Водяное колесо Советский патент 1988 года по МПК F03B7/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в водяных двигателях.

Цель изобретения - расширение диа- пазона работы.

На фиг.1 изображено водяное колесо, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Водяное колесо содержит кожух 1 с соосным подводящим и отводящим во- 1доводами 2 и 3 соответственно высокого и низкого давления, установленный в кожухе 1 ротор А с радиально расположенными лопатками, образующи- ми камеры, в каждой из которых размещены две эластичные перегородки 5, соединенные между собой жесткой связью 6 и разделяющие камеры на на- ;ружную, промежуточную и внутреннюю |полости 7-9, и концентрично установленный в роторе 4 .полый цилиндр 10 с расположенной в нем перпендикуляр- IHO плоскости вращения неподвижной перегородкой 11, герметично разделяю щей полость цилиндра на всасывающую и нагнетательную камеры 2 и 13, сообщенные с внутренними полостями 9, причем промежуточные полости 8 сообщены между собой и заполнены жидко- стью, а внутренние торцы 14 лопаток расположены с минимальным зазором относительно полого цилиндра 10 и его неподвижной перегородки I1. Каждая лопатка выполнена составной из часте 15 и 16, размещенных относительно друг друга с зазором, расположенным в зоне промежуточной полости 8.

Водяное колесо работает следующим образом.

Жидкость или газ под давлением подается в подводящий водовод 2, по которому поступает в кожух, попадая в наружнюю полость 7 камер ротора 4. В зоне высокого давления вода давит на одну эластичную перегородку 5, ко торая через жесткую связь 6 передает давление на другую эластичную перегородку 5. Жидкость, заполняющая промежуточную полость 8, из зоны высокого давления через зазор вьщавливается в полости низкого давления, причем объем вытесненной практически несжимаемой жидкости, поступившей из зоны

повьшенного давления, равен объему поступившей в зону низкого давления жидкости. Давление, передаваемое с одной эластичной перегородки на другую, усиливается, поскольку площадь

5 0 5 0

0

5

последней меньше площади первой. В результате жидкость или газ из внутренних полостей 9 вьщавливается в нагнетательную камеру 13 и далее во внешнюю напорную сеть. В зону низкого давления отводящего водовода 3 вода поступает из внешней сети.через всасывающую камеру 12. В зоне высокого давления водовода 2 при нагнетании жидкости или газа в нагнетательную камеру 13 происходит уменьшение объема части промежуточной полости 8 между эластичными перегородками 5 в пределах жесткой связи 6. В зоне низкого давления при всасывании происходит увеличение объема аналогичной полости. При заполнении промежуточной полости 8 несжимаемой жидкостью общий объем полости остается постоянным, и сжатие ее в зоне высокого давления автоматически приводит к расширению ее в зоне низкого давления, что возможно только при осуществлении всасывания во всасывающую камеру 12 воды или газа. При расширении объема части промежуточной по-, лости, находящейся в зоне низкого давления, прч процессе всасывания воды -ИЛИ газа во всасывающую камеру 12 автоматически происходит соответствующее уменьшение части,промежуточной полости 8, даходящейся в зоне высокого давления и, следовательно, происходит процесс нагнетания.

Так как несжимаемая жидкость, заполняющая промежуточную полость 8, имеет плотность, отличающуюся от :, плотности перекачиваемой жидкости или газа, то смещение масс по радиусу ротора 4 приводит к дебалансу массы ротора 4 и он начинает вращаться. Если плотность первой жидкости больше, чем второй, то вращение происходит в обратном направлении, чем нап- равлейие вращения, когда плотность первой жидкости меньше, чем второй.

Конструкция предложенного водяного колеса дает возможность перекачивать жидкость или газ при изменении абсолютных величин давлений, но сохранении величины их перепада, что позволяет использовать небольшие перепады уровней, создаваемых на мелиоративных системах и малых реках.

Формула изобретения

1. Водяное колесо, содержащее кожух с соосными подводящим и отводящим водоводами соответственно высокого и низкого .давления, установлен- -ный в кожухе ротор с радиально расположенными лопатками, образующими камеры, в каждой из которых размещены две эластичные перегородки, соединенные между собой жесткой связью и разделяющие камеру на наружную, промежуточнзпо и внутреннюю полости, и концентрично установленный в роторе полый цилиндр с расположенной в нем перпендикулярно плоскости вращения неподвижной перегородкой, герме- тично разделяющей полость цилиндра на всасывающую и нагнетательную камеры, сообщенные с внутренними полосАтями, причем промежуточные полости сообщены между собой, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы, промежуточные полости заполнены жидкостью, а внутренние торцы лопаток расположены с минимальным зазором относительно полого цилиндра и его неподвижной перегородки.

2. Колесо по п.1, отличающее с я тем, что каждая лопатка выполнена составной из частей, размещенных относительно друг друга с зазором, расположенным в зоне промежуточной полости.

Изобретение м.б. использовано в водяных двигателях и позволяет расширить диапазон работы колеса. Две эластичные перегородки 5 размещены в камерах, образованных радиально расположенными лопатками ротора 4, соединены между собой жесткой связью 6 и разделяют камеры на наружную, промежуточную и внутреннюю полости 7, 8 и 9. Полости 8 сообщены между собой и заполнены жидкостью. В полом цилиндре 10, концентрично установленном в роторе 4, расположена перпендикулярно плоскости вращения неподвижная перегородка 11, герметично разделяющая полость цилиндра на всасывающую и нагнетательную камеры 12 и 13, сообщенные с полостями 9. Внутренние торцы 14 лопаток расположены с минимальным зазором относительно цилиндра 10 и перегородки 1I. Такое выполнение колеса дает возможность перекачивать жидкость или газ при изменении абсолютных величин давлений, но сохранении величины их перепада, это позволяет использовать небольшие перепады уровней, создаваемых на мелиоративных системах и малых реках. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л со 00