Реактор гидротрансформатора Советский патент 1987 года по МПК F16H41/26 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в гидродинамических трансформаторах, нри- меняемых в приводах машин и механизмов.

Цель изобретения - снижение гидравлических потерь энергии путем обеспечения безотрывного обтекания лопастей потоком рабочей жидкости.

На фиг. 1 представлен реактор гидротрансформатора, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема обтекания лопасти реактора потоком рабочей жидкости; на фиг- 4 - графики изменения КПД в зависимости от передаточного отношения гидротрансформатора.

Реактор (фиг. 1) выполнен из двух жестко связанных между собой лопастных венцов (не обозначены), каждый из которых содержит ступицу 1 и 2, обод 3 и 4 и расположенные между ними соответствующие участки 5 и б лопастей, которые попарно образуют единую пространственную лопасть (не обозначена), входной участок 5 которой, при- мыкаюш,ий к турбинному колесу 7, имеет большую толшину, чем выходной участок б, примыкаюший к насосному колесу 8 гидротрансформатора. При этом одна из боковых поверхностей 9 лопасти выполнена выпуклой, а другая боковая поверхность 10 - вогнутой.

Поверхность соединения венцов (не обозначена) расположена в сечении, соответствующем углу профиля лопасти, равному 90°.

Утолщенные входные участки 5 лопастей) выполнены пустотелыми и внутренняя полость каждого из них соединена посредством сквозных отверстий 11, расположенных на выпуклой поверхности 9 лопасти, с межлопастным пространством 12. При этом в ступице 1 первого венца выполнены радиальные отверстия 13, соединенные с кольцевым пространством 14 и служащие для обеспечения гидролической связи межлопастного пространства 12, примыкающего к входным участкам 5 лопастей с выходным каналом 15 системы питания гидротрансформатора.

Реактор может быть установлен непосредственно на неподвижную опору 16 с помощью лцевого соединения.

Созданный вращающимся насосным колесом 8 поток рабочей жидкости, пройдя турбинное колесо 7, поступает в реактор и далее снова в насосное колесо 8. На режиме максимального КПД (фиг.4 - график

т)/(-г-) поток, входящий в реактор, имеет

осевое направление или близкое к осевому (фиг. 3, скорость V, обозначенная пунктиром). Это обусловливает безотрывное обтекание профилей лопастей как н.а выпуклой 9, так и на вогнутой 10 боковых поверхностях с минимальными потерями энергии. На передаточных отношениях слева от

5

0

5

0

(фиг. 4) поток направляется все более на вогнутую поверхность и на режиме

(остановленное турбинное колесо) направление потока устанавливается под углом 27-30°, что соответствует углам выхода из турбин комплексных гидротрансформаторов (фиг. 3).

Чтобы поток прилегал к спинке профиля и безотрывно обтекал его выпуклую поверхность 9, он должен совершать вращательное движение по окружности радиуса R (фиг. 3). Как показывает расчет для типо- вого колеса (например, известного), при этом возникает центробежная сила Я (фиг. 3) порядка 5 кг/см, приводящая к отрыву потока, интенсивному вихреобразованию и увеличению потерь энергии. Однако в предлагаемом реакторе, благодаря отверстиям 11 на выпуклой боковой поверхности 9 лопасти и связи их с выходным каналом 15 системы питания гидротрансформатора отрыва потока от спинки лопасти не происходит. Это является следствием того, что под давлением подпитки РО (фиг. 3) гидротрансформатора, создаваемым внешним насосом объемного типа (шестеренный, шиберный), превос ходящим 5 КГ/СМ , часть рабочей жидкости выдавливается через отверстия II, пустотелую часть 5 лопасти и далее через отверстия 13 и канал 15 выводится за пределы гидротрансформатора (фиг. 3 и 1). Основной же поток, благодаря действию стоков на отверстиях 11, прижимается к лопасти и течение стает безотрывным с минимальной потерей энергии, вследствие чего повышаются коэффициенты полезного действия и трансформации при передаточных отношениях от

35

до (.1-).

0

5

0

5

Участок 5 лопасти с расположенными в нем сквозными отверстиями 11 (стоками) выбирается до начала конфузорного участка межлопастного пространства 12, вследствие чего поверхность соединения входных 5 и выходных б участков лопастей должна располагаться в сечении, соответствующем углу профиля лопасти, равному 90° (фиг. 2), поскольку в конфузорной части поток рабочей жидкости прижимается к боковым поверхностям лопастей вследствие уменьшения относительной площади межлопастного пространства.

Применение предлагаемого реактора позволяет существенно расширить зону высоких КПД гидротрансформатора (фиг. 4, сплошная линия) по сравнению с применением типового реактора (фиг. 4, пунктирная линия) без усложнения конструкции гидротрансформатора и увеличения его габаритов.

Формула изобретения

Реактор гидротрансформатора, содержа- ший ступицу, обод и расположенные между ними пространственные лопасти, входные

участки которых имеют большую толщину, чем выходные, при этом одна из боковых поверхностей каждой лопасти выполнена выпуклой, а другая - вогнутой, и угол профиля лопасти в одном из средних сечений равен 50°, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлических потерь энергии путем обеспечения безотрывного обтекания лопастей потоком рабочей жидкости, он выполнен составным из двух жестко связанных между собой лопастных венцов, каждый из которых имеет ступицу, обод и располо

женные между ними соответствующие участки лопастей, образующие попарно единую пространственную лопасть, поверхность соединения венцов расположена в сечении, соответствующем углу профиля лопасти, равному 90°, при этом утолщенные входные участки лопастей первого венца выполнены пустотелыми и снабжены сквозными отверстиями, расположенными на их выпуклой боковой поверхности, а в ступице первого венца реактора выполнены соединенные с кольцевым пространством радиальные отверстия.

(no8epHt/mo

Р%

4f 7 -JZ7

ФиаЗ

Изобретение нозволяет снизить гидравлические потери энергии путем обеспечения безотрывного обтекания лонастей iroro- ком рабочей жидкости. Для этого реактор выполнен из двух жестко связанных лопастных венцов (В). Каждый В имеет ступицу 1(2), обод 3(4) и расположенные между ними участк b и 6 лопастей (Л), образующие попарно ед1;ную пространственную Л. Поверхность В расположена в сечении, соответствующем углу профиля Л 90°, при этом уто. ицекные входные участки Л первого В вьпюлнены пустотелыми и снабжены сквоз- HbiMii отверстиями 1 1. расположенными на их выпуклой боковой поверхности, а в ступице 1 первого В выполнены соединенные с кольцевым npocTpaiiCTBOM 14 радиальные отверстия 13. Под давлением подпитки часть рабочей жидкости выдав.швается через отверстия 11, пустотел 1П частЕз Л 5. отверстия 13 и выходной капал 15 з; пределы гидротрансформатора, основной же поток за счет дейст- ви.я стоков на отверстиях 1 1 прижимается к Л, и течение становится безотрывны.м с .ми- ним. потерей энер1-11и. 4 и.п. (Л со 4; 05 00 00 со ф1/г

Составитель Я. Брацлавский Техред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Тираж 803Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4