Гидротрансформатор

352477 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республикависимый от патента-16 Ь 41/02 аявлено 17.1.1969 ( 1298398/25-8 8,3124/68, ВеликобриПриоритет 19,1 тания Комитет по делам обретений и открытири Совете МинистровСССР ДК 621.2,26,5 (088.8) публиковано 21.1 Х,1972. Бюллетеньта опубликования описания 9,Х.197 Авторизобретения Иностранец Карл Густав Аленаявител ГИДРОТРАНСФОРМАТ Гидротрансформаторы, содержащие центробежный насос, центростремительную турбину первой ступени, центростремительный реактор и центростремительную турбину второй ступени, известны.Предлагаемый гидротрансформатор отличается от известного тем, что у центростремительной турбины первой ступени угол от расхождения между центральными линиями входной и выходной кромок лопаток равен 50 - 90 для Мз=140 - 80 и 75 - 115 для Мз=140, у центростремительного реактора Ф равен 25 - 50 для Мз=40 - 80 и Мз=140, у центростремительной турбины второй ступени 40 - 65 для М 8=40 - 80 и Ма=140Центростремительная турбина первой ступени, центростремительный реактор и центростремительная турбина второй ступени для Мз=40 - 80 имеют величину а, соответственно равную 22 - 28, 28 - 38, 48 - 58, а для Ма=140 - 29 - 38, 32 - 41 и 50 - 62, где а - выходной угол лопатки.У центростремительной турбины первой ступени отношение радиуса лопаткина входе к ширине лопатки и от входной кромки до выходной для Ма=140 меньше, чем то же отношение для Мз=40 - 80.У центробежного насоса радиус лопатки на входе т для Мз=40 - 80 меньше, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины первой ступени, а для Мз= 140 радиус лопатки на входе у него больше, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины второй ступени.Подобные отличия позволяют изменятьэнергоемкость гидротрансформатора с Ма=40 вдо Мз= 140 при неизменном его активном диаметре.На фиг. 1 представлен предлагаемый гид ротрансформатор. Он содержит центробежный насос 1, центростремительную турбину первой ступени 2, центробежный реактор 3 и центростремительную турбину второй ступени 4.15 На фиг, 2 - 9 показана лопастная системапредлагаемого гидротрансформатора, Здесь а - выходной угол лопаток и 6 - минимальное расстояние между прилегающими лопатками одного и того же кольца или самая уз кая часть проходного сечения между ними.Выходной угол а - это угол между линией ХУ (которая проходит через выходной край лопатки и является касательной к дуге радиуса О) и касательной, проведенной у вы ходной кромки упомянутой лопатки к окружности выхода из кольца.Относительный угол входа жидкости, поступающей на реактор и турбинные колеса в точке срыва потока, т. е. когда насосное ко лесо вращается, а турбина неподвижна, обо352477 Назкий диапозон Мз -- 40 - 80Высокий диапазон Мз до 140мин макс 22 28 75 115 29 38 25 50 32 58 40 65 50 50 90 38 Турбина первой ступениРеакторТурбина второй ступени 28 25 50 41 48 62 40 60 3значен 1 Ю; 15 Й в направлен относительной скорости входа в точке холостого хода. Угол расхождения между этими двумя линиями, которые ограничивают нормально применяемый диапазон этого преобразователя, обозначен у. Оптимальный относительный угол входа представлен индексом 1 а.Радиус лопаток по входе в колеса обозначен буквой г. Входные кромки могут отклоняться от точно дуговых дуг, в то же время сохраняя в общем дугообразную форму по отношению к центру О. Входные кромки - это части лопаток на входной стороне линии 5, проведенной через центр О перпендикулярно оптимальному относительному углу входа 1 а. Из фиг. 3 и 7 видно, что с увеличением коэффициента Мз величина у уменьшается. Кроме этого, среднее направление входа изменяется так, что не только угол расхождения Ф, но также и отношение между радиусом входной кромки и размером профиля для первой турбины становится больше, чем при нормальном диапазоне Мя. В случае низкого диапазона (Ма=40 - 80) отношение гам между радиусом г на входе и шириной и лопаток обычно составляет 11%., Однако для Ма=80 - 140 отношение гlы должно быть увеличено до 13 - 147 е одновременно с увеличением высоты лопаток по отношению к ширине о с 35 до 45% и величины Ф в среднем с 70 до 95%. Под высотой лопаток имеется в виду максимальный поперечный их размер под прямым углом к ширине ы,Путем такого изменения профиля лопаток можно увеличить напор насоса и в то же время сохранить равновесие между зонами потерь для различных ступеней и даже снизить потери на первой ступени, несмотря на тот факт, что первая ступень в высоком диапазоне Мз поглощает пропорционально большую часть энергии, и частично компенсировать возросшие так называемые вентиляционные потери.На фиг, 10 показано возможное расширение диапазона Мз (изобретение позволяет применить одну основную лопастную систему для целого диапазона габаритов двигателя, когда передача включает преобразователь крутящего момента и приводится непосредПри сравнении фиг. 3 - 5 с фиг, 6 - 8 можно заметить, что углы отклонения между наиболее подходящими направлениями входа и выхода на фиг. 3 и 7 различаются, в то же 5 время они остаются почти без изменений нафиг. 4 и 8 и фиг. 5 и 9, хотя величина а и увеличивается. На фиг. 6 (что является нормальным для 10 увеличенной Мз) радиус выходного края увеличивается, увеличивается и величина а.Одновременно входная кромка лопасти насоса (см. фиг. 6) изменяется в направлении циркуляции большего количества жидкости.15 В таблице приведены значения а и Ф длявысокого и низкого диапазонов Мз. мин ) максмин ) макс мин макс ственно двигателем без промежуточных зубчатых передач); на фиг. 11 приведены кривые эксплуатационных данных по эффектив ности для низкого диапазона Мз - Ч и высокого диапазона Мз - 61, Эти кривые показывают, что отношение и,/а в точке сдвига для высокого диапазона Мя больше, чем такое же для низкого диапазона Мз, В то же время 40 эффективность в случае высокого диапазонаМз повышена, и эти результаты превосходят результаты, получаемые в случае трехступенчатого преобразователя, сконструированного для одной заданной величины Мз.45 Предмет изобретения 1. Гидротрансформатор, содержащий центробежный насос, центростремительную тур бину первой ступени, центростремительныйреактор и центростремительную турбину второй ступени, отличающийся тем, что, с целью изменения энергоемкости гидротрансформатора с Ма=40 - 80 до Ма=140 при неизмен ном активном диаметре, центростремительнаятурбина первой ступени имеет величину Ф, равную 50 - 90 для Ма=40 - 80 и Ф, равную 75 - 115 для Ми=140; центростремительный реактор имеет величину Ф, равную 25 - 50 60 для Ма=40 - 80 и Ма=140; центростремительная турбина второй ступени имеет величину Ф, равную 40 - 65 для Мз=40 - 80 и Ма=140, где Ф - угол расхождения между центральными линиями входной и выходной 65 кромок лопаток.352477 фиг 1 2, Гидротрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что центростремительная турбина первой ступени, центростремительный реактор и центростремительная турбина второй ступени для Ма=40 вимеют величину а, соответственно равную 22 - 28, 28 - 38 и 48 - 58, а для Мв= 140 в 29 в, 32 - 41 и 50 - 62, где а - выходной угол лопатки.3. Гидротрансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что центростремительная турбина первой ступени имеет отношение радиуса лопатки г на входе к ширине лопатки а от входной кромки до выходной кромки для М 8=140 меньше, чем то же отношение для Мя= 40 - 80,4. Гидротрансформатор по пп. 1 - 3, отли чающийся тем, что центробежный насос имеет радиус лопатки на входе г для М 8=40 - 80 меньший, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины первой ступени, а для Ма=140 центробежный насос имеет ра диус лопатки на входе больший, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины второй ступени.352477 200 100 160 140 120 100 60 50 ра й ро/ 700 70 газ /1,1 С. Стесни Богданов тави рректор В. арина едакт ехр Изд.1352 лам изобрете осква, Ж,Заказ 3349/17ЦНИИПИ Комитет ография, пр. Сапупо 2000 1 оаа 1600 1400 1200 1000 000 000 700 бап 5 ап ма /па Лп заа Тираж 406 Подписноеи открытий при Совете Министров СССРшская паб д. 4/5