Вихревой турбопривод Советский патент 1993 года по МПК F01D1/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в турбопри- вод; х,

Известен вихревой турбопривод, содер- жаи ий корпус с цилиндрическим выступом,

раб( кан,

чее колесо в виде охватывающего стаи закрепленную на наружной поверхности стакана ведущую полумуфту.

Это решение является наиболее близким

заявленному.

Чедостатком известного турбопривода являются повышенные утечки рабочего тела во внешнюю среду, вызванные действием центробежных сил, направление действия кото эых на одном из торцов рабочего колеса ее впадает с направлением перемещения

ающего через зазор на этом торце рао тела. Особенность конструкции изве0 турбопривода исключает полную

выте боче стно герм

Целью изобретения является повышение ЛД и обеспечение герметичности вихзтичность его.

рево

о турбопривода.

Указанная цель достигается тем, что вихревом турбоприводе. содержащем корпус с цилиндрическим выступом, рабочее колесо в виде охватывающего выступ стакана и закрепленную на наружной поверхности стакана ведущую полумуфту, турбопривод дополнительно снабжен тонкостенным герметичным кожухом из магнитопроницаемого материала, охватывающим рабочее колесо, и ведомой полумуфтой, выполненной в виде охватывающей кожух чашеобразной детали, установленной с возмохшостью вращения и имеющей магнитные элементы, закрепленные на ее внутренней поверхности, ведущая полумуфта выполнена в виде пояса из магнитных элементов, равномерно размещенных по наружной поверхности стакана, причем взаимообращенные поверхности магнитны: элементов полумуфт и кожуха выполнены эквидистантными.

Магнитные элементы полумуфт могут быть размещены поясами, причем магнитСО

С

XI

чэ

GO О XI К

ные элементы соседних поясов смещены друг относительно друга в окружном направлении на угол / 360/z.n, где р - угол взаимного окружного смещения; г -число лементов в одном поясе; п - число пар поясов. .... : .: ......

На наружной поверхности ведомой полумуфты могут быть закреплены лопасти, образующие с ведомой полумуфтой крыльчатку вентилятора.

На фиг.1 изображен вихревой турбо- привод; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - ведущая полумуфта с двумя поясами .магнитных элементов; на фиг.4 - график распределения сил прижатия и отталкивания по окружности между поясами в паре для двухпрясной полумуфты, изображенной на фиг.З.. -.;:.. -. . .-- . -. . .

Вихревой турбопривод содержит корпус 1 с цилиндрическим выступом, рабочее колесо в виде охватывающего выступ стакана 2 и закрепленную на наружной поверхности стакана 2 ведущую полумуфту. Турбопривод дополнительно снабжен тонкостенным герметичным кожухом 3 из маг- Нитопроницземого,материала, охватывающим рабочее колесо, и ведомой, полумуфтрй 4, выполненной в. виде охватывающей кожух 3 чашеобразной детали,установленной с возможностью вращения и

имеющей магнитные элементы 5, закрепленные на ее внутренней поверхности. Ведущая полумуфта выполнена в виде пояса из магнитных элементов 6, равномерно размещенных по наружной поверхности стакана 2, причем взаимообращенные поверхности магнитных элементов 5 и 6 полумуфт и кожуха 3 выполнены эквидистантными. ....

На фиг.1, 2, 3 изображен вариант, когда вышеназванные поверхности выполнены сферическими. Магнитные элементы 5 и 6 полумуфт могут быть размещены поясами (фиг.1, 2, 3), причем магнитные элементы 6 соседних поясов (фиг.З) смещены друг относительно друга в окружном направлении на угол ф 360/гп, где р - угол взаимного смещения; z - число элементов в одном поясе; п-числи пар поясов.

На наружной поверхности ведомой полумуфты 4 могут быть закреплены лопасти 7, образующие с ведомой полумуфтой 4 крыльчатку вентилятора.

Вихревой турбопривод работает следующим образом.Рабочее тело, например газ, проходя по проточной части турбопривода, приводит во вращение рабочее колесо. Вращающий момент от рабочего колеса к ведомой полумуфте 4 передается за счет магнитного взаимодействия элементов 6 и 5 через радиальный зазор между полумуфтами и тонкостенный кожух 3 из магнитопроницаемого материала. Эквидистантное выполнение взаимообращенных поверхностей магнитных элементов 5 и 6 и кожуха 3 позволяет обеспечить упомянутый радиальный зазор минимальным, что увеличивает силы магнитного

взаимодействия между элементами 5 и 6. Этому же способствует сферическое выполнение эквидистантных поверхностей, в том числе и кожуха 3, т.к. сфера является оптимальной оболочкой с точки зрения прочности, т.е. имеет минимальную толщину. Полная герметичность кожуха 3 обеспечивает не только повышение КПД турбопривода (за счет исключения утечек во внешнюю сре- ду), ной гарантирует безопасную эксплуатацию турбопривода в случае использования в качестве рабочего тела газов или жидкостей, контакт которых с внешней средой исключается. Величина сил притяжения и отталкивания между магнитными элементами 5 и 6 взаимодействующей пары поясов полумуфт изменяется по синусоидальному закону, достигается максимума при взаимном смещении поясов в паре в окружном направлении на половину ширины магнитных элементов. При пиковых нагрузках не исключено взаимное проскальзывание полумуфт. Использование не одной, а нескольких пар поясов магнитных элементов 5 и 6, конструктивно смещенных друг относительно друга на каждой из полумуфт (на фиг.З изображено два пояса элементов 6), позволяет снизить вероятность проскальзывания полу муфт. При смещении поясов на угол р (фиг.З), равный половине шага между элементами 6 в каждом поясе, происходит графическое суммирование сил притяжения и отталкивания (фиг.4), приводящее к стабилизации величины передаваемого вращающего момента. Для такой стабилизации угол

смещения соседних поясов выбирается из расчета равного деления шага между эле- мейтами на число поясов. Например, для случая, когда каждый из двух поясов на фиг.З содержит 18 элементов (), угол

рмёще ййя поясов находится как шаг (360°/z) между Элементами пояса, деленный на.число () поясов

55

y 360/zn 360/18 .

Чем больше элементов в поясе и чем больше число поясов, тем меньше угол р. В предельном, гипотетическом случае (при 1 оо или п оо) передаваемый полумуфта4и вращающий момент будет постоянным д|аже.при непрерывном проскальзывании.

Конструкция ведомой полумуфты 4 по- зйоляет располагать на ее наружной поверхности различные рабочие органы, в частности, ведомая полумуфта 4 может служить ступицей обтекаемой сферической формы для лопастей 7 крыльчатки вентилятора.

Использование: в турбинных приводах. Сущность изобретения: вихревой турбопри- вод содержит корпус с цилиндрическим выступом, рабочее колесо в виде охватывающего выступ стакана и закрепленную на наружной поверхности стакана ведущую полумуфту. Турбопривод дополнительно снабжен тонкостенным герметичным кожухом из магнитопроницаемого материала, охватывающим рабочее колесо, и ведомой полумуфтой, выполненной в виде чашеобразной детали, охватывающей кожух, установленной с возможностью вращения и имеющей магнитные элементы, закрепленные на ее внутренней поверхности. Ведущая полумуфта выполнена в виде пояса из магнитных элементов, равномерно размещенных по наружной поверхности стакана, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Формула изобрет е н и я 1. Вихревой турбопривод, содержащий Kdpnyc с цилиндрическим выступом, рабочее колесо в виде охватывающего выступ кана и закрепленную на наружной по- хности стакана ведущую полумуфту, о т- чающийся тем. что, с целью повыше- КПД и обеспечения герметичности, тур- ривод дополнительно снабжен тонкостенным герметичным кожухом из магнитопроницаемого материала, охватывающим рабочее колесо, и ведомой полумуфтой, выполненной в виде охватывающей кожух чашеобразной детали, установленной с возможностью вращения и имеющей магнитные элементы, закрепленные на ее внутренней поверхности, ведущая полумуфта выполнена в виде пояска из магнитных элементов, равномерно размещенных по наружной поверхности стакана, причем азаи- мообращенные поверхности магнитных элементов полумуфт и кожуха выполнены эквидистантными.

3. Турбопривод по п. 1, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что ведомая полумуфта снабжена лопастями, образующими с ведомой полумуфтой крыльчатку вентилятора и закрепленными на ее наружной поверхности.