Рабочее колесо центробежного компрессора Советский патент 1992 года по МПК F04D29/28 

Изобретение относится к области комп- рессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несущий и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, часть из которых заглушена для обеспечения возможности работы рабочего колеса при уменьшенном объемном расходе.

Недостатком известного рабочего колеса является узкий диапазон значений объемных расходов, при которых возможна работа рабочего колеса.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа рабочее колесо центробежного компрессора, на покрывном диске которого расположены воздухозаборники для направления воздуха в межлопаточные каналы.

Недостатком известного рабочего колеса является узкий диапазон значений объемных расходов, при которых возможна работа рабочего колеса, ограниченный пом- пажом.

Цель изобретения - расширение диапазона значений объемных расходов, при которых возможна беспомпажная работа рабочего колеса.

Цель достигается тем, что в рабочем колесе, содержащем несущий и покрывной диски и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, имеющем расположенные на покрывном диске воздухозаборники для направления воздуха в межлопаточные каналы, на покрывном диске выполнены дренажные отверстия, соеVJЧ

00

со

ь

диненмые с воздухозаборниками при помощи воздуховодов, в области горловины межлопаточных каналов в покрывном диске также выполнены отверстия, а в выходной части межлопаточных каналов, не имеющих отверстий в области горловины, отверстия в покрывном диске выполнены вблизи передней поверхности лопаток и соединены с отверстиями в области горловины при помощи воздуховодов, пересекающихся с воздуховодами, соединяющими воздухозаборники и дренажные отверстия.

При работе рабочего колеса центробежного компрессора при расчетном значении объемного расхода воздух из полости между покрывным диском и корпусом поступает в воздухозаборник, затем в воздуховод к дренажному отверстию и обратно в полость между покрывным диском и корпусом. При уменьшении объемного расхода через рабочее колесо, т.е. при угрозе возникновения помпажа, давление воздуха в выходной части межлопаточных каналов повышается и струя воздуха из воздухозаборников под действием повышенного давления в отверстиях вблизи передней поверхности лопаток отклоняется в воздуховоды к отверстиям в области горловины межлопаточных каналов. Благодаря вдуву газа в межлопаточные каналы объемный расход воздуха перераспределяется по другим межлопаточным каналам и условия взаимодействия лопаток с потоком в них приводятся в соответствие расчетному объемному расходу, в результате чего помпаж не наступает.

На фиг.1 дано изображение рабочего колеса центробежного компрессора со стороны входа потока; на фиг.2, 3 и 4 - соответственно сечения А-А, Б-Б и В-В на фиг.1.

Рабочее колесо содержит несущий диск

I,покрывной диск 2 и лопатки 3. В выходной части 4 межлопаточных каналов 5 выполнены отверстия 6. В области горловины 7 межлопаточных каналов 8 выполнены отверстия 9. На покрывном диске 2 расположены воздухозаборники 10 и дренажные отверстия

II.Отверстия 6 соединены с отверстиями 9 воздуховодами 12 и 13. Воздухозаборники

10соединены с дренажными отверстиями

11воздуховодами 14 и 15, пересекающимися с воздуховодами 12 и 13. Воздуховоды 13 соединены с воздуховодами 15 при помощи воздуховодов 16.

Принцип действия предлагаемого технического решения состоит в следующем. При расчетном значении объемного расхода поток воздуха поступает в межлопаточные

каналы 5 и 8, образуемые дисками 1 и 2 и лопатками 3, где происходит процесс сжатия. Скоростной напор относительно вращающегося рабочего колеса преобразуется в воздухозаборнике 10, откуда струя воздуха по воздуховодам 14 и 15 направляется в дренажные отверстия 11. Скоростной напор газа в воздуховоде 15 при помощи воздуховода 16 уравновешивает давление газа в отверстиях б и воздуховодах 12. При уменьшении объемного расхода воздуха через рабочее колесо и приближении к помпажу давление воздуха в отверстиях б повышается и струя воздуха из отверстий 6 и воздуховодов 12 отклоняет струю воздуха из

воздуховода 14 в воздуховод 13. Часть воздуха поступает в воздуховод 16 и 15 и усиливает отклоняющее действие струи из воздуховода 12.

При помощи отверстий 9 в области горловины 7 каналов 8 осуществляется вдув воздуха из воздуховода 13 в направлении против основного потока. В результате перераспределения объемного расхода воздуха через межлопаточные каналы 5

протекает увеличенный объемный расход, благодаря чему предотвращается помпаж. Формула изобретения Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее лопатки, установленные между несущим и покрывным дисками, воздухозаборники, установленные на покрывном диске и сообщенные с лопаточными каналами, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой

работы, на покрывном диске выполнены дренажные отверстия, в области горловины покрывного диска по меньшей мере одного из межлопаточных каналов и в выходной части покрывного диска в межлопаточных

каналах вблизи передней поверхности лопаток выполнены отверстия, причем покрывной диск снабжен пересекающимися между собой воздуховодами, одни из которых сообщают отверстия з выходной части

с отверстиями в области горловины, а другие - воздухозаборники с дренажными отверстиями, и дополнительными воздуховодами, сообщающими пересекающиеся воздуховоды между собой.

JO

/

ШагГ

2

И

i

i

Л

о J

Л

о J

Изобретение относится к компрессоро- строению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров. Цель изобретения - расширение диапазона значений объемных расходов, при которых возможна беспомпажная работа рабочего колеса. Сущность изобретения состоит в том, что на покрывном диске выполнены дренажные отверстия, соединенные с воздухозаборниками при помощи воздуховодов, в покрывном диске в области горловины по меньшей мере одного из межлопаточных каналов выполнены отверстия, в выходной части межлопаточных каналов, не имеющих отверстий в области горловины, отверстия в покрывном диске выполнены вблизи передней поверхности лопаток и соединены с отверстиями при помощи воздуховодов, пересекающихся с дополнительными воздуховодами. 4 ил. (/ С

/

12

SS

/

/

е/

lX

3

0U8.3

/

2

/I

1/3

0W2.V