Устройство для газодинамического исследования кольцевых рабочих решеток центростремительных малоразмерных турбин Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

23, в котором размерены дросселирующие лопатки 24. Ось лопаток 24 смещена относительно центра их

давления в сторону выходных кромок и соединена с осью лопаток 14. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при газодинамических исследованиях кольцевых рабочих решеток центростремительных турбин. Устройство имеет корпус 2 с патрубками 3, 4 подвода и отвода рабочего тела, лопатки 14 направляющего аппарата, вал 11 с сопловой решеткой 12 и балансирно установленный вал 15 исследуемой рабочей решетки 13 с измерителем 16 крутящего момента. На одном валу 11 с сопловой решеткой 12 расположены турбина 17 с разгонным и тормозным лопаточными венцами 18, 19 и центробежный насос 22, вход и выход которого соединены каналом 23, в котором размещены дросселирующие лопатки 24. Ось лопаток 24 смещена относительно центра их давления в сторону выходных кромок и соединена с осью лопаток 14. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к турбостроению и может использоваться для газодинамических исследований кольцевых рабочих решеток центростреми- т льных турбин.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых нестацио- норных режимов.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 - рфзрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Основанием устройства служит плита 1. На ней установлен корпус 2 устройства с патрубками подвода 3 и отвода 4 рабе tero тела. В корпусе 2 расположен промежуточный корпус 5 с окнами 6 подвода рабочего тела. К корпусу 2 подстыкован корпус 7, а мфжду корпусами 5 и 7 размещен дополнительный корпус 8.

В корпусах 5 и 7 на подшипниковых опорах 9 и 10 установлен вал 11 вращающейся сопловой решетки 12. Послед- н|яя размещена между исследуемой рабочей решеткой 13 и лопатками 14 направляющего аппарата. Исследуемая рабочая решетка 13 смонтирована на ба- лансирно установленном валу 15 с измерителем 16 крутящего момента.

На одном валу 11 с сопловой решет- кой 12 в корпусе 7 консольно установлена турбина 17 с разгонным и тормоз- йым лопаточными венцами 18 и 19 соответственно. В каждой из подводящих к приводной турбине магистралей уста- новлены регулирующие вентили 20 и 21 В корпусе 8 также на валу 11 смонтирован центробежный насос 22, выход которого соединен каналом 23 с его входом. В канале 23 установлены дрос- селирующие лопатки 24. Эти лопатки 24, а также пластины 25 связаны между собой тросом 26. Пластины 25 расположены в изолированном от магистрали насоса специальном пазу.

Дросселирующие лопатки 24 и пластины 25 соединены осями 27 с осями 28 лопаток 14 направляющего, аппарата Кроме того, одна из дросселирующих

0

0

5

0

5

40 45 д

35

55

лопаток 24 шейкой 29 связана с пластиной 30. Ось 27 смещена относительно центра давления лопатки 24 в сторону выходной кромки. В пластину 30 упирается пружина 31, усилие поджа- тия которой регулируется винтом 32. Замкнутая магистраль центробежного насоса заполнена рабочей жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

Рабочее тело подводится к патрубку 3 через окна 6 промежуточного корпуса 5 к лопаткам 14 направляющего аппарата. Лопатками 14 поток направляется под заданным углом атаки на вход сопловой решетки 12. Вращение сопловой решетки 12 осуществляется как вследствие воздействия реактивной силы, возникающей на лопатках этой решетки, так и благодаря приводу турбины 17. С помощью последней осуществляется регулирование частоты вращения сопловой решетки. Если рабочее тело подается через вентиль 21 на разгонный лопаточный венец 18, то частота вращения сопловой решетки 12 увеличивается, а если рабочее тело направляется через вентиль 20 на тормозной лопаточный венец 19, частота вращения уменьшается. Таким образом, в устройстве осуществляется регулирование нестационарности потока на входе в рабочую решетку. Вместе с тем в соответствии с изменением частоты вращения сопловой решетки 12 изменяется и частота вращения центробежного насоса 22, т.е. приводная турбина одновременно регулирует и частоту вращения насоса 22.

Обеспечение на входе в сопловую решетку потребного значения угла атаки или реализация некоторой закономерности его изменения в зависимости от частоты вращения осуществляется следующим образом. Например, необходимо обеспечить постоянное значение угла (i 0) при изменении- частоты вращения. Пусть при некоторой минимальной частоте вращения,, соответствующей нижней границе исследуемого

по п диапазона, угол атаки установ- лен равным нулю. При увеличении час-- тоты вращения сопловой решетки 12 для поддержания необходимо уменьшить угол установки лопаток 14. С увеличением частоты вращения сопловой решетки увеличивается частота вращения центробежного насоса 22, что приводит к увеличению напора и давления рабочей жидкости на выходе из насоса 22 и входе в дросселирующие лопатки 24. Последнее обуславливает увеличение гидродинамической силы, действующей на лопатки 24, и их поворот вследствие того, что ось 27 смещена относительно центра давления в сторону выходных кромок. Поворот осуществляется до тех пор, пока гидродинамическое усилие на лопатки со стороны рабочей жидкости не уравновесится усилием сжатия пружины 31, отрегулированной винтом 32 на поддержание 1 0. Поворот дроссельных лопаток 24 вызывает поворот лопаток 14 на меньший угол установки, а это и необходимо при увеличении п. i

Если требуется при изменении п поддерживать постоянным иное значение угла 1 или же реализовать некоторую закономерность 1 f(n), то следует либо изменить поджатие пружины регулировочным винтом 32, либо за16

38086

- 10

15

менить дросселирующие лопатки 24 лопатками другой формы.

Формула изобретения

25

30

К

Центр давления

Фие. Ъ

ФиеЛ

26

г

27

30