ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ390747 Советский патент 1974 года по МПК B60K17/10 F16H41/26 

1

Известен гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, кромки лопато.к которого в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращения в пределах 40-60°, а «а выходе со средней линией тока и осью вращения - угол в оределах 85-90°, турбинное колесо центростремительного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют иа входе угол с осью вращения и со средней линией тока 85-90°, а на выходе с осью вращения 40-60°, и, по крайней мере, одно колесо реактора.

Однако в этих трансформаторах угол наклона лопаток ina входе в колесо изменяется в узких пределах, а сама закономерность, в соответствии С которой изменяется этот угол вдоль 1входной кромки, не вполне рациональна, что приводит к увеличению потерь в межлопаточных каналах.

KpOAie того, этот гидротрансфор.матор отличается сравнительно узкими проходными сечениями, а сама форма круга циркуляции не вполне рациодальна, ввиду чего известный гидротрансформатор имеет малую энергоемкость.

В связи с этим в известных гидротрансформаторах достигается удовлетворительное течение только в области прилегающей к средней линии тока. На крайних линиях тока течение не является оптимальным. Особенно ощутимо указанный недостаток проявляется ъ гидротрансформаторах с расширенными проходными течениями, у которых кромка лопатки в меридиональной 1плоскости на выходе из насосного колеса перпендикулярна оси вращения, а на входе наклонена под углом 40-60° к этой оси.

С целью повыщения к.п.д. и увеличения энергоемкости гидротрансформатора лопатки насосного и турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхностей, образованных движением линии (образующей) по внутреннему и наружному торам так, что отнощение длин отрезков, отсекаемых этой образующей на развертке лопатки по наружному тору, к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по В нутреннему тору, равно отнощеиию длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки по внутреннему тору, а отнощение длин разверток ло:паток насосного и турбинного колес по наружному тору к длинам разверто.к этих же лопаток по внутреннему тору выполнено в пределах 2,15- 2,85, причем отнощения угла наклона лопатки по внутреннему тору к углу наклона лопатки по наружному тору на входе в насосное колесо выполнено в пределах 1,15-1,45, а на входе в турбинное колесо в нределах 0,5-0,9. В таком гидротрансформаторе наружный тор круга циркуляции в меридиональной плоскости Может быть выполнен в виде окружности, отношение радиуса которой к максимальному радиусу круга циркуляции равио 0,317, а внутренний тор выполнен тремя дугами окружности, сопряженных друг с другом так, что радиус кривизны в середине внутреннего тора больше радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношения радиусов указанных окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции равны 0,115; 0,126; 0,106, а отношения координат центров этих окружностей к ма:ксимальному радиусу круга циркуляции по осям ординат и абсцисс равны О и 0,733, 0,00809 и 0,742, О и 0,757. Длл получения унифицириованных конунифицириованныхструкций гидротрансформатора углы наклона лопаток по средней линии тока целесообразно выполнять В следующих пределах: для насосиого колеса угол входа 80-150°, угол выхода 75-160°, для турбинного колеса угол входа 35-60°, угол выхода 140-160°, число лопаток для насосного колеса следует выбирать ;в пределах 15-36, а для турбинного - 15-35. Для гидротрансформатора с одним колесом реактора углы наклона лопаток по средней линии могут быть выполнены в следующих пределах: при входе -в колесо реактора 60- 110°, па выходе из колеса реактора 10-40°, а число лопаток выбрано в пределах 9-23. Для гидротрансформатора с двумя колесами реактора углы наклона лопаток могут быть выполнены в следуюш,их пределах: угол входа .в первый реактор 115-135, угол выхода из .первого реактора 90-100°, угол входа во второй реакто.р 60-90°, угол выхода из второго реактора 10-40°, а число лопаток для первого реактора -выбрано в пределах , для второго реактора - И-33. На фиг. 1 изображена схема гидротрансформатора с одним колесом реактора; на фиг. 2 - схема гидротрансформатора с двумя колесами реактора; на фиг. 3 - круг циркуляции и развертки лопаток гидротрансформатора с одним реактором; на фиг. 4 - круг циркуляции и развертки лопаток гидротрансформатора с двумя реакторами; на фиг. 5 - круг циркуляции .гидротрансформатора. ГидротрансфорМатор В|Ключает насосное колесо 1, турбинное колесо 2 и колесо реактора 3, установленное па муфте 4 свободного хода. Гидротрансформатор может иметь два колеса реактора 3 и две муфты 4. Насосное колесо Соединено с двигателем через входной вал 5, турбинное колесо соединено с выходным валом 6. Круг .циркуляции образован наружньш 7 и внутренним 8 торами, имеющими ось в.раще-6 ния 9. Положение средней линии 10 тока жидкости внутри тора определяется по формуле -./ 6 где Га - радиус тю внутреннему тору, - радиус по наружному тору. Угол наклона ло патки измеряется между направлением лопатки и касательной к окружности, центр которой располагается на оси вращения, т. е. угол наклона лопатки измеряется между направлениями .переносной скорости и и относительной cKOipocTbio. Насосное колесо выполнено .в гидротра«сформаторе н,ентробен ного типа. Кроме его лопаток в меридиональной 1плоскости на входе образуют угол с осью врашения, (Зь равный 40-60°, а «а выходе образуют со средней линией тока и осью вращения угол р2. равный 85-90°. Турбинное колесо выполнено центростремительного типа. Кромки его лопаток в .меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращения и средней линией тока Рз равный 85-90°, а на выходе- угол |р4 с осью вращения, равный 40-60°. Лопатка насосного колеса выполнена таким образом, что угол входа |3i увеличивается от на.ружного тора к внутреннему, причем отношение угла ее наклона па входе по внутреннему тору к углу наклона лопатки «а входе по наружно;му тору (на входе в колесо) равно 1,15-1,45. Лопатка турбинного колеса выполнена так, что угол входа Рз уменьшается от наружного тора к внутреннему, причем отнощение углов равно 0,5-0,9. Поверхность лопаток выполпена линейчатой. Она образована движением линии (образующей) по двум направляющим, одна из которых Проходит 1ПО .внутреннему тору, а другая по наружному, .причем отнощение длин отрезков, отсекаемых образующей на развертке лопатки по наружному тору к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по 1Внутреннему тору, равно отношению длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки лопатки по внутреннему тору, а отношение длин разверток лопаток насосного и турбинного колес по наружно.му тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору вьгполняется равным 2,15- 2,85. Круг циркуляции гидротрансформатора выполнен с расширенными проходными сечениями (см. фиг. 5). Наружный тор выполняется в виде окружности, отношение радиуса Гг которого к максимальному радиусу круга циркуляции R равно 0,317. Внутренний тор выполняется в виде дуг кружности, очерченных тремя радиусами, при этом часть тора наиболее близко раопооженная к оси вращения очерчивается радисом Г2, отношение которого к максимальноу R равно 0,115. Средняя часть тора очеривается радиусо.м Гз, отношение которого к аксимальному равно 0,126. Часть внутренего тора наиболее удаленная от центра (пеиферийная) очерчивается .радиусом г, отношение которого к максимальному равно 0,106, т. е. имеет место умоньшение радиуса кривизны от середины внутреннего тора к его периферийной части. Отношения координат центров указанных радиусов .к максимальному радиусу онределяются значениями, указанными «иже. При этом ось ординат совпадает с осью вращения, а ось абсцисс с вертикальной осью машины, причем эта вертикальная ось является также осью симметрии. Отношения координат центров этих радиусов к ма1кси:мальному радиусу R для первого радиуса соответственно ло ося:М ординат и абсцисс вьтолнены равными О и 0,733, для второго радиуса - 0,00809 и 0,742, для третьего радиуса - О, и 0,757.

Параметры гидротрансформатора

Чтобы использовать один н тот же гидротрансформатор (с фиа сированным кругом циркуляции) с двигателями различной мощности требуется изменение его энергоемкости, что может быть достигнуто путем изменения формы лопаток его отдельных колес.

Для решения этой задачи углы наклона лопаток по средней линии тока и число лопаток вылолияется в соответствии с таблицей, которая приводится ниже.

При выполнении углов «аклона лопаток и соблюдения числа лопаток в указанных пределах достигается изменение энергоемкости гидротрансформатора в 3,5-4,5 раза прц сохранении достаточно высоких показателей.

Предмет изобретения 1. Гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращения в пределах 40-60°, а на выходе со средней линией тока и осью вращения - угол в пределах 85-90°, турбиниое колесо центростремительного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращения и со средней линией тока 85-90°, а иа выходе с осью вращения 40-60°, и, по крайней мере, одно колесо реактора, отличающийся тем, что, с делью повышения к.п.д. и увеличения энергоемкости, лопатки насосного И турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхностей, образованных движением линии (образующей) 1ПО внутреннему и наружному,торам так, что отношение длин отрезков, отсекаемых этой образующей на развертке лопатки по наружному тору к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по внутреннему тору, равно отношению длины развертки лопатки ПО наружному тору к длине развертки по внутреннему тору, а отношение длин разверток лопаток насосного и турбинного колес но наружному тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору выполнено в пределах 2,15-2,85, причем отношения угла наклона лопатки по внутреннему тору к углу наклона лопатки по наружному тору на входе в насосное колесо выполнено в пределах 1,,45, а на входе в турбинное колесо в пределах 0,5-0,9. 2.Гидротрансфор:Матор по П. 1, отличающийся тем, что наружный тор круга циркуляции в меридиональной плоскости выполнен в виде окружности, отнощение радиуса которой к максимальному радиусу круга циркуляции равно 0,317, а внутренний тор выполнен тремя дугами окружности, сопряженных друг с другом так, что радиус кривизны в середине внутреннего тора больще радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношение радиусов указанных окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции равно 0,115; 0,126, 0,106, а отиошения координат центров этих окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции по осям ординат и абсцисс равны О и 0,733; 0,00809 и 0,742; О и 0,757. 3.Гидротрансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью получения унифицированных его конструкций, углы наклона лопаток по средней линии тока вы олпены в следующих пределах: для насосного колеса угол входа 80-150°, угол выхода 75- 160°, для турбинного колеса угол входа 35- 60°, угол выхода 140-160°, а число лопаток для насосного колеса выбрано в пределах 15-36-, для турбинного 15-35.

тем, что углы наклона лопаток выполнены в следующих Пределах: угол входа в первый реактор 115-135°, угол выхода из первого реактора 90-110°, угол входа во второй реактор 60-90°, угол выхода из второго реактора 10-40°, а число лопаток для nepiBoro реактора выбрано в пределах 21-35, для второго реактора .

и