Способ нагнетания среды и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 4 П 27/00, 29/6 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Институт проблем машиностроения АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1213253, кл. Р 04 П 2/00, 1984.Авторское свидетельство СССР У 1416764, кл, Г 04 Р 29/66, 1986,Авторское свидетельство СССР У 127354, кл. Р 04 0 27/00, 1959. (54) СПОСОБ НАГНЕТАНИЯ СРЕДЫ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить КПД на номинальном режиме и снизить вибрации на режимах с противотоками, В процессе подвода среды к рабочему колесу (РК) 3 по центральному каналу 13 всасывающего патрубка 2 измеряют распределение по радиусу осевой составляющей скорости (ОСС) потока среды в этом канале, определяют кольцевой сечение, в котором величина ОСС равна нулю, и перемещают в этом сечение подвижные элементы кольцевого экрана 4, изменяя при этом ширину периферийного канала 8, в котором происходит уменьшение интенсивности кольцевого вихря, снижение окружно компоненты скорости,При номинальном режиме подвижные элементы установлены непосредственно у стенок патрубка 2 и не оказывают сопротивления движению потока среды. Устройство для налгнетания среды включает установленный перед РК 3 во всасывающем патрубке 2 раздвижной кольцевой экран 4, составленный из подвижных элементов, каждый из которых жестко связан со штоком 6 привода 7 радиального перемещения и установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальном направлении. Устройство снабжено датчиком регистрации ОСС потока, выход которого подключен к приводу 7, а периферийный канал 8 может быть сообщен с полостью 9 всасывающего патрубка 2 со стороны вхо да в последний, при этом датчик может быть установлен на одном из подвижных элементов экрана 4, 2 с.п. ф-лы,Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в системах нагнетания жидкости игаза.Целью изобретения является повышен.ние КПД на номинальном режиме и снижение вибраций на режимах с противотоками.На Фиг.1 схематично представленоустройство для нагнетания среды;, на фиг.2 - вид А на Фиг.1; на Фиг.З -схема распределения осевой составляющей скорости потока среды во всасы вающем патрубке нагнетателя. 15Устройство для нагнетания среды(фиг.1 и 2) включает корпус 1 с всасывающим патрубком 2, размещенноев корпусе 1 рабочее колесо 3 и раз- движной кольцевой экран 4, составленный из подвижных элементов 5, каждый из которых связан со штоком бпривода 7 радйального перемещенияи установлен во всасывающем патрубке 2 с воэможностью образования периФерийного канала 8, сообщенного сполостью 9 всасывающего патрубка 2со стороны рабочего колеса 3. Устройство снабжено датчиком 10 регистрацииосевой составляющей Ч скорости пото Ока, выход которого подключен к приво-, ду 7, а каждый подвижный элемент 5жестко соединен со штоком 6 привода7 и установлен в патрубке 2 с возможностью возвратно-поступательного 35перемещения в радиальном направпениии сообщения периферийного канала 8с полостью 9 всасывающего патрубка2 со стороны входа в последний.Кроме того, датчик 10 регистрацииосевой составляющей скорости потокаустановлен на одном из подвижныхэлементов 5 экрана 4, Выход датчика10 подключен к приводу 7 через преобразоватепь 11 и блок 12 регулирования, Кольцевой экран 4 образует вовсасывающем патрубке 2 центральныйканал 13. Способ нагнетания среды согласно ;предлагаемому изобретению включает подвод среды к рабочему колесу 3 по центральному каналу 13 всасывающего патрубка 2 и отвод противотоков от рабочего колеса 3 по периферийно 55 му каналу 8, отделенному от центрального кольцевым экраном 4, При этом измеряют распределение цо радиусу осевой составляющей 7 скорости потока среды в центральном канале 3 иопределяют кольцевое сечение, в котором величина упомянутой составляющейскорости равна нулю, изменяют ширинупериферийного канала 8 путем перемещения экрана 4 в радиальном направлении в положение, соответствующее кольцевому сечению, где величина осевойсоставляющей 7 скорости потока равнанулю,На. Фиг,1 и 2 эти положения кольцевого экрана 4 обозначены цифрами 1,11 и 111,Устройство для нагнетания среды работает следующим образом,При номинальном режиме работы с оптимальной подачей рабочее колесо 3 перекачивает среду без противотоков и кольцевых вихрей во всасывающем патрубке 2, Кольцевое сечение, в котором осевая составляющая скорости Ч равна нулю, расположено на стенке всасывающего патрубка 2, Поэтому подвижные элементы 5 установлены заподлицо со стенками патрубка 2 положение 1 на фиг,1 и 2), При уменьшении подачи нагнетателя перед рабочим колесом 3 в периферийной зоне появляются вихревые противотокн, приводящие к появлению осевой составляющей Ч скорости в периферийной части патрубка 2, направленной против основного потока среды в этом патрубке. При этом давление, измеряемой датчиком 10, увеличивается, сигнал преобразуется и поступает в блок 12 регулирования, Последний обеспечивает срабатывание привода 7, перемещение штоков 6 с элементами 5 в радиальном направлении до занятия или положения, соответствующего кольцевому сечению, где 7=0, т,е. в центре кольцевого вихря (положение П фиг,1 и 2). При этом уменьшение интенсивности кольцевого вихря достигается за счет увеличения размера вихря в осевом направлении вследствие охвата подвккного элемента 5 и уменьшения окружной компоненты скорости из-за наличия в потоке плоских элементов 5 кольцевого экрана 4, параллельных оси нагнетателя, После отвода противотоков по периферийному каналу 8 они после спрямления сливаются с основным потоком, движущимся по центральному каналу 13.515При дальнейшем уменьшении подачиразмеры кольцевого вихря увеличиваются, центр его смещается к оси нагнетателя и за ним движутся элементш5 экрана 4. Предельным случаем является перемещение в положение 111,когда элементы 5 смыкаются в сплошную кольцевую обечайку. При увеличении подачи среды нагнетателем размеры кольцевого вихря уменьшаются,центр его смещается от оси нагнетателя, что приводит к соответствующемуизменению сигнала от датчика 10 иперемещению элементов 5 кольцевогоэкрана 4 к периферии всасывающегопатрубка 2, т,е, процесс происходитв обратной последовательности по отношению к описанному.Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает снижение интенсивности противотоков и кольцевыхвихрей в зоне всасывания нагнетателяна режимах с противотоками, т,е.при частичных подачах, что приводитк улучшению пульсационных и вибрационных характеристик на режимахчастичных подач, улучшает формунапорной характеристики нагнетателяв этой зоне за счет уменьшения западания напорной характеристики и обеопечивает отсутствие в проточной части дополнительных устройств в оптимальном и близких к нему режимах,что обеспечивает снижение потерь иувеличение КПД,формула изобретения.1.Способ нагнетания среды, включающий подвод последней к рабочему колесу по центральному каналу всасьвающего патрубка и отвод противо- токов от рабочего колеса по периферийному каналу, отеделенному от цент 713076рального кольцевым экраном, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения КПД на номинальном режиме5и снижения вибраций на режимах с противотоками, измеряют распределениепо радиусу осевой составляющей скорости потока среды в центральномканале и определяют кольцевое сечение, в котором величина упомянутойсоставляющей скорости равна нулю,изменяют ширину периферийного каналапутем перемещения экрана в радиальном направлении в положение, соответ 15 ствующее кольцевому сечению, гдевеличина осевой составляющей скорости потока равна нулю.2,Устройство для нагнетания среды,включающее корпус с всасывающим пат 20 рубком, размещенное в корпусе рабо-,чее колесо и раздвижной кольцевойэкран, составленный из подвижных элементов, каждый из которых связан соштоком привода радиального перемеще 25 ния, и установленный во всасывающемпатрубке с возможностью образованияпериферийного канала, сообщенного сполостью всасьвающего патрубка состороны рабочего колеса, о т л и -ЗО ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено датчиком регистрации осевой составляющей скорости потока, выход которого подключен к приводу, а каждыйподвижный элемент жестко соединен35со штоком привода и установлен в патрубке с возможностью возвратно-поступательного перемещения в радиальномнаправлении и сообщения периферийндгоканала с полостью всасывающего пат О рубка со стороны входа в последний,З.Устройство по п.2, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что датчик регистрацииосевой составляющей скорости потокаустановлен на одном из подвижных 45 элементов экрана1571307 Составитель Г,БогомолРедактор Ю.Середа Техред М,Моргентал. ректор И,Муска Тираж 502 одпис изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1499 ВНИИПИ Государственного 113035, омитета по изобретениямосква, Ж, Раушская на ткрытиям при ГКНТ СС д. 4/5