Гидротрансформатор

Гидротрансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 352477

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №вЂ”

М. Кл. F 16h 41/02

Заявлено 17.1.1969 (№ 1298398/25-8) Приоритет 19.1.1968, № 3124/68, Великобритания

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21.1Х.1972. Бюллетень М 28

УДК 6 21.2,26.5 (088.8) Дата опубликования описания 9.Х.1972

Автор изобретения

Иностранец

Карл Густав Ален (Швеция) Иностранная фирма

«С.P.Ì. Гидромеканик А.В.» (Швеция) Заявитель

ГИДРОТРАНСФОРМАТОР

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

Ms=140, у центростремительного реактора Ф равен 25 — 50 для Ms=40 — 80 и Ms=140, у центростремительной турбины второй ступени 40 — 65 для Ms— = 40 — 80 и Мз —— 140.

Центростремительная 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

Мз= 140 — 29 — 38, 32 — 41 и 50 — 62, где а — выходной угол лопатки.

У центростремительной турбины первой ступени отношение радиуса лопатки r на входе к ширине лопатки и от входной кромки до выходной для Ms=140 меньше, чем то же отношение для Ms —— 40 — 80.

У центробежного насоса радиус лопатки на входе r для Мз=40 — 80 меньше, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины первой ступени, а для М> 140 радиус лопатки на входе у него больше, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины второй ступени.

Подобные отличия позволяют изменять энергоемкость гидротрансформатора с

Ms=40 — 80 до Ms=140 при неизменном его активном диаметре.

На фиг. 1 представлен предлагаемый гид10 ротрансформатор. Он содержит центробежный насос 1, центростремительную турбину первой ступени 2, центробежный реактор 8 и центростремительную турбину второй ступени 4.

1s На фиг, 2 — 9 показана лопастная система предлагаемого гидротрансформатора. Здесь а — выходной угол лопаток и b — минимальное расстояние между прилегающими лопатками одного и того же кольца или самая уз20 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 b) и касательной, проведенной у вы25 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 ко30 лесо вращается, а турбина неподвижна, обо352477

Назкий диапозон

Мз — — 40 — 80

Высокий диапазон

Мз до 140

Элементы гидротрансформатора мин макс

28 75

38 25

58 40

115 29

50 32

65 50

38

Турбина первой ступени

Реактор

Турбина второй ступени

25

41

62

60

3 значен 1St; ISh — направление 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 1а.

Радиус лопаток по входе в колеса обозначен буквой r. 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 S, проведенной через центр О перпендикулярно оптимальному относительному углу входа 4

Из фиг. 3 и 7 видно, что с увеличением коэффициента Ms 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 (Ms=40 — 80) отношение rim между радиусом r на входе и шириной и лопаток обычно составляет 11а а.. Однако для

Ма=80 — 140 отношение rfnv должно быть увеличено до 13 — 147е одновременно с увеличением высоты лопаток по отношению к ширине

av с 35 до 45а а 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 на фиг. 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 для высокого и низкого диапазонов Мз. мин макс мин макс мин lмакс ственно двигателем без промежуточных зубчатых передач); на фиг. 11 приведены кривые эксплуатационных данных по эффектив35 ности для низкого диапазона Ms — lf и высокого диапазона Мз — hf. Эти кривые показывают, что отношение п2/п в точке сдвига для высокого диапазона Мя больше, чем такое же для низкого диапазона Ìs. В то же время

40 эффективность в случае высокого диапазона

Ms повышена, и эти результаты превосходят результаты, получаемые в случае трехступенчатого преобразователя, сконструированного для одной заданной величины Ms.

Предмет изобретения

1. Гидротрансформатор, содержащий центробежный насос, центростремительную тур50 бину первой ступени, центростремительный реактор и центростремительную турбину второй ступени, отличающийся тем, что, с целью изменения энергоемкости гидротрансформатора с Ms=40 — 80 до Ms=140 при неизмен55 ном активном диаметре, центростремительная турбина первой ступени имеет величину Ф, равную 50 — 90 для Ms — — 40 — 80 и Ф, равную

75 — 115 для Ms— = 140; центростремительный реактор имеет величину Ф, равную 25 — 50

60 для Ms=40 — 80 и Ms=140; центростремительная турбина второй ступени имеет вели чину Ф, равную 40 — 65 для Ms=40 — 80 и

Ms — — 140, где Ф вЂ” угол расхождения между центральными линиями входной и выходной

65 кромок лопаток.

352477

2. Гидротрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что центростремительная турбина первой ступени, центростремительный реактор и центростремительная турбина второй ступени для Ms=40 †имеют величину а, соответственно равную 22 — 28, 28 — 38 и

48 — 58, а для Ms= 140 †29 â€, 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 r на входе к ширине лопатки ы> от входной кромки до выходной кромки для

Ms=140 меньше, чем то же отношение для

Ms= 40 — 80.

4. Гидротрансформатор по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что центробежный насос имеет радиус лопатки на входе r для Ms — — 40 — 80 меньший, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины первой ступени, а для Ms=140 центробежный насос имеет ра10 диус лопатки на входе больший, чем выходной радиус лопатки центростремительной турбины второй ступени.

3 52477

100а

700 баа пап ма арпа ла лю

250

%0

100 аа

50

4>иг 10

p o/

700 аа

Ч иг 77

7,0 пз г1, Составитель С. Стесни

Техред Л. Богданова

Редактор T. Ларина

Корректор В. )Колудева

Заказ 3349/17 Изд. № 1352 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2