Патент ссср 410169

 

)t

| !

ОПИС

4IOI69

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Совина

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.Х11.1972 (№ 1861478/24-6) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 5Л .1974

М. Кл. F 04d 15/00

F 02d 13/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

УДК 621.671(088,8) Авторы изобретения

П. П. Казанчан, В. В. Карпушин и В. П. Руднев

Заявитель

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к системам подачи топлива в газотурбинные двигатели, в первую очередь в авиационные. Изобретение может быть использовало и в других силовых установках, где при постоянной частоте вращения ротора насоса требуется регулирование подачи в широких пределах с малым изменением напора и небольшим подогревом рабочей жидкости.

Известен центробежный насосный агрегат регулируемой подачи, преимущественно для подачи топлива в двигатель, содержащий корпус, с выходным диффузором, рабочее колесо, проточная часть которого разделена перегородками, перпендикулярными оси вращения, на секции, имеющие общий вход, и регулирующее устройство.

В известном агрегате подача топлива регулируется путем последовательного прикрытия секций колеса с помощью цилиндрических элементов, вдвнгаемых против потока на выходе или при входе в колесо.

Недостатком этого насосного агрегата является наличие больших гидродинамических сил, действующих на регулирующее устройство, что приводит к увеличению массы насоса и снижению его ресурса. Кроме того на режимах, соответствующих полному покрытию одного из каналов колеса, вследствие повышения трения и вихреобразования жидкости в этом канале, увеличиваются потери, что приводит к снижению к.п.д. насоса и подогреву топлива.

Для уменьшения подогрева топлива и потребляемой мощности путем срабатывания энергии перепускаемого топлива выходной диффузор разделен на накалы перегородками, являющимися продолжением перегородок рабочего колеса, а регулирующее устройство

10 расположено, по крайней мере, в одном из каналов диффузора и выполнено в виде поворотных лопаток для обеспечения работы соответствующей секции колеса в насосном или турбинном режиме.

15 Каждая лопатка регулирующего устройства может быть выполенна нз двуx частей — неподвижной ti подвижной, причем подвижная часть примыкает к рабочему колесу и имеет возможносгь поворота относительно оси сим20 метрии профиля неподвижной части.

На чертеже изображен предлагаемый насосный агрегат.

Насосный агрегат содержит корпус 1 с выходным диффузором 2, рабочее колесо 3, 25 проточная часть которого разделена перегородкой 4 на секции 5 и 6.

Выходной диффузор 2 разделен перегородкой 7 на каналы 8 и 9, в последнем из которых установлено регулирующее устройство 10, 30 выполненное в виде поворотных лопаток, 410169

Еаждая лопатка регулируюшего устройства

10 может состоять из двух частей — неподвижной 11 и подвижной 12. Подвижная часть

12 может поворачиваться относительно оси симметрии профиля неподвижной части 11.

В радиальном зазоре между перегородками 4 и 7 установлено беззазорное лабиринтное уплотнение по бабитовой заливке. Для предотвращения перетекания жидкости от полостей за рабочим колесом па вход в насос и в полость механизма передачи установлены три кольцевые оеззазорпые лабиринтные уплотнения 13 — 15. Вал 16 колеса вращается в подшипниках 17 и 18, один из которых закреплен в коке 19 корпуса улитки, а другой — в обойме 20, присоединенной к корпусу.

Поворот подвижной части 12 лопаток регулирующего устройства и вокруг осей шестеренок 21 производится шестерней 22, приводимой во вращение червяком 23, который в свою очередь приводится во вращение приводом любого типа. Полость механизма передач от внепшей среды изолируется уплотнением 24.

В случае применения шнекоцентробежного насоса шнек устанавливается на валу 16 пере,i рабочим колесом.

Насосный агрегат работает следующим образом.

Рабочая жидкость по входному каналу 25 поступает в секции 5 и 6 рабочего колеса, в которых увеличивается давление жидкости и скорость потока. Затем жидкость проходит через каналы лопаточного диффузора, где вследствие снижения скорости потока давление жидкости повышается. Для обеспечения работы секции 5 рабочего колеса на режиме насоса подвижная часть 12 лопаток регулирующего устройства устанавливается против направления вращения колеса.

Регулирование насосного агрегата на подаче при постоянной частоте вращения колеса производится следующим образом.

Подвижные части 12 лопаток регулирующего устройства с помощью шестеренчатой передачи постепенно поворачиваются в сторону вращения колеса. При этом вследствие увеличения гидравлического сопротивления лопаточного регулирующего устройства подача через секцию 5 рабочего колеса уменьшается.

В определенный момент этого поворота напор секции 5 колеса оказывается недостаточным для преодоления гидравлического сопротивления соответствующего канала выходного диффузора 2, и подача через секцию 5 рабочего колеса прекращается. На этом режиме расход насосного агрегата становится равным расходу, проходящему через секцию 6 колеса. При дальнеишем повороте подвижных частей 12 в сторону вращения секция 6 колеса переходит па турбинный режим работы, т. е. часть высоконапорной жидкости за выходящим диффузором 2 через канал 9 с лопатками 11 и 12 и секцию 5 колеса перепускается на вход в секцию 6 рабочего колеса. На этом режиме работы подача на выходе из насосного агрегата получается как разность между подачами, проходящими через секции 5 и 6, а потребляемая мощность насосного агрегата — как разность мощностей секций колеса. Таким образом, на турбинном режиме работы секции 5 колеса уменьшение расхода насосного агрегата происходит при одновременном снижении потребляемой им мощности.

При предельной величине поворота подвижной части лопаток 12 вся подача, проходящая через секцию 6 колеса, перепускается через секцию 5 колеса, и подача насосного агрегата прекращается.

Во всем диапазоне регулирования секция 6 рабочего колеса с выходным диффузором 2 практически работает на одном и том же режиме и поэтому при таком регулировании изменение расхода насосного агрегата происходит с малым изменением его напора.

Наличие шнека в насосном агрегате никаких принципиальных изменений в его работу не вносит.

Регулирование асосного агрегата не исключает одновременного применения известных способов изменения параметров нагнетаемой жидкости с помощью внешнего дросселя или путем изменения частоты вращения рабочего колеса.

Предмет изобретения

1. Центробежный насосный агрегат регулируемой подачи, преимущественно для подачи топлива, содержащий корпус с выходным диффузором, рабочее колесо, проточная часть которого разделена перегородками, перпендикулярными оси вращения, на секции, имеющие общий вход, и регулирующее устройство, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения подогрева топлива и потребляемой мощности путем срабатывания энергии перепускаемого топлива, выходной диффузор разделен на каналы перегородками, являющимися продолжением перегородок рабочего колеса, а регулирующее устройство расположено, по крайней мере, в олпом из каналов диффузора и выполнено в виде поворотных лопаток для обеспечения работы соответствующей секции колеса в насосном или турбинном режиме.

2. Агрегат по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что каждая лопатка регулирующего устройства выполнена из двух частей — неподвижной и подвижной, — причем подвижная часть примыкает к рабочему колесу н имеет возможность поворота относительно оси симметрии профиля неподвижной части.

410169

Составитель С. Брыкова

Техред Т. Миронова

Корректор Т. Добровольская

Реда кто р С. Титова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1043/16 Изд. № 358 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5