Рабочее колесо центробежной турбомашины Советский патент 1984 года по МПК F04D29/28 

t -J

fftMflfCfefe

чог/гн -

Sceenlai«- , tvf/n

о о со to

а:

2. Колесо по 0.1, отличающееся тем, что на передней вогнутой стенке закрьшка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, размещенных в зазоре между стержня Q,

3. Колесо ПОП.1, отличающ ее с я тем, что закрылок выполнен . зао.едо с ушками и стержняьга.

1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ, содержащее основной и покрывной диски с установленНЫМИ между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закреплённого в дисках посредством болтов, отличающее с я тем, что, с целью расширения параметров регулирования и уменьшения массы рабочего колеса, на торцах закрьшка выполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайки С каждой лопатки выполнены зластичными, причем нижние кромки их закреплены (Л на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.

Изобретение относится к турбомашиностроению и касается рабочих олес центробежньк турбомашин.

Известно рабочее колесо центробежной турбомашины, содержащее составные лопатки, средняя часть которых закреплена между несущим и порывным дисками, а закрылок и предкрылок вьшолнены поворотными С11.

Такое колесо имеет недостаточно ирокий диапазон регулирования, а акже большую массу.

Наиболее близким к изобретению о технической сущности и достигаеому результату является рабочее коесо центробежной турбомашины, содержащее основной и покрьшной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из .носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов 2 .

Однако известное рабочее колесо имеет достаточно широкий диапазон регулирования и большую массу.

Целью изобретения является расширение параметров регулирования и уменьшение массы рабочего колеса.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем колесе центробежной турбомашины., содержащем основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в исках посредством болтов, на торцах закрьшкавыполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикрепл ы два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайки каждой лопатки выполнены эластичныны на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями. Кроме того, на передней вогнутой

г стенке закрьшка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, размещенных в зазоре между стержнями.

Причем закрылок может быть выполнен заодно с ушками и стержнями.

10 На фиг. 1 изображено рабочее колесо центробежной турбомашины, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - узел Т на фиг. 2 (закрьшок в положении Б); на

15 фиг. 4 - то же, закрылок в положении В, на фиг. 5 - поворотный закрьток,на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5j на фиг. 7 - узел I на фиг. 2 (с возможными местами закрепления поворот2Q ного закрылка)j на фиг. 8 - то же, (с соосными отверстиями в основном и покрывном дисках рабочего колеса) ; на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 8.

Рабочее колесо центробежной тур бомащины содержит основной и покрывной диски 1 и 2 соответственно с устновленными между ними лопатками 3, состоящими из носика 4, верхней и нижней обечаек 5 и 6 соответственно

30 и поворотного закрьшка 7 с передней вогнутой стенкой 8, закрепленного в дисках 1 и 2 посредством болтов 9, на торцах 10 и 11 закрылка 7 выполнены ушки 12 и 13, выступающие за пе35 реднюю вогнутую стенку 8, и к последним прикреплены два стержня 14 и 15, расположенные с зазорами 16 и 17 соответственно один относительно друго и передней вогнутой стенки 8, а верх40 няя обечайка 5 и нижняя обечайка 6 каждой по лопаткиЗ выполнены эластичныьда, причем нижние кромки 18 закреплены на носике 4 лопатки 3, а верхние кромки 19 размещены в зазо45 ре 16 мбжду стержнями 14 и 15, на передней вогнутой стенке 8 закрылка 7 установлены -фиксаторы 20, выполненные в виде клиньев 21, размещенных в зазоре 16 между стержнями U и 15. Поворотный закрьшок 7 установлен в одном из фиксированных положений Б, В, Е, при этом обечайки 5 и 6 соответственно могут быть расположе ны в положениях, а, а, и б, б, б Кроме того, в основном и покрывном дисках 1 и 2 соответственно для каждой лопатки 3 выполнены несколько пар соосных друг другу отверстий 22, расположенных по кривой ж - средней линии оптимального профиля лопатки 3 или по нескольким кр вым 3, И, К, Л, М, сходящимся к носику 4, при этом обечайки 5 и 6 закрепляются в положениях а и б, б., б-, соответственно. 1, -2 2 Рабочее колесо центробежной турбомашины работает следующим образом Под воздействием центробежных сил, которые по величине в несколько раз превышают величину аэродинам ческих сил, верхняя и нижняя обечайки 5 и 6 соответственно каждой лопатки 3 принимают выпуклую форму и тем самым образуют обтекаемый про филь лопатки 3, заканчивающийся пов ротным закрылком 7. Удлинение или укорочение нижней и верхней обечаек 5 и 6 с целью регулирования режимов осуществляетс при полной остановке рабочего колеса путем снятия болтов 9. При это поворотные закрылки 7 выводятся из междисковой части рабочего колеса во всасывающую часть, далее, повора чивая фиксаторы 20 в каждом закрылке 7, выводят клинья 21 из зазора 16 между стержнями 14 и 15 и охваты вающими их обечайками 5 и 6, тем самым освобождая полотна последних. Необходимый профиль лопатки 3 получают путем вытягивания или втягивания обечаек 5 и 6 соответственно сн ружи за сами полотна обечаек 5 и 6 или за верхние кромки 19, тем самьм получая необходимую длину. После этого, поворачивая фиксаторы 20 с клиньями 21, полотна обечаек 5 и 6 зажимают между стержнями 14 и 15. При режимах работы, когда не тре буется в широких пределах изменять подачу и давление, поворотные закрылки 7 лопаток 3 устанавливают вс одинаково в одно из своих фиксированных положений (фиг.2-4) между дисками 1 и 2 и закрепляют болтами 9. Неглубокое регулирование может осуществляться либо только путем удлинения или укорочения верхней обечайки 5 и нижней обечайки 6 (фиг.2), либо совместно с поворотом закрьтка 7 вокруг своей оси в положение Б, В, Е (фиг.7). При этом оптимальным профилем лопатки 3 для максимальной производительности и давления будет профиль, когда закрылок 7 находится в положении Б, а обечайки 5 и 6 соответственно расположены в положениях а и б. В положениях Е и В поворотного закрылка 7 в сочетании с положениями з верхней обечайки 5 и положениями б, б и б нижней обечайки 6 будет осуществляться регулирование на уменьшение или увеличение развиваемьгх турбомашиной производительности и давления. При этом изменяются такие параметры лопатки , как угол входа и выхода потока, толщина профиля и его кривизна. При режимах работы рабочего колеса, когда требуется в широких пределах изменять производительность и давление, поворотные закрылки 7 лопаток 3 переставляют из одних соосных отверстий 22 в другие, расположенные на дисках по кривой 3 (фиг.7), а обечайки 5 и 6 удлиняют или укорачивают. При этом в каждом фиксированном положении в соосных отверст.иях 22 закрылка 7 можно производить дополнительное и более тонкое регулирование (фиг.2-4), а оптимальными профилями для каждого режима работы будут являться профили, когда закрылок 7 будет занимать положение В в различ ных соосных отверстиях 22 на кривой Ж, а обечайки 5 и 6 будут в положениях а и б, или а и б или а и б соответственно (фиг.7). Такое регулирование влечет за собой изменение не только углов входа и выхода, толцин профилей и их кривизну, но и изменяет длину лопатки. Для более глубокого регулирования и получения при этом высоких значений КПД возникает необходимость в изменениях положения самих лопаток 3 в междисковом пространстве. Для этого закрылки 7 переставляют в соосных отверстиях 22, расположенных не по одной

кривой Ж,а по нескольким кривым 3,И,К, Л,М,входящимся к носику 4 лопатки 3 (фиг.8) .При этом меняются не только углы входа и выхода потока, толщины профиля и его расположения самой лопатки 3 в междисковом пространстве.

Таким образом, путем одновременного изменения всех параметров лопатки 3 и ее расположения относительно дисков 1 и 2 рабочего колеса предложенное техническое решение позволяет увеличить глубину экономического регулирования турбомашины по производительности и давлению в широких пределах и с высокими значениями КПД, а также снизить обш,ую массу рабочего колеса.

Щи.2 15 ig 19 б Средняя лини профиля, ж 81 фг/г. 7

фг/г. 8

2

фш.9