Жидкостно-кольцевая машина Советский патент 1991 года по МПК F04C7/00 F04C19/00 

Изобретение относится к вакуумному и компресЬорному машиностроению, в частности к конструкциям жидкостно- кольцевых вакуум-насосов и компрес4- соров.

Известна конструкция жидкостно- кольцевой машины, содержащая корпус, торцовые крышки с всасывающими и нагнетательными патрубками и эксцентрично расположенный в корпусе ротор с лопатками и перегородкой

В такой конструкции жидкостно- кольцевой машины наблюдается сильный износ внутренней поверхности корпуса, расположенного напротив перегородки ротора, поскольку эрозионные частицы, находящиеся в рабочей жидкости и компримируемом газе, скапливаются по обе стороны перегородки ротора и под действием центробежных сил отбрасываются в радиальном направлении к внутренней расточке корпуса При этом область соударения эрозионных частиц и корпуса носит локальный характер и располагается напротив перегородки ротора Это приводит к сильному эрозионному износу и появлению кольцеобразной выработки на внутренней расточке корпуса, которая приводит к снижению его прочностных свойств и снижению срока службы машины.

Кроме того, из-за неравномерности распределения и подачи рабочей жидкости по обе стороны перегородки

о: ее

00 4

оо

ОП

ротора приводит к появлению неуравновешенных радиальных и осевых усилий, а также неуравновешенного момента сил, воздействующих на ротор жидко- гтно-кольцевой машины„

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой конструкции является конструкция жидкостно-кольцевой машины, содержащая корпус, торцовые крышки с всасывающими и нагнетательными патрубками и эксцентрично расположенный в корпусе ротор с лопатками и перегородкой, установленной концентрично с внутренней расточкой ответной перегородки, выполненной в корпусе Установка ответной перегородки в корпусе машины позволяет снизить величину неуравновешенных осевых и радиальных усилий и величину неуравновешенного момента сил, воздействующего на ротор машины, а также повысить прочностные свойства корпуса,, Однако в такой конструкции жидкостно-кольцевой машины также наблюдается значительный эрозионный износ внутренней поверхности корпуса машины, расположенной напротив перегородки ротора, кроме того, наблюдается сильный износ корневого сечения ответной перегородки, что приводит к выходу из строя машины.

Целью изобретения является снижение эрозионного износа, в первую очередь внутренней поверхности корпуса, расположенной напротив перегородки ротора, за счет равномерного распределения потока абразивных частиц по всей поверхности корпуса

На фиг„ 1 представлена жидкостно- кольцевая машина, продольный разрез; на фиго 2 - узел I на фиг„ 1 с утолщением перегородки корпуса; на фиг„3 узел I с утолщением перегородки ротора; на фиг, 4 - узел I на фиг 1 с одновременным утолщением перегородок корпуса и ротора„

Жидкостно-кольцевая машина содержи корпус 1, торцовые крышки 2 со всасывающими и нагнетательными окцами (не показаны), эксцентрично установленный в корпусе 1 лопаточный ротор 3 с кольцевой перегородкой 4, размещенной в его средней части, при этом в донно части корпуса 1 закреплена разделительная перегородка 5, размещенная напротив перегородки 4 ротора 3. Периферийная часть по меньшей мере одно из перегородок 4 или 5 снабжена про

5

0

5

0

5

0

5

0

5

филированным рассеивателем 6, расположенным симметрично относительно центральной плоскости, проходящей параллельно плоскостям перегородок 4, 5 соответственно ротора 3 и корпуса 1. Рассеиватель 6 в поперечном сечении может быть выполнен в форме окружности, диаметр которой превышает толщину перегородки 4 (5). Рассеиватель 6 в поперечном сечении может быть выполнен в форме трапеции, сопряженной меньшим основанием с поверхностью перегородки 4 (5).

Жидкостно-кольцевая машина работает следующим образомо

При вращении ротора 3 рабочая жидкость посредством центробежной силы отбрасывается к внутренней поверхности корпуса 1„ При этом образуется жидкостное кольцо и серповидное пространство, которое является рабочей полостью, разделенной лопатками 4 на отдельные рабочие ячейки. Компримиру- емый газ поступает в рабочие ячейки из всасывающих окон (не показано), сжимается в них за счет поперечного сечения серповидного пространства, являющегося рабочей полостью, и вместе с частью рабочей жидкости подается потребителю через нагнетательные окна (не показано) с предварительным отделением рабочей жидкости.

В процессе работы жидкостно-кольцевой машины вместе с рабочей жидкостью и компримируемым газом в рабочие ячейки ротора 3 попадают абразивные частицы, которые собираются по обе стороны перегородки 4 (5) и под действием центробежных сил отбрасываются к внутренней поверхности корпуса 1. Для предотвращения локального воздействия абразивных частиц на внутреннюю расточку корпуса 1 и прикорневую область ответной перегород- ки 5 периферийная часть перегородки

5корпуса 1 снабжена рассеивателем

6абразивных частиц, который позволяет рассеять поток абразивных частиц по всей внутренней поверхности корпуса 1 о При этом абразивные частицы, обладающие большой массой, отклоняются на больший угол от радиального . направления, чем частицы, обладающие меньшей массой, поскольку имеют большую кинетическую энергию и, отклоняясь от радиального направления рассеивателем 6, сохраняют свое направление движения до соударения с корпу51

сом 1. Частицы меньшей массы, а их большинство, после изменения направления своего движения вновь подвергаются воздействию центробежных сил в жидкостном кольце, и направление их движения вновь приближается к радиальному. Такое рассеивание абразивных частиц позволяет снизить величину эрозионного износа внутренней поверхности корпуса 1, а особенно прикорневого сечения ответной перегородки 5, выполненной в корпусе 1.

Таким образом, конструкция жидко- стно-колъцевой машины по сравнению с прототипом позволяет значительно снизить величину эрозионного износа корпуса машины и тем самым повысить срок службы жидкостно-кольцевой машины.

Формула изобретения

1. Жидкостно-кольцевая машина,- содержащая корпус, торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными

10

984856

окнами, эксцентрично установленный в корпусе ротор с кольцевой перегородкой, размещенной в его средней части, при этом в донной части корпуса закреплена разделительная перегородка, размещенная напротив перегородки ротора, отличающаяся тем, что, с целью снижения эрозионного износа и улучшения эксплуатационных характеристик машины, периферийная часть по меньшей мере одной из перегородок снабжена профилированным рассеивателем, расположенным симметJ5 рично относительно центральной плоскости, проходящей параллельно плоскостям перегородок ротора и корпуса. 2„ Машина по п. 1, отличающая с я тем, что рассеиватель в

20 поперечном сечении выполнен в форме окружности, диаметр которой превышает толщину перегородки.

3„ Машина по п. 1, отличающаяся тем, что рассеиватель в

25 поперечном сечении выполнен в форме трапеции, сопряженной меньшим основанием с поверхностью перегородки.

Изобретение позволяет снизить эрозионный износ и улучшить эксплуатационные характеристики жидкостнокольцевой машины за счет равномерного распределения потока абразивных частиц по всей поверхности корпуса. В корпусе 1 эксцентрично установлен ротор 3 с кольцевой перегородкой (П) 4, размещенной в его средней части, В донной части корпуса 1 закреплена разделительная П 5, размещенная напротив П 4 Периферийная часть П 4 или 5 снабжена профилированным рас- сеивателем 6, расположенным симметрично относительно центральной плоскости, проходящей параллельно плоскостям П 4, 5. Рассеиватель 6 в поперечном сечении выполнен в форме окружности, диаметр к-рой превышает толщину П 4, 5, или в форме трапеции, сопряженной меньшим основанием с поверхностью П 4 или 5. 2 з,п„ ф-лы, 4 ил. SS С/ С

0te/

Фм.З

фиг. 2

8 -fc:

Фиг. 4