Центробежная машина Советский патент 1984 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относятся к насосостроениро и компрессоростроению и может быть использовано в центробеж пых машинах для перекачивания ясидко тей и га-зов. Известна целтробежная машина, со держаи1;ая установлениое в корпусе ра бочее колесо с ведущг-м и ведомым дисками, причем на внешней стороне ведущего диска вьшолпены радиальнью импеллеры с открытыми лопатками, си давление рабочей среды в задней пазухе - полости меясду ведупцим диском и корпусом. Снижение дав ления происходит за счет обеспечения посредством лопаток увеличения угловой скорости (закрутки) рабочей среды в задней пазухе 1 . Недостатком такой конструкции яв ется дополнительная затрата мощност необходимая для закрутки потока уте ки и, как следствие, существенное снижение КПД центробежтюй машины. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является центробежная маглина, содержащая рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками, размещенное в корпусе, вну поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выстуттами клиновидной формы, равномерно расположенными по окру;-кности. верхности выст: пов и ведомого диск образуют полости, суживающиеся в на правлении вращения рабочего колеса. При работе машины ведомый диск увл кает за собой рабочзм среду, заполняющую эти полости, при этом имеет место клиновой, эффект, т.е. явление возникновения в рабочей среде динамических давлений за счет наличия жи костного (газового) клина. В резуль тате этого, осевое усил:-1е5 действуюпдее на ведомый диск рабочего колеса значительно увеличивается, а результирующее осев-ое усилие, действующее на рабочее колесо центробежной машины, наоборот, значительно у;уге.ньшается Г 2 3. Недостатком известной машины является то, что обеспечение надежного и эффективного уменьшения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, связано со значителыи)1м увеличением осевого усилия, действ лощего на ведомый диск, при не изменной величине осевого усилия, действующего на ведуи,ий диск. Значительные осевые усилия, действующие на дис.рси рабочего колеса, увёличи aioT нагрузки на все элементы колеса, особенно при больших давле1 иях рабочей среды. Это нежелательное явление для колес из материала, имеюш;их невысокие прочностные свойства. А в компрессоростроении, в частности, увели- ен}5ые нагрузки на ведомый диск при больших давлениях рабочей среды ведут к ослаблению заклепок крепления этого диска и, как следствие, к ремонту рабочих колес из-за необходимости переклепки дисков. LltiTib изобретения - повышение надежностипутем снижения нагрузки на элементы рабочего колеса и уменьшения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо. Указанная цель достигается тем, что в цектробеж ой машине, содержащей рабочее колесо с ведущем и ведо- . мым дисками, размещенное в корпус.е, внутренняя поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выступами клиновидной формы, равномерно расположенными по окружности,. выпо. со стороны ведущего диска и имеют высоту, увеличивающуюся в направлении, противоположном вращению колеса. Выполнение на внутренней поверхности корпуса со стороны ведущего диска выступов к.П11иовидной формы, равномерно расположенных по окружности, с высотой, увеличивающейся в направлении, противоположном ., противоположном вращению колеса что поверхности выступов и ведущего диска колеса Jобразуют полости, расширяющиеся в направлении вращения рабочего Koxieca. Враща ош,ййся ведущий иск рабочего колеса увлекает за обой рабочуЪ среду, заполняющую эти олости. При этом давление рабочей реды в них в oKpiOKHOM направлении начале, постепенно понижается, а заем, достигнув минимума, постепенно озрастает до начальной величины. ричем понижение давления может быть есьма существетгым. Теоретически ри некоторых условиях течения рабоей среды давление в полости может аже достичь полного вакуума, однако реальных условиях минимум этого авления ограничивается давлением наыщенных паров рабочей среды при даной температуре. Таким образом, за чет наличия полостей, расииряюидихся направлении вращения рабочего колеса, обеспеч1 вается существенное снижение давления рабочей среды, действующего на ведущий диск рабочего колеса. В результате, осевое усилие, действующее на ведущий диск рабочего колеса, значительно уменьшается, а, следовательно, и результирующее осевое усилие, действующее на рабочее колесо центробежной машины, также значительно уменьшается. Уменьшение результирующего осевого усилия действующего на рабочее колесо центр бежной машины, улучшает условия работы воспринимающих осевые усилия устройств (подшипников, пят и т.п.) которые становятся менее нагруженны ми. Уменьшение осевых усилий, действующих на диски рабочего колеса, уменьшают нагрузки на все элементй колеса, что весьма существенно при больших давлениях рабочей среды и при использовании рабочих колес из материалов с невысокими прочност ными св,ойствами. За счет всего этого повьшшется надежность машины и увеличивается ее ресурс работы. На фиг. 1 изображена центробежна машина, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 то же (вариант выполнения выступов в корпусе машины). Центробежная MaimiHa содер)И1т ра. бочее колесо 1 с ведущим и ведомым .дисками 2 и 3 соответственно, разме Iщенное в корпусе 4, внутренняя поверхность 5 которого со стороны ведущего диска 2 выполнена с выступами 6, равномерно расположенными по окрзпкности. Выступы 6 выполнены клино видной формы с высотой tl , увеличивающейся в направлении, противополо ном направлению вращения колеса 1, а поверхности выступов 6 и ведущего диска 2 образуют полости 7, расширяюшд еся в направлении вращения рабочего колеса 1 . Высота h выступов 6 может колебаться в пределах 0,34 мм в зависимости от их протяженности в направлении. Чем меньше « нимaльный зазор 8 между вы тупами 6 и ведушд м диском 2, тем эффективнее уменьшается результир1тащее осевое усилие за- счет уменътеннп осевого усилия, действующего на ,ий диск 2 рабочего колеса 1 . инимально допустимая величина зазора 8 равна 0,1 мм, но с точки зрения эксплуатации целесообразно иметь зазор 8 в пределах 0,5-1 мм. Конструктивно выступы 6 могут иметь прямолинейнлпо (фиг. 3) и криволинейную (фиг. 4) форму. Они могут быть с плоскими участками 9 и 10 стабилизированного давления (фиг. 4) или без них (фиг. 3), с переходными скосами 11 различной Конфигурации (фиг. 4) без них (фиг. 3). Ilpji работе машины вращающийся ведущий диск 2 рабочего колеса 1 увлекает за собой ; абочую среду, -заполняющую полости 7. При этом давление рабочей среды в полостях 7 в окружном направлении вначале постепенно понижается, достигнув минимума, постепенно возрастает до начальной величины. Таким образом обеспечивается существенное снилсение давления рабочей среды, действ тащего на ведущий диск 2 рабочего колеса 1. В результате, значительно уменьшается осевое ycROiie, действзющее на ведущий диск 2 рабочего колеса 1 ,. и результирующее осевое усилие, действу ощее на рабочее колесо 1 центроб.ежной . Преимущество предлагаемой центробелшой машины по сравнению с известной заключается в том, что надежное и эффективное уменьшение результир-;,тощего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, происходит за счет существенного --шньшения осевого усилия, действующего на ведущий диск рабочего колеса-, при уменьшенном осевом усилии, действующем на его ведомый диск. Это позво- ляет уменьшить нагрузки на все элементы рабочего колеса, что весьма важно при больших давлениях рабочей .среды и при использовании рабочих колес из материалов с невысок1-1ми прочностными свойствами. В результате повьщ1ается надежность машины и увеличп.вается ее ресурс работы.

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МАШИНА, содержащая рабочее колесо с ведущим и ведомыми дисками, размещенное в корпусе, внутренняя поверхность которого со стороны одного из дисков выполнена с выступами клиновидной формы, равномерно расположенными по окружности, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения нагрузки на элементы рабочего колеса и уменьщения результирующего осевого усилия, действующего на рабочее колесо, выступы выполнены со стороны ведущего диска и имеют высоту, увеличивающуюся в направлеш нии, противоположном вращению колеса. со о 4

jfK 4 53353c

Б-6

/

Фг/г. J

6-6

фи-г.