыми лопатками) является увеличение пологости напорной характеристики при максимальном приближении ее к характеристике, получаемой при установке колес с β₂ = 90^o.

Указанный технический результат достигается тем, что в колесе центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру, с прямыми рабочими лопатками, покрывающим диском, осевым входом потока, входными углами наклона лопаток 40-45^o, относительной шириной на выходе 0,05 - 0,065, относительным входным диаметром 0,47 - 0,5, углами наклона покрывающего диска 9-12^o, числом лопаток 14-17, лопатки выполняются, начиная от относительного диаметра D/D₂ = 0,8 - 0,83, с плавно увеличивающимися углами наклона от β = 64-67^o до β₂ = 85-90^o на наружном диаметре.

На фиг. 1 представлено меридиональное сечение колеса предложенной конструкции, а на фиг. 2 изображен вид на колесо А-А в плоскости вращения.

Предлагаемое колесо содержит рабочие лопатки 1, покрывающий диск 2, ведущий диск 3.

На фиг. 1 и 2 показаны входной диаметр колеса D₁ и выходной диаметр колеса D₂ при их относительном значении D₁/D₂ = 0,47 - 0,5, диаметр начала дополнительного плавного увеличения угла наклона лопаток D при относительном значении D/D₂ = 0,8 - 0,83, ширина колеса на выходе b₂ при относительном значении b₂/D₂ = 0,05 - 0,065, угол наклона покрывающего диска γ = 9-12^o, входной и выходной углы наклона лопаток β₁ = 40-45^o, β₂ = 85-90^o при числе лопаток, равном 14-17.

При работе нагнетателя газ поступает в межлопаточный канал колеса, образованный лопатками 1, ведущим и покрывающим дисками 3 и 2, и далее в безлопаточный диффузор и боковую сборную камеру.

Указанная конструкция высоконапорного колеса позволяет (при увеличенных КПД колеса на 3-5%) максимально приблизить пологость напорной характеристики нагнетателя с таким колесом к ее протяженности в случае использования колес с β₂ = 90^o, однорадиусными лопатками и вогнутой частью, направленной в сторону вращения.

Формула изобретения

Колесо центробежного нагнетателя, включающего в себя следующие за колесом безлопаточный диффузор и боковую сборку камеру с прямыми рабочими лопатками, покрывающим диском, осевым входом потока, входным углом наклона лопаток β₁ = 40 - 45^o, относительной шириной на выходе b₂/D₂ = 0,05 - 0,065, относительным входным диаметром D₁/D₂ = 0,47 - 0,5, углом наклона покрывающего диска γ = 9 - 12^o и числом лопаток, равным 14 - 17, отличающееся тем, что лопатки колеса выполнены, начиная от относительного диаметра D/D₂ = 0,8 - 0,83, с плавно увеличивающимися углами наклона от β = 64 - 67^o до β₂ = 85 - 90^o на выходном диаметре, где b₂ - ширина колеса на выходе, D₂ - выходной диаметр колеса, D₁ - входной диаметр колеса, D - диаметр начала плавного увеличения угла наклона лопаток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2