ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ПАРОГАЗОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2008 года по МПК F04C2/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в вакуумных насосах, компрессорах, холодильных парогидравлических агрегатах, тепловых насосах.

Известна центробежная парогидравлическая машина, содержащая герметичный корпус с выпускными отверстиями, впускным трубопроводом и двумя отсекателями, корпус частично заполнен жидкостью и в нем вмонтировано с возможностью вращения лопастное колесо, выполненное в виде ротора с радиальными криволинейными каналами, входные отверстия каналов выполнены со стороны оси колеса, а выходные отверстия выполнены со стороны оси колеса, а также по периферии ротора, отсекатели выполнены с калиброванным зазором к лопастному колесу (DE 952445 A, 25.10.1956, F01C 7/00. 4 листа).

Недостатком подобной конструкции является узкая сфера применения центробежной машины.

Целью изобретения является повышение удельной мощности центробежных машин и расширение сферы применения.

Указанная цель достигается тем, что центробежная парогазогидравлическая машина, содержит герметичный корпус с впускным и выпускным отверстиями и отсекателями, причем корпус частично заполнен жидкостью и в нем вмонтировано с возможностью вращения лопастное колесо, выполненное в виде ротора с радиальными криволинейными каналами, входные отверстия каналов выполнены со стороны оси колеса, а выходные отверстия выполнены по периферии ротора, установленного с калиброванным зазором к отсекателям, выполненным в теле корпуса, отличается тем, что машина снабжена распределителем, установленным в корпусе со стороны центральной части лопастного колеса с возможностью периодического перекрытия при вращении входных отверстий каналов ротора при этом выходные отверстия каналов ротора перекрываются отсекателями, причем отсекатели и распределитель, разделяют корпус, например на три полости с окнами по периферии корпуса и окнами в распределителе, первая из которых, по ходу вращения ротора, посредством распределителя и каналов ротора, подключена к впускному трубопроводу, а через окно по периферии корпуса сообщена посредством соединительного трубопровода и распределителя с входными отверстиями каналов ротора, находящимися в следующей по ходу вращения полости корпуса, которая содержит выпускное окно с выпускным трубопроводом, при этом третья по ходу вращения лопастного колеса полость корпуса соединена посредством окна по периферии корпуса и распределителя, циркуляционным трубопроводом, содержащим теплообменники, с впускными отверстиями каналов ротора, выпускные отверстия которых выходят в эту же полость.

Кроме того, машина отличается тем, что в соединительный трубопровод, соединяющий окно по периферии корпуса в первой полости и распределитель, вмонтирован дополнительный насос.

Кроме того, машина отличается тем, что соединительный трубопровод содержит теплообменники.

Кроме того, машина отличается тем, что в соединительный трубопровод вмонтирована гидротурбина.

Кроме того, машина отличается тем, что соединительный трубопровод вмонтирован во вторую полость со стороны окна по периферии корпуса и выходит к выпускным отверстиям по периферии лопастного колеса, а выпускной трубопровод выполнен в распределителе и соединен посредством каналов ротора с соединительным трубопроводом.

На чертеже изображена Центробежная парогазогидравлическая машина в виде вакуумного холодильного компрессора, например с водой в виде хладагента, вид сбоку, разрез.

Центробежная парогазогидравлическая машина содержит герметичный корпус 1, установленное в нем с возможностью вращения лопастное колесо 2 в виде ротора с криволинейными каналами 3 с входными отверстиями 4 со стороны вала, выходными отверстиями 5 по периферии колеса 2, отсекателями 6, разделяющими корпус на первую полость 7, вторую полость 8, и третью полость 9, с окнами 10 по периферии корпуса 1, соединительный трубопровод 11, выпускной трубопровод 12, впускной трубопровод 13, циркуляционный трубопровод 14, соединяющие полости посредством распределителя 15, с окнами 16, теплообменники 17, дополнительный насос 18.

Центробежная парогазогидравлическая машина работает следующим образом.

В вакуумных компрессорных холодильных установках с использованием воды в виде хладагента, при вращении колеса 2 от какого-либо привода в канале 3 колеса 2, находящемся в первой полости 7, возникают центробежные силы, выталкивающие через окно 10 в соединительный трубопровод 11 жидкость (воду) из криволинейных каналов 3, куда затем, благодаря возникаемому разряжению, поступает посредством распределителя 15 через впускной трубопровод 13 водяной пар из испарителя (на чертеже не показан), где, например, разбрызгивается охлаждаемая вода. Далее, при вращении лопастного колеса 2, криволинейный канал 3, заполненный разреженным водяным паром, поступает во вторую полость 8, входное отверстие 4 совмещается посредством распределителя 15 с соединительным трубопроводом 11, из которого в криволинейный канал 3 поступает вода, сжимает находящийся в криволинейном канале 3 водяной пар, который при этом конденсируется с отдачей тепла рабочей жидкости (воде). Излишек воды через окно 10 в корпусе 1 поступает в выпускной трубопровод 12 и далее, например, через редукционный клапан или гидротурбину, а также через теплообменник поступает, например, вновь в испарительную емкость (на чертеже не показаны). Если в соединительный трубопровод 11 вмонтирован дополнительный насос 18 он увеличивает энергию воды поступающей во вторую полость 8. Далее при вращении лопастного колеса 2, криволинейный канал 3 поступает в третью полость 9, по ходу вращения лопастного колеса 2 полость, при этом благодаря распределителю 15 и окну 10 нагретая жидкость из криволинейного канала 3 поступает в циркуляционный канал 14, проходит через теплообменники 17, охлаждается в них и через окно 16 распределителя 15 охлажденная вода поступает обратно в криволинейный канал 3, находящийся в третьей полости 9. Далее при вращении колеса 2 криволинейный канал 3 вновь попадает в первую полость 7, и процесс повторяется.

В пневматических и паровых двигателях сжатый воздух, газ или пар подается через впускной трубопровод 13 к входным отверстиям 4 каналов 3 колеса 2, выталкивает из них жидкость и благодаря повороту потока в криволинейных каналах и реакции струи заставляет вращаться лопастное колесо 2. Если в соединительный трубопровод вмонтирована гидротурбина она служит для дополнительного отбора энергии жидкости. В компрессорах и вакуумных насосах машина работает так же, как это описано ранее для вакуумных холодильных компрессорных установок. При этом в выпускной трубопровод 12 поступает сжимаемый газ или воздух, откуда затем они поступают к потребителю.

Использование данного изобретения позволит повысить эффективность центробежных машин при малых и средних скоростях вращения лопастного колеса, повысить крутящий момент и удельную мощность центробежных пневматических и паровых двигателей, повысить эффективность холодильных машин с водой в виде хладагента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в вакуумных насосах, компрессорах, холодильных агрегатах. Машина содержит герметичный корпус с впускным и выпускным отверстиями и отсекателями. Корпус частично заполнен жидкостью и в нем вмонтировано лопастное колесо с возможностью вращения, с зазором к отсекателям, выполненным в теле корпуса. Машина снабжена распределителем, установленным в корпусе со стороны центральной части лопастного колеса. Отсекатели и распределитель разделяют корпус на три полости. Первая полость, по ходу вращения ротора, посредством распределителя и каналов ротора подключена к впускному трубопроводу, а через окно по периферии корпуса сообщена посредством соединительного трубопровода и распределителя с входными отверстиями каналов ротора, находящимися в следующей по ходу вращения полости корпуса, которая содержит выпускное окно с выпускным трубопроводом. Третья по ходу вращения лопастного колеса полость корпуса соединена посредством окна по периферии корпуса и распределителя циркуляционным трубопроводом, содержащим теплообменники, с впускными отверстиями каналов ротора, выпускные отверстия которых выходят в эту же полость. Использование изобретения позволит повысить удельную мощность центробежных машин и расширить сферу их применения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центробежная парогазогидравлическая машина, содержащая герметичный корпус с впускным и выпускным отверстиями и отсекателями, причем корпус частично заполнен жидкостью и в нем вмонтировано с возможностью вращения лопастное колесо, выполненное в виде ротора с радиальными, например криволинейными каналами, входные отверстия каналов выполнены со стороны оси колеса, а выходные отверстия выполнены по периферии ротора, установленного с калиброванным зазором к отсекателям, выполненным в теле корпуса, отличающаяся тем, что машина снабжена распределителем, установленным в корпусе со стороны центральной части лопастного колеса с возможностью периодического перекрытия при вращении входных отверстий каналов ротора, при этом выходные отверстия каналов ротора перекрываются отсекателями, причем отсекатели и распределитель разделяют корпус, например, на три полости с окнами по периферии корпуса и окнами в распределителе, первая из которых, по ходу вращения ротора, посредством распределителя и каналов ротора подключена к впускному трубопроводу, а через окно по периферии корпуса сообщена посредством соединительного трубопровода и распределителя с входными отверстиями каналов ротора, находящимися в следующей по ходу вращения полости корпуса, которая содержит выпускное окно с выпускным трубопроводом, при этом третья по ходу вращения лопастного колеса полость корпуса соединена посредством окна по периферии корпуса и распределителя циркуляционным трубопроводом, содержащим теплообменники, с впускными отверстиями каналов ротора, выпускные отверстия которых выходят в эту же полость.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в соединительный трубопровод, соединяющий первую и вторую полости, вмонтирован дополнительный насос.3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что соединительный трубопровод содержит теплообменники.4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в соединительный трубопровод вмонтирована гидротурбина.5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что соединительный трубопровод вмонтирован во вторую полость со стороны окна по периферии корпуса и выходит к выпускным отверстиям по периферии лопастного колеса, а выпускной трубопровод выполнен в распределителе и соединен посредством каналов ротора с соединительным трубопроводом.