МОДУЛЬ НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА Российский патент 1998 года по МПК F04D25/00 

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к газоперекачивающим установкам.

Известны устройства для транспортировки рабочего вещества в трубопроводе [1-4]. В указанных устройствах основным элементом является насос или нагнетатель, встроенный в трубопровод или размещенный внутри него.

Недостатком данных устройств является низкая надежность.

Задачей настоящего технического решения является повышение надежности и увеличение КПД устройства за счет профилирования повышенной эффективности.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в модуле нагнетательном для магистрального газопровода, содержащем нагнетатель с приводом, при этом нагнетатель выполнен осевым и состоящим из корпуса с присоединительными фланцами и с диаметром, соответствующим диаметру магистрали, всасывающего кока с ребрами крепления, входного направляющего аппарата, ротора с рабочими лопатками, промежуточных направляющих аппаратов, спрямляющего аппарата и нагнетательного кока с ребрами крепления, предлагается расстояние между лопатками определить из соотношения t/D≥0,1, профиля рабочих лопаток ротора нагнетателя и лопаток направляющих аппаратов выполнить с обратной вогнутостью в районе выходных кромок, длину лопаток определить соотношением L/b≤1, а для отношения b_ymax/b взять значения от 0,05 до 0,6 в центральной части межлопаточного канала по его высоте на 80-90% и до 0,6-0,95 в периферийных частях межлопаточного канала, примыкающих к поверхности ротора и корпуса, где L - длина лопатки, b - хорда профиля лопатки до положения максимума распределительной вдоль хорды профиля нагрузки, D - наружный диаметр лопаток нагнетателя, t - ширина межлопаточного канала по выходным кромкам на периферии.

Предлагаются также дополнительные отличия.

1. Привод нагнетателя установить на валу нагнетателя в коке нагнетания или в коке всасывания.

2. Вал нагнетателя соединить в приводом посредством редуктора, установленного в коке нагнетателя.

3. Выходную часть корпуса модуля и ребра крепления кока нагнетания в нижней части выполнить под углом к прямоточной части. Таким же образом может быть выполнена и входная часть корпуса модуля.

4. Ротор может быть выполнен с постоянным диаметром.

На фиг. 1, 2 представлен общий вид прямоточного модуля; на фиг. 3 - общий вид углового модуля; на фиг. 4 - элемент решетки облопатывания нагнетателя.

Модуль нагнетательный для магистрального газопровода содержит осевой нагнетатель 1 и привод 2. Диаметр корпуса 3 нагнетателя 1, снабженного присоединительными фланцами 4 и 5, соответствует диаметру магистрали 6. Нагнетатель 1 содержит всасывающий кок 7 с ребрами 8 крепления, входной направляющий аппарат 9, ротор 10 с рабочими лопатками 11, промежуточные направляющие аппараты 12-14, спрямляющий аппарат 15 и нагнетательный кок 16 с ребрами крепления.

При этом расстояние между лопатками 11 и 18 определить из соотношения t/D≥0,1, их профили выполнить с обратной вогнутостью в районе выходных кромок, длина лопаток определяется соотношением L/b≤1, а отношение b_ymax/b имеет значения от 0,05 до 0,6 в центральной части межлопаточного канала по его высоте на 80-90% и до 0,6-0,95 в периферийных частях межлопаточного канала, примыкающих к поверхности ротора и корпуса, где L -длина лопатки, b - хорда профиля лопатки, b_ymax - расстояние от входной кромки лопатки до положения максимума распределенной вдоль хорды профиля нагрузки, D - наружный диаметр лопаток нагнетателя, t - ширина межлопаточного канала по выходным кромкам на периферии. Дополнительные отличия могут быть (в зависимости от конкретных условий эксплуатации) при:
1. установке привода 2 на валу нагнетателя в коке 16 нагнетания или в коке 7 всасывания;
2. соединении вала нагнетателя 1 с приводом 2 посредством, например, углового редуктора 19;
3. выполнении под углом к прямоточной части выходной или входной части корпуса 3 модуля и ребер 17 крепления кока 16 нагнетания в ее нижней части;
4. выполнении ротора с постоянным диаметром.

Модуль нагнетательный для магистрального газопровода встраивается прямо в магистраль 6 с помощью присоединительных фланцев 4 и 5. Конфигурация корпуса 3, ротора 10, расположение привода 2 и его соединение с валом нагнетателя 1 выбираются из конкретных условий эксплуатации. Соответствие диаметров корпуса 3 нагнетателя 1 и магистрали 6 обеспечивает малые габариты модуля. Транспортируемый газ поступает в конфузор между всасывающим коком 7 и входным направляющим аппаратом 9, который придает потоку необходимое направление движения, после чего он поступает на рабочие лопатки 11 ротора 10, например, с постоянным диаметром. От лопаток 11 к газу подводится механическая энергия, вследствие чего его давление возрастает. Затем газ поступает в промежуточные направляющие аппараты 12-14, в которых происходит изменение направления движения потока и дальнейшее возрастание давления за счет торможения. При выходе из последнего направляющего аппарата 14 газ поступает в выходное устройство - спрямляющий аппарат 15 и диффузор, образуемый корпусом 3 и нагнетательным коком 16, и далее в магистральный газопровод.

Благодаря предлагаемым соотношениям размеров и профилю всех лопаток 11 и 18, форме ротора 10, например, с постоянным диаметром, уменьшаются потери в каналах, следовательно, увеличивается КПД, обеспечиваются износо-и виброустойчивость лопаток, повышаются экономичность, надежность и длительность работы модуля.

Изобретение предназначено для транспортировки рабочего вещества в трубопроводе и может быть использовано при транспортировке мощного потока газа. Модуль нагнетательный встроен прямо в магистраль 6 с помощью фланцев 4 и 5 и содерит осевой нагнетатель 1 и привод 2. Расстояние между лопатками 11 и 18 определяется из соотношения t/D ≥ 0,1. Их профили выполнены с обратной вынутостью в районе выгодных кромок. Длина лопаток определяется из соотношения l/b ≤ 1. Отношение bу_mах/b имеет значения от 0,05 до 0,6 в центральной части межлопаточного канала по его высоте на 80 - 90% и до 0,6 - 0,95 в периферийных частях межлопаточного канала, примыкающих к поверхности ротора и корпуса. Благодаря предлагаемым соотношениям размеров и профилю всех лопаток 11 и 18 уменьшаются потери в каналах, обеспечивается износо- и виброустойчивость лопаток. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Модуль нагнетательный для магистрального газопровода, содержащий нагнетатель с приводом, при этом нагнетатель выполнен осевым и состоит из корпуса с присоединительными фланцами и с диаметром, соответствующим диаметру магистрали, всасывающий кок с ребрами крепления, входной направляющий аппарат, ротор с рабочими лопатками, промежуточный направляющий аппарат, спрямляющий аппарат и нагнетательный кок с ребрами крепления, отличающийся тем, что расстояние между лопатками определены соотношением t/D ≥ 0,1, профили рабочих лопаток ротора нагнетателя и лопаток направляющих аппаратов выполнены с обратной вогнутостью в районе выходных кромок, длина лопаток определяется соотношением L/b ≤ 1, а отношение b_{у m a x}/b имеет значения от 0,05 до 0,6 в центральной части межлопаточного канала по его высоте на 80 - 90% и до 0,6 - 0,95 в периферийных частях межлопасточного канала, примыкающих к поверхности ротора и корпуса, где L - длина лопатки, b - хорда профиля лопатки, b_{у m a x} - расстояние от входной кромки лопатки до положения максимума, распределенной вдоль хорды профиля нагрузки, D - наружный диаметр лопаток нагнетателя, t - ширина межлопаточного канала по выходным кромкам на периферии. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что привод нагнетателя установлен на валу нагнетателя в коке нагнетания или в коке всасывания. 3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что вал нагнетателя соединен с приводом посредством редуктора, установленного в коке нагнетателя или в коке всасывания. 4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что выходная или входная часть корпуса модуля и ребра крепления кока нагнетания в нижней части выполнены под углом к прямоточной части. 5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен с постоянным диаметром.