Регулируемый диффузор центробежного нагнетателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 800132 А 51)5 Р 04 О 29 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЫЙ ДИФФУЗ Н ЕТАТЕЛ Я ретения: межд образованием ены перемыч ых частей, Ка из дисков. Од возможностью рого. Централ т из заданного 21) 4889827 (22) 12.12.90 (46) 07,03,9 (71) Научн Николаевс туте им. ад 72) А,А. Мо и Е.И, Тру (56) Авторс М 1190092(54) РЕГУЛИРУЕМ РОБЕЖНОГО НАГ (57) Сущность изоб ковыми дисками с каналов установл ненные из отдельн соединена с одним ков установлен с относительно вто поворота выбираю ния, б ил. Р ЦЕНТдвумя бопроточных и, выполждая часть лн из дисПО Рррота ьный угол соотноше 3. Бюл, М 9о-исследоватеком кораблестм. С,О, Макароря, Ф.А, Чегришля ковкое свидетель, кл. Р 04 0 29/ ский центр приоительном инстиацев, В.А. Редькин тво ССС 46, 1984,1/о 2, здесь прессоронструкций их диффутехнических решести, т,е, в конструкВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС Изобретение относится к коми насосостроению и касается коцентробежных машин, а именнозо ров.Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции диффузора, улучшение равномерности потока на выходе из диффузора и расширение диапазона регулирования производительности и напора нагнетателя.Указанная цель достигается тем, что перемычки канального диффузора (или лопатки лопаточного диффузора) состоят из двух частей, одна из которых соединена с неподвижным диском, а другая с диском, проворачивающимся вокруг оси неподвижного, причем оптимальный режим работы диффузора центробежного нагнетателя достигается при повороте перемычек на центральный угол р =(0,4 - 0,6) где с 12/бз - отноОз з 1 п Йзшение диаметра рабочего колеса нагнетателя к диаметру входных кромок диффузора, м/м; аз - угол входа потока в каналы (на лопасти) диффузора. град.; 1 - относительная высота канала диффузора; 1=1 - высота канала диффузора, м,Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что перемычки канального диффузора состоят из двух частей, каждая из которых соединена соответственно с одним из дисков; образующих диффузор, а один из дисков, например, со стороны всасывания, имеет возможность проворачиваться вокруг оси вращения.Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает расширение диапазона регулирования характеристик центробежного нагнетателя путем изменения характеристик диффузора и улучшение условий работы последующих элементов нагнетателя за счет улучшения равномерности потока на выходе из диффузора,Следовательно, заявляемый диффузор соответствует признаку "положительный эффект".Анализ известныхний в исследуемой облар = (0,4-0,6),циях диффузоров центробежных машин, позволяет сделать вывод об отсутствии у них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого устройства,Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия",Предлагаемый диффузор (канального типа) представлен на фиг, 1 и 2; на фиг. 3 - расчетная схема предлагаемого диффузора; на фиг. 4 и 5 - результаты расчета характеристик диффузора, выполненные для канального диффузора компрессора турбонагнетателя типа ТКР - 11 Н со следующими характеристиками; бз/2=г 1=60 мм; б 4/2=гг= =85 мм; аз=16 О; а=40; Р 1 =Рг=7; Ь=7 мм; к=19 (исходное число каналов); на фиг, 6 показаны меридиональное сечение центробежного нагнетателя и вид в плоскости вращения при частично снятом переднем диске диффузора.На фиг, 1 представлен предлагаемый диффузор (канального типа) в аксонометрии, Диффузор состоит из дисков 1 и 2, несущих соответственно перемычки а и Ь (для наглядности диффузор показан после поворота одного из дисков на некоторый центральный угол р), и каналов 3, Стрелками показано направление вектора скорости потока на выходе из диффузора,На фиг, 2 представлен тот же диффузор в плоскости вращения при условно снятом диске 2. Здесь а и Ь - положение перемычек до поворота а и Ь 1 - после поворота на угол р; г 1 и гг - соответственно радиус входа в диффузор и радиус выхода из него,В результате поворота перемычек диффузора на угол р число каналов удваивается, изменяется их геометрия и характеристики диффузора и нагнетателя в целом, а следовательно, и режим работы центробежной машины.Для оценки изменения характеристик каналов диффузора проведены расчеты площадей входа и каналы т 1 и тг и выхода из них Г 1 и Рг,Из анализа фиг, 4 следует, что при повороте перемычек на угол у площадь входа в диффузор 1=11+тг сначала уменьшается, а затем увеличивается, т,е. изменяется и пропускная способность диффузора, а следовательно, и производительность машины, Это изменение, как видно из фиг. 4, может достигать в данном примере от 7,5 до 15,5%,Анализ зависимостей отношений площадей выхода и входа соответственно для левого и правого (фиг. 3) каналов, характе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ризующих геометрическую диффузорность, показывает, что увеличение общей диффузорности (Р 1+Гг)/(11+юг) достигает 110 , т.е, аналогично увеличивается и степень преобразования кинетической энергии потока в энергию потенциальную. Иллюстрацией тому служат зависимости коэффициента восстановления давленияот угла р(у/ Ъзх, где рвах - 2 7 г/2 к), приведенные на фиг. 5, которые показывают, что оптимальный режим работы центробежного нагнетателя, при котором изменение величины коэффициента ф достигает 30 - 50%, наблюдается при величинах р /дъх=0,2+0,3. Тогда, используя известные зависимости для каналь 7 г дзного диффузора Ъ= -- зп аз (Шерстюк3 бгА,Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры, МВысшая школа, 1972, с. 259), можно определить значение угла р, при котором будет достигаться оптимальный режим работы диффузора: Следует отметить, что при других исходных данных (других диффузорах), варьированием значений углов /31, /% и р из указанного интервала можно добиться изменения коэффициента Я на ту же величину (30 - 50 ).Таким образом применение предлагаемого диффузора при упрощении его конструкции и улучшении равномерности потока на входе в последующие элементы центробежного нагнетателя дает возможность значительно изменить его производительность (до 15,5 для конкретных условий в примере) и коэффициент восстановления давления (до 50 для тех же условий). Формула изобретения Регулируемый диффузор центробежного нагнетателя, содержащий два боковых диска и установленные между ними с образованием проточных каналов перемычки, причем последние выполнены из отдельных частей, одна из которых соединена с одним из дисков, а другая - с вторым, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона регулирования производительности и напора нагнетателя, один из дисков установлен с возможностью поворота относительно второго, причем центральный угол поворота р выбирают из соотношенияр =(0,4-0, б)1800132 2 где бг - диаметр выхода из рабочего колеса, м;бз - диаметр входных кромок в диффузор, м; аз - угол ухода потока в диффузор, град;- относительная высота канала диффузора, равная отношению высоты канала кдиаметру выхода из рабочего колеса, 1800132