Рабочее колесо центробежной турбомашины

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ИЯ Ьиь;,к. ЛЬСТВУ МУ СВ ВТО опов, Н.М.Горба твенное объиностроению во СССР972.ак В.А. Машинис М., "Не и. 54)(57)ОЙ ТУРБОой и пок ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ЫТИИ ОПИСАНИЕ(71) Донецкое производсединение по горному маш(56) 1. Авторское свидетельст11 542023, кл.04 2 27/00,2. Ковалевская В.И., Спивт вентиляторной устанодра", 1979, с, 68,РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖИНЫ, содержащее основной диски с установлен.801090926с% Р 04 Р 29/28 ными между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижнейобечаек и поворотного закрылка спередней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения параметроврегулирования и уменьшения массырабочего колеса, на торцах закрылкавыполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайкикаждой лопатки выполнены эластичнымпричем нижние кромки их закрепленына носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.1090926 10 15 20 25 30 40 45 2. Колесо по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на передней вогнутой стенке закрыпка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, разИзобретение относится к турбомашиностроению и касается рабочих колес центробежных турбомашин.Известно рабочее колесо центробежной турбомашины, содержащее составные лопатки, средняя часть которых закреплена между несущим и покрывным дисками, а закрылок и предкрылок выполнены поворотными 1 13.Такое колесо имеет недостаточно широкий диапазон регулирования, а также большую массу.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо центробежной турбомашины, со. держащее основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из .носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленног о в дисках посредством болтов 2 ).Однако известное рабочее колесо имеет достаточно широкий диапазон регулирования и большую массу.Целью изобретения является расширение параметров регулирования и уменьшение массы рабочего колеса.Указанная цель достигается тем что в рабочем колесе центробежной турбомашины, содержащем основной и покрывной диски с установленными между ними лопатками, состоящими из носика, верхней и нижней обечаек и поворотного закрылка с передней вогнутой стенкой, закрепленного в дисках посредством болтов, на торцах закрылка выполнены ушки, выступающие за переднюю вогнутую стенку, и к последним прикреплены два стержня, расположенные с зазором один относительно другого и передней вогнутой стенки, а верхняя и нижняя обечайки каждой лопатки выполнены зластичнымещенных в зазоре между стержнями.3, Колесо по п,1, о т л и ч а ю -щ ее с я тем, что закрылок выполнен.заоГщо с ушками и стержнями. ми, причем нижние кромки их закреплены на носике лопатки, а верхние размещены в зазоре между стержнями.Кроме того, на передней вогнутой стенке закрылка установлены фиксаторы, выполненные в виде клиньев, размещенных в зазоре между стержнями. Причем закрылок может быть выполнен заодно с ушками и стержнями.На фиг. 1 изображено рабочее колесо центробежной турбомашины, продольный разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - узел Т на фиг. 2 (закрылок в положении Б); на фиг. 4 - то же, закрылок в положении В, на фиг. 5 - поворотный закрылок; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг, 5; на фиг. 7 - узел 1 на фиг, 2 (с возможными местами закрепления поворотного закрылка); на фиг. 8 - то же, (с соосными отверстиями в основном и aокрывном дисках рабочего колеса); на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 8. Рабочее колесо центробежной тур-. бомашины содержит основной и покрывной диски 1 и 2 соответственно с установленными между ними лопатками 3, состоящими иэ носика 4, верхней и нижней обечаек 5 и 6 соответственно и поворотного закрылка 7 с передней вогнутой стенкой 8, закрепленного в дисках 1 и 2 посредством болтов 9, на торцах 10 и 11 закрылка 7 выпопнены ушки 12 и 13, выступающие за переднюю вогнутую стенку 8, и к последним прикреплены два стержня 14 и 15, расположенные с зазорами 16 и 17 соответственно один относительно другого и передней вогнутой стенки 8, а верхняя обечайка 5 и нижняя обечайка 6 каждой по лопатки 3 выполнены эластичными, причем нижние кромки 18 закреплены на носике 4 лопатки 3, а верхние кромки 19 размещены в зазоре 16 между стержнями 14 и 15, напередней вогнутой стенке 8 закрылка 7 установлены фиксаторы 20, выполненные в виде клиньев 21, размещенных в зазоре 16 между стержнями 14 и 15. 5Поворотный закрылок 7 установлен в одном из фиксированных положений Б, В, Е, при этом обечайки 5 и 6 соответственно могут быть расположены в положениях, а, а, и б, б, б" ОКроме того, в основном и покрывном дисках 1 и 2 соответственно для каждой лопатки 3 выполнены несколько пар соосных друг другу отверстий 22, расположенных по кривой 15 ж - средней линии оптимального профиля лопатки 3 или по нескольким кривым 3, И, К, Л, М, сходящимся к:носику 4, при этом обечайки 5 и 6 закрепляются в положениях а и б, аи 30 б 1, аи б 2 соответственно.Рабочее колесо центробежной турбомашины работает следующим образом.Под воздействием центробежных сил, которые по величине в несколь ко раз превышают величину аэродинамических сил, верхняя и нижняя обечайки 5 и 6 соответственно каждой лопатки 3 принимают выпуклую форму и тем самым образуют обтекаемый про- ЗО филь лопатки 3, заканчивающийся поворотным закрылком 7. / Удлинение или укорочение нижней и верхней обечаек 5 и б с целью регулирования режимов осуществляется при полной остановке рабочего колеса путем снятия болтов 9, При этом поворотные закрылки 7 выводятся из междисковой части рабочего колеса во всасывающую часть, далее, поворачивая фиксаторы 20 в каждом закрылке 7, выводят клинья 21 из зазора 16 между стержнями 14 и 15 и охватывающими их обечайками 5 и 6, тем самым освобождая полотна последних, Необходимый профиль лопатки 3 получают путем вытягивания или втягивания обечаек 5 и б соответственно снаружи за сами полотна обечаек 5 и 65" или за верхние кромки 19, тем самым получая необходимую длину. После этого, поворачивая фиксаторы 20 с клиньями 21, полотна обечаек 5 и 6 зажимают между стержнями 14 и 15.При режимах работы, когда не тре" буется в широких пределах изменять подачу и давление, поворотные эа" крылки 7 лопаток 3 устанавливают вс одинаково в одно из своих фиксированных положений (фиг.2-4) между дисками 1 и 2 и закрепляют болтами 9,Неглубокое регулирование может осуществляться либо только путем удлинения или укорочения верхней обечайки 5 и нижней обечайки 6 (фиг.2), либо совместно с поворотом закрылка 7 вокруг своей оси в положение Б, В, Е (фиг.7). При этом оптимальным профилем лопатки 3 для максимальной производительности и давления будет профиль, когда закрылок 7 находится в положении Б, а обечайки 5 и 6 соответственно расположены в положениях а и б. В положе" киях Е и В поворотного закрылка 7 в сочетании с положениями а верхней обечайки 5 и положениями б, б и б нижней обечайки 6 будет осуществляться регулирование на уменьшение или увеличение развиваемых турбомашиной производительности и давления. При этом изменяются такие параметры лопатки, как угол входа и выхода потока, толщина профиля и его кривизна,При режимах работы рабочего колеса, когда требуется в широких пределах изменять производительность и давление, поворотные закрылки 7 лопаток 3 переставляют из одних соосных отверстий 22 в другие, расположенные на дисках по кривой 3 (фиг7), а обечайки 5 и 6 удлиняют или укорачивают. При этом в каждом фиксированном положении в соосных отверстиях 22 закрылка 7 можно производить дополнительное и более тонкое регулирование (фиг.2-4), а оптимальными профилями для каждого режима работы будут являться профили, когда закрылок 7 будет занимать положение В в различ ных соосных отверстиях 22 на кривой Ж, а обечайки 5 и 6 будут в положениях а и б, или аи б или а и б соответственно (фиг.7). Такое регулирование влечет за собой изменение не только углов входа и выхода, толцин профилей и их кривизну, но и изменяет длину лопатки. Для более глубокого регулирования и получения при этом высоких значений КПД возникает необходимость в изменениях положения самих лопаток 3 в междисковом пространстве. Для этого закрылки 7 переставляют в соосных отверстиях 22, расположенных не по одной9 109092 б Ь кривой Ж,а по нескольким кривым 3,И,К, патки 3 и ее расположения относи- Л,М,входящимся к носику 4 лопатки 3 тельно дисков 1 и 2 рабочего колеса (фиг.8) .При этом меняются не только предложенное техническое решение позуглы входа и выхода потока, воляет увеличить глубину экономичестолщины профиля и его располо-кого регулирования турбомашины по жения самой лопатки 3 в междис- производительности и давлению в широковом пространстве. ких пределах и с высокими значениямиТаким образом, путем одновремен- КПД, а также сниэить общую массу ного изменения всех параметров ло- рабочего колеса.1090926 Составитель Н,ФетисоваРедактор Н.Лазаренко Техред Л.Мартяшова Корректор С.Шекмар Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 3040/33 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5