Жидкостно-кольцевая машина Советский патент 1993 года по МПК F04C7/00 F04C19/00 

Изобретение относится к компрессоро- строению. в частности к жидкостно-кольце- вым вакуумным насосам и компрессорам, и может найти применение во всех отраслях, использующих эти машины.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и упрощение конструкции.

На фиг.1 изображена машина, радиальный разрез; на фиг.2 - осевой разрез машины.

ЖШ (см.фиг,1,2) содержит корпус 1 с торцевыми крышками 2, рабочее колесо 3 с лопатками 4. выполненные на внутренней поверхности торцевых крышек 2 дугообразные направляющие 5. В торцевых крышках расположены окна всасывания 6 и нагнетания 7.

ЖКМ работает следующим образом. При вращении рабочего колеса 3 жидкость отбрасывается лопатками 4 к корпусу 1 и образует жидкостное кольцо. На стороне всасывания жидкостное кольцо отходит от ступицы рабочего колеса 3 и происходит всасывание газа через окно 6. На стороне сжатий и нагнетания жидкостное кольцо приближается к ступице, сжимает газ и вытесняет его в нагнетательное окно 7. При этом дугообразные направляющие препятствуют развитию вторичных течений, возникающих в криволинейных каналах за счет появления градиента давлений при повороте потока появляющихся источником дополнительных потерь энергии.

Поскольку причиной появления вторичных течений является наличие пограничного слоя на стенках криволинейного канала дугообразные направляющие должны иметь осевую длину не менее, чем толщина пограничного слоя.

Величину пограничного слоя в безлопаточном пространстве водокольцевого насоса можно оценить, приняв допущение, что структура пограничного слоя аналогична случаю движения вдоль плоской пластины со степенным законом распределения при показателе степени 1 /7, а средняя скорость постоянна вдоль потока. При этом

Ј

00

го

sj

4 СО

ю

5 Х

0,37

( ЧГ)0.2, где 5 - толщина пограничного слоя:

U - средняя скорость:

X - координата рассматриваемого сечения от начальной точки;

V - коэффициент кинематической вязкости

Принимая величину U 15 м/с, что соответствует окружной скорости рабочего колеса вакуумных насосов, получим

5 Х°-8Ш 0,0136 X0-8

(15

10

-б 0,2

Для сечения, соответствующему минимальному зазору между рабочим колесом и корпусом, пренебрегая начальным значением величины пограничного слоя, которое не превышает величины минимального зазора между колесом и корпусом, можно записать

5 0,0136 (л:Я к)

0.8

Поскольку в водоколыдевых насосах обычно RK (d2 + 2е), где d2 - диаметр рабочего Колеса, е - эксцентриситет, 2е 0,15d2; RK 1-15 можно представить зависимость величины пограничного слоя от размерности машины:

д 0.0136 (ж 1.15 d 2 ) ° 8 0,038 . d 2

0

5

0

5

0

При больших значениях окружных скоростей рабочего колеса толщина пограничного слоя будет меньшей

Таким образом, полученное значение толщины пограничного слоя и, соответственно, осевая длина дугообразных поставляющих может быть распространено на весь класс Ж КМ.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция существенно проще, поскольку дугообразные направляющие могут быть изготовлены совместно с торцевыми крышками и обработаны при токарной обточке внутренней поверхности торцевых крышек.

Формула изобретения Жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус с торцевыми крышками, эксцентрично установленное в нем рабочее колесо с лопатками, расположенные в безлопаточной зоне концеитрично поверхности корпуса дугообразные направляющие, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, дугообразные направляющие выполнены на торцевых крышках и их осевая длина составляет не менее0,038 d 2 , где d 2- диаметр рабо: чего колеса.

Использование: для вакуумнасосов и компрессоров. Сущность изобретения: в корпусе с торцевыми крышками эксцентрично установлено рабочее колесо с лопатками. В безлопаточной зоне концентрично поверхности корпуса расположены дугообразные направляющие, выполненные на крышках, их осевая длина составляет не менее 0,038 диаметра рабочего колеса. 2 ил.

&./

s // f S / f / / / / /

FU.2