SU390747A1 - Описание изобретения390747 - Google Patents

Description

1

Известен гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, кромки лопато.к которого в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращени  в пределах 40-60°, а «а выходе со средней линией тока и осью вращени  - угол в оределах 85-90°, турбинное колесо центростремительного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют иа входе угол с осью вращени  и со средней линией тока 85-90°, а на выходе с осью вращени  40-60°, и, по крайней мере, одно колесо реактора.

Однако в этих трансформаторах угол наклона лопаток ina входе в колесо измен етс  в узких пределах, а сама закономерность, в соответствии С которой измен етс  этот угол вдоль 1входной кромки, не вполне рациональна , что приводит к увеличению потерь в межлопаточных каналах.

KpOAie того, этот гидротрансфор.матор отличаетс  сравнительно узкими проходными сечени ми , а сама форма круга циркул ции не вполне рациодальна, ввиду чего известный гидротрансформатор имеет малую энергоемкость .

В св зи с этим в известных гидротрансформаторах достигаетс  удовлетворительное течение только в области прилегающей к средней линии тока. На крайних лини х тока течение не  вл етс  оптимальным. Особенно ощутимо указанный недостаток про вл етс  ъ гидротрансформаторах с расширенными проходными течени ми, у которых кромка лопатки в меридиональной 1плоскости на выходе из насосного колеса перпендикул рна оси вращени , а на входе наклонена под углом 40-60° к этой оси.

С целью повыщени  к.п.д. и увеличени  энергоемкости гидротрансформатора лопатки насосного и турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхностей, образованных движением линии (образующей) по внутреннему и наружному торам так, что отнощение длин отрезков, отсекаемых этой образующей на развертке лопатки по наружному тору, к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по В нутреннему тору, равно отнощеиию длины развертки лопатки по наружному тору к длине развертки по внутреннему тору, а отнощение длин разверток ло:паток насосного и турбинного колес по наружному тору к длинам разверто.к этих же лопаток по внутреннему тору выполнено в пределах 2,15- 2,85, причем отнощени  угла наклона 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 входе в турбинное колесо в нределах 0,5-0,9. В таком гидротрансформаторе наружный тор круга циркул ции в меридиональной плоскости Может быть выполнен в виде окружности , отношение радиуса которой к максимальному радиусу круга циркул ции равио 0,317, а внутренний тор выполнен трем  дугами окружности , сопр женных друг с другом так, что радиус кривизны в середине внутреннего тора больше радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношени  радиусов указанных окружностей к максимальному радиусу круга циркул ции равны 0,115; 0,126; 0,106, а отношени  координат центров этих окружностей к ма:ксимальному радиусу круга циркул ции по ос м ординат и абсцисс равны О и 0,733, 0,00809 и 0,742, О и 0,757. Длл получени  унифицириованных конунифицириованных струкций гидротрансформатора углы наклона лопаток по средней линии тока целесообразно выполн ть В следующих пределах: дл  насосиого колеса угол входа 80-150°, угол выхода 75-160°, дл  турбинного колеса угол входа 35-60°, угол выхода 140-160°, число лопаток дл  насосного колеса следует выбирать ;в пределах 15-36, а дл  турбинного - 15-35. Дл  гидротрансформатора с одним колесом реактора углы наклона лопаток по средней линии могут быть выполнены в следующих пределах: при входе -в колесо реактора 60- 110°, па выходе из колеса реактора 10-40°, а число лопаток выбрано в пределах 9-23. Дл  гидротрансформатора с двум  колесами реактора углы наклона лопаток могут быть выполнены в следуюш,их пределах: угол входа .в первый реактор 115-135, угол выхода из .первого реактора 90-100°, угол входа во второй реакто.р 60-90°, угол выхода из второго реактора 10-40°, а число лопаток дл  первого реактора -выбрано в пределах , дл  второго реактора - И-33. На фиг. 1 изображена схема гидротрансформатора с одним колесом реактора; на фиг. 2 - схема гидротрансформатора с двум  колесами реактора; на фиг. 3 - круг циркул ции и развертки лопаток гидротрансформатора с одним реактором; на фиг. 4 - круг циркул ции и развертки лопаток гидротрансформатора с двум  реакторами; на фиг. 5 - круг циркул ции .гидротрансформатора. ГидротрансфорМатор В|Ключает насосное колесо 1, турбинное колесо 2 и колесо реактора 3, установленное па муфте 4 свободного хода. Гидротрансформатор может иметь два колеса реактора 3 и две муфты 4. Насосное колесо Соединено с двигателем через входной вал 5, турбинное колесо соединено с выходным валом 6. Круг .циркул ции образован наружньш 7 и внутренним 8 торами, имеющими ось в.раще-6 ни  9. Положение средней линии 10 тока жидкости внутри тора определ етс  по формуле -./ 6 где Га - радиус тю внутреннему тору, - радиус по наружному тору. Угол наклона ло патки измер етс  между направлением лопатки и касательной к окружности , центр которой располагаетс  на оси вращени , т. е. угол наклона лопатки измер етс  между направлени ми .переносной скорости и и относительной cKOipocTbio. Насосное колесо выполнено .в гидротра«сформаторе н,ентробен ного типа. Кроме его лопаток в меридиональной 1плоскости на входе образуют угол с осью врашени , (Зь равный 40-60°, а «а выходе образуют со средней линией тока и осью вращени  угол р2. равный 85-90°. Турбинное колесо выполнено центростремительного типа. Кромки его лопаток в .меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращени  и средней линией тока Рз равный 85-90°, а на выходе- угол |р4 с осью вращени , равный 40-60°. Лопатка насосного колеса выполнена таким образом, что угол входа |3i увеличиваетс  от на.ружного тора к внутреннему, причем отношение угла ее наклона па входе по внутреннему тору к углу наклона лопатки «а входе по наружно;му тору (на входе в колесо) равно 1,15-1,45. Лопатка турбинного колеса выполнена так, что угол входа Рз уменьшаетс  от наружного тора к внутреннему, причем отнощение углов равно 0,5-0,9. Поверхность лопаток выполпена линейчатой . Она образована движением линии (образующей ) по двум направл ющим, одна из которых Проходит 1ПО .внутреннему тору, а друга  по наружному, .причем отнощение длин отрезков, отсекаемых образующей на развертке лопатки по наружному тору к длинам отрезков, отсекаемых на развертке лопатки по 1Внутреннему 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 наружно.му тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору вьгполн етс  равным 2,15- 2,85. Круг циркул ции гидротрансформатора выполнен с расширенными проходными сечени ми (см. фиг. 5). Наружный тор выполн етс  в виде окружности , отношение радиуса Гг которого к максимальному радиусу круга циркул ции R равно 0,317. Внутренний тор выполн етс  в виде дуг кружности, очерченных трем  радиусами, при этом часть тора наиболее близко раопооженна  к оси вращени  очерчиваетс  радисом Г2, отношение которого к максимальноу R равно 0,115. Средн   часть тора очериваетс  радиусо.м Гз, отношение которого к аксимальному равно 0,126. Часть внутренего тора наиболее удаленна  от центра (пеиферийна ) очерчиваетс  .радиусом г, отношение которого к максимальному равно 0,106, т. е. имеет место умоньшение радиуса кривизны от середины внутреннего тора к его периферийной части. Отношени  координат центров указанных радиусов .к максимальному радиусу онредел ютс  значени ми, указанными «иже. При этом ось ординат совпадает с осью вращени , а ось абсцисс с вертикальной осью машины, причем эта вертикальна  ось  вл етс  также осью симметрии. Отношени  координат центров этих радиусов к ма1кси:мальному радиусу R дл  первого радиуса соответственно ло ос :М ординат и абсцисс вьтолнены равными О и 0,733, дл  второго радиуса - 0,00809 и 0,742, дл  третьего радиуса - О, и 0,757.

Параметры гидротрансформатора

Чтобы использовать один н тот же гидротрансформатор (с фиа сированным кругом циркул ции) с двигател ми различной мощности требуетс  изменение его энергоемкости, что может быть достигнуто путем изменени  формы лопаток его отдельных колес.

Дл  решени  этой задачи углы наклона лопаток по средней линии тока и число лопаток вылоли етс  в соответствии с таблицей, котора  приводитс  ниже.

При выполнении углов «аклона лопаток и соблюдени  числа лопаток в указанных пределах достигаетс  изменение энергоемкости гидротрансформатора в 3,5-4,5 раза прц сохранении достаточно высоких показателей.

Предмет изобретени  1. Гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости на входе образуют угол с осью вращени  в пределах 40-60°, а на выходе со средней линией тока и осью вращени  - угол в пределах 85-90°, турбиниое колесо центростремительного типа, кромки лопаток которого в меридиональной плоскости образуют на входе угол с осью вращени  и со средней линией тока 85-90°, а иа выходе с осью вращени  40-60°, и, по крайней мере, одно колесо реактора, отличающийс  тем, что, с делью повышени  к.п.д. и увеличени  энергоемкости , лопатки насосного И турбинного колес выполнены в виде линейчатых поверхностей, образованных движением линии (образующей ) 1ПО 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 разверток лопаток насосного и турбинного колес но наружному тору к длинам разверток этих же лопаток по внутреннему тору выполнено в пределах 2,15-2,85, причем отношени  угла наклона лопатки по внутреннему тору к углу наклона лопатки по наружному тору на входе в насосное колесо выполнено в пределах 1,,45, а на входе в турбинное колесо в пределах 0,5-0,9. 2.Гидротрансфор:Матор по П. 1, отличающийс  тем, что наружный тор круга циркул ции в меридиональной плоскости выполнен в виде окружности, отнощение радиуса которой к максимальному радиусу круга циркул ции равно 0,317, а внутренний тор выполнен трем  дугами окружности, сопр женных друг с другом так, что радиус кривизны в середине внутреннего тора больще радиуса кривизны в его периферийной части, причем отношение радиусов указанных окружностей к максимальному радиусу круга циркул ции равно 0,115; 0,126, 0,106, а отиошени  координат центров этих окружностей к максимальному радиусу круга циркул ции по ос м ординат и абсцисс равны О и 0,733; 0,00809 и 0,742; О и 0,757. 3.Гидротрансформатор по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью получени  унифицированных его конструкций, углы наклона лопаток по средней линии тока вы олпены в следующих пределах: дл  насосного колеса угол входа 80-150°, угол выхода 75- 160°, дл  турбинного колеса угол входа 35- 60°, угол выхода 140-160°, а число лопаток дл  насосного колеса выбрано в пределах 15-36-, дл  турбинного 15-35.

4.Гидротрансформатор по пп. 1, 2 и 3 с одним колесом реактора, отличающийс  тем, что углы наклона лопаток ino средней линии выполнены в следующих Пределах: лри входе в колесо реактора 60-110°, на выходе из колеса реактора 10-40°, а число лапаток выбрано в Пределах 9-23.

5.Гидротрансформатор по пп. 1, 2 и 3 с двум  колесами реактора, отличающийс 

тем, что углы наклона лопаток выполнены в следующих Пределах: угол входа в первый реактор 115-135°, угол выхода из первого реактора 90-110°, угол входа во второй реактор 60-90°, угол выхода из второго реактора 10-40°, а число лопаток дл  nepiBoro реактора выбрано в пределах 21-35, дл  второго реактора .

и