Описание изобретения390747

Описание изобретения390747

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф gQPr py ввтентио. библио

О П И С А Н И Е 390747

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски)т

Социалистимеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08Х11.1971 (№ 1679758/27-11) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25.11.1974, Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 24.VI.1974

М. Кл. В 601с 17/10

F 16h 41/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ао делам нзооретений и открыткй

УДК 629.113-585.22 (088.8) Автор изобретения

Заявитель

С. М. Трусов

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский автомобильный и автомоториый институт

ГИДРОТРАНСФОРМАТОР

Известен гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, кромки лопаток кото рого в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращения в пределах 40 — 60, а на выходе со средней линией тока и осью вращения — угол в inpeделах 85 — 90, турбинное колесо центростремительного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют:на входе угол с осью вращения и со средней линией тока 85 — 90, а на выходе с осью вращения 40 — 60, и, по крайней мере, одно колесо реактора.

Однако в этих трансформаторах угол наклона лопаток на входе в колесо изменяется в узких пределах, а сама закономерность, в соответствии с которой изменяется этот угол вдоль входной кромки, не вполне рациональна, что приводит к увеличению потерь в межлопаточных каналах.

Кроме того, этот гидротрансформатор отличается сравнительно узкими проходными сечениями, а сама форма круга циркуляции не вполне,рациональна, ввиду чего известный гидротрансформатор имеет малую энергоемкость.

В связи с этим в известных гидротрансформаторах достигается удовлетворительное течение только в области прилегающей к средней линии тока. На крайних линиях тока течение не является оптимальным. Особенно ощутимо указанный недостаток проявляется в гид ротрансформаторах с расширенными проходными сечениями, у которых кромка лопатки в меридиональной плоскости на выходе из насосного колеса перпендикулярна оси вращения, а на входе наклонена под углом

40 — 60 к этой оси.

lO С целью повышения,к.п.д. и увеличения энергоемкости,гидротрансформатора лопатки насосного и турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхпостей, образованных движением линии (образующей) по внутрен1s нему и наружному торам так, что отношение длин отрезков, отсекаемых этой образующей а развертке лопатки по наружному тору, к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по внутреннему тору, равно отноше20 нию длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки по внутреннему тору, а отношение длин разверток лопаток насосного и турбинного колес по наружному тору к длинам разверток этих же лопаток по,внут25 реннему тору выполнено в пределах 2,15—

2,85, причем отношения угла на клона лопатки по внутреннему тору к углу наклона лопатки по наружному тору на входе в,насосное колесо выполнено в пределах 1,15 — 1,45, а на,вхоЗО де в турбинное колесо в пределах 0,5 — 0,9.

390747 где I g — радиус по внутреннему тору, r, — радиус по наружному тору.

Угол наклона лопатки измеряется между направлением лопатки и касательной,к окружности, центр которой располагается на оси вращения, т. е. угол наклона лопатки измеряется между направлениями .переносной скорости U и относительной скоростью.

Насосное колесо выполнено .в гидротрансформаторе пентробежного типа. Кроме его лопаток в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращения, Il,,ðàBный 40 — 60, а на выходе об разуют со средней линией тока и осью вращения угол, равный 85 — 90 . Турбинное колесо выполнено центростремительного типа. Кромки его лопаток в,меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращения и средней линией тока рз равный 85 — 90, а на выходе — угол Р4 с осью вращения, равный

40 — 60 .

Лопатка насосного колеса выполнена таким образом, что утол входа Р> увеличивается от наружного тора к,внутреннему, причем отношение угла ее наклона па входе по внуг.реппему тору к углу наклона лопатки на входе по наружному тору (на входе в колесо) раВао 1,15 — 1,45.

Лопатка турбинного колеса выполнена так, что угол входа Р, уменьшается от наружного тора к внутреннему, причем отношение углов равно 0,5 — 0,9, Поверхность лопаток выполнена линейчатой. Опа образована движением линии (образующей) по двум направляющим, одна из которых проходит по внутреннему тору, а другая по наружному, .причем отношение длин отрезков, отсекаемых образующей на развертке лопатки по наружному тору к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по iBнутреннему тору, равно отношению длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки лопатки по внутреннему тору, а отношение длин разверток лопаток насосного и турбинного колес по наружному тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору выполняется равным 2,15—

2,85.

Круг циркуля ции гидротрансформатора выполнен с расширенными проходными сечениями (см. фиг. 5).

Наружный тор выполняется в виде окружности, отношение радиуса r которого к максимальному радиусу;круга циркуляции R равно 0,317.

Внутренний тор выполняется в виде дуг окружности, очерченных тремя радиусами, при этом часть тора наиболее близко расположенная к оси,вращения очерчивается радиусом г, отношение которого к максимальному R равно 0,115. Средняя часть тора очерчивается радиусом r3, отношение которого к максимальному равно 0,126. Часть внутреннего тора наиболее удаленная от центра (периферийная) очерчивается .радиусом r4, отноra + rB п—

3.

В таком гидротрансформаторе наружный тор круга циркуляции в меридиональной плоскости может быть выполнен в виде окружности, озношение радиуса которой к максимальному радиусу круга циркуляции равно 0,317, 5 а внутренний тор выполнен тремя дугами окружности, сопряженных друг с другом так, что радиус кривизны в середине в утреннего тора больше радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношения радиусов 10 указанных окружностей к максимальному радиусу,круга циркуляции равны 0,115; 0,126;

0,106, а отношения координат центров этих окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции,по осям ординат и абсцисс 15 равны 0 .и 0,733, 0,00809 и 0,742, 0 и 0,757.

Длп голучения унифицириованных конструкций,гидротрапсформатора углы наклона лопаток по средней линии тока целесообразно выполнять B следующих пределах: для на- 20 сосного колеса угол входа 80 — 150, угол выхода 75 — 160, для турбинного колеса угол входа 35 — 60, угол выхода 140 †1, число лопаток дл rI насосного колеса следует выбирать в пгеделах 15 — 36, а для турбинного — 25

15 — 35.

Для гидротрансформатср". с одним колесом реактора углы наклона лопаток по средней линии могут быть выполнены в следующих пределах: при входе в колесо реактора 60 — 50

110, на выходе из колеса реактора 10 — 40, а число лопаток выбрано .в пределах 9 — 23.

Для гидротрансформатора с двумя колесами реактора углы наклона лопаток могут быть выполнены в следующих пределах: угол 35 входа .в .первый реактор 115 — 135, угол выхода из первого реактора 90 — 100, угол входа во второй реактор 0 — 90, угол выхода из второго реактора 10 — 40, а число лопаток для первого реа ктора выбрано в пределах 40

21 — 35, для второго реактора — 11 — 33.

На фиг. 1 изображена схема гидротрансформатора с одним колесом реактора; на фиг. 2 — схема гидротрансформатора с двумя колесами реактора; на фиг. 3 — круг цир- 45 куляции и развертки лопато к гидротрансформатора с одним реактором; на фиг. 4 — круг циркуляции и развертки лопаток гидротрансформатора с двумя реакторами; па фиг. 5— круг циркуляции,гид р отр ансфо р м атор а. 50

Гидротрансформатор вкл.очает насосное колесо 1, турбинное кол"co 2 и колесо реактора

3, установленное на м.фте 4 свободного хода.

Гидротрансформатср может иметь два колеса реактора 3 и две муфты 4. Насосное колесо 55 соединено с двигателем через входной вал 5, турбинное колесо соединено с,выходным валом 6.

Круг циркуляции образован наружным 7 и внутренним 8 торами, имеющими ось враще- 60 ния 9. Положение средней линии 10 тока жидкости внутри тора определяется по формуле

390747

Чтобы .использовать один и тот же гидротрансформатор (с фиксированным кругом циркуляции) с двигателями различной чогцности требуется изменение его энергоемкости, что может быть, достигнуто путем изменения формы лопаток его отдельных колес.

Для решения этой задачи углы наклона лопаток по средней линии тока и число лопаток выполняется в соответствии с таблицей, которая приводится ниже.

При выполнении углов наклона лопаток и соблюдения числа лопаток в указанных пределах достигается изменение энергоемкости гидротрансформатора в 3,5 — 4,5 раза при сохранении достаточно высоких показателей.

Параметры гидротрансформатора

Число лопаток

Примечание

Угол выхода

Тип колеса

Угол входа 1 — — 80 — 150

За=35 — 60*

) =60 — 110

15 — 36

15 — 35

9 — 23

Насосное колесо

;- — — 75 — 160

94 — — 140 — 160

Турбинное колесо

Колесо реактора 6 — — 10 — 40 9,=115 — 135

Ц, =60 — 90

Колесо первого реактора

Колесо второго реактора

8,=90 — 110

21 — 35

11 — 31

91о=10 — 40 углу наклона лопатки .по наружному тору на входе в насосное колесо выполнено в пределах 1,15 — 1,45, а на входе в турбинное колесо в пределах 0,5 — 0,9.

2. Гидротрапсформатор по и. 1, о т л и ч а ющи и с я тем, что наружный тор круга циркуляции в меридиопальной плоскости выполнен в виде окружности, отношение радиуса которой к максимальному радиусу круга .циркуляции равно 0,317, а внутренний тор выполнен тремя дугами окружности, сопряженных друг с другом так, что радиус кривизны в середине внутреннего тора больше радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношение радиусов указанных окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции равно 0,115; 0,126, 0,106, а от ношения координат центров этих окружностей к максимальному радиусу круга циркуляции по осям ординат и абсцисс равны О и 0,733; 0,00809 и

0,742; О и 0,757.

3. Гидротрансформатор по пп. 1 и 2, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью полученчя унифицированных его конструкций, углы наклона лопаток .по средней линии тока вы.".,олнены в следующих пределах: для насосного колеса угол входа 80 †1, угол выхода 75—

160, для турбинного колеса угол входа 35—

60, угол выхода 140 †1, а число лопаток для насосного колеса выбрано в пределах

15 — 36, для турбинного 15 — 35.

65 шение которого к максимальному равно

0,106, т. е, имеет место уменьшение радиуса кривизны от середины внутреннего тора к его периферийной части. Отношения координат цеппров указанных радиусов,к максимальному радиусу определяются значениями, указанными ниже. При этом ось ординат совпадает с осью вращения, а ось абсцисс с вертикальной осью машины, причем эта .вертикальная ось является также осью симметрии.

Отношения координат центров этих радиусов к максимальному радиусу Р для первого радиуса соответственно по осям ординат и абсцисс выполнены равными О и 0,733, для второго радиуса — 0,00809 и 0,742, для третьего радиуса — О, и 0,757.

Предмет изобретения

1. Гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа. кромки лопаток которого в меридианальной плоскости на входе образуют угол с осью вращения в пределах 40 — 60, а на выходе со средней линией тока и осью вращения — угол в пределах 85 — 90, турбинное колесо центростремителы oro типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращения и со средней линией тока 85 — 90, а на выходе с осью вращения 40 — 60, и, по крайней мере, одно колесо реактора, отл и ч à ю шийся тем, что, с,целью повышения к.п.д. и увеличения энергоемкости, лопатки насосного и турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхностей, образованных движением линии (образующей) по внутреннему и наружному торам так, что отношение длин отрезков, отсекаемых этой образующей на развертке лопатки по наружному тору к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по внутреннему тору, равно отношению длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки по внутреннему тору, а отношение длин ра;верток лопаток насосного и турбинного колес по наружному тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору выполнено в пределах 2,15 — 2,85, причем отношения угла наклона лопатки по внутреннему тору к

Для гидротрансформатора с одним колесом реактора

Для гидротрансформатора с двумя колесами реактора

390747

4. Гидротрансформатор по пп. 1, 2 и 3 с одним колесом реактора, отлич ающи и ся тем, что углы наклона лопаток по средней линии .выполнены в следующих пределах;,при входе в колесо реактора 60 — 110", на выходе из колеса, реактора 10 — 40, а число лопаток выбрано в пределах 9 — 23.

5. Гидротра нсформатор по пп. 1, 2 и 3 с двумя колесами реактора, отличающийся тем, что углы наклона лопаток выполнены в следующих пределах; угол входа в первый реактор 115 †1, угол выхода из первого реактора 90 †1, угол входа во второи pes актор 60 — 90, угол выхода из второго реактора 10 — 40, а число лопаток для первого реактора выбрано в пределах 21 — 35, для второго реактора 11 — 33.

390747

У

Составитель В. Бялоцкий

Техред E. Борисова Корректор Т Добровольская

Редактор В. Зивтынь

Заказ 1471/3 Изд. № 539 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапу!нова, 2