Роторне колесо

1. Роторне колесо, що включає розміщені між дисками спіральні лопатки і міжлопаткові канали, яке відрізняється тим, що конфігурація лопаток визначена формулою в полярних координатах Винахід відноситься до конструкцій роторних коліс (рк) машин необ'ємного витіснення (мнв). [З патентного документа US 2003/0002986 А1 від 02.01.2003] відомо рк, яке складається із дисків і із розміщених між дисками лопаток, які мають кутовий розмір 60° і які є фрагментами спіралі Архімеда і утворюють міжлопаткові канали постійної площі поперечного перерізу (ппп). Рк по зазначеному документу взято за прототип. Недоліки прототипа полягають у виборі каналів з постійними ппп і обмеження кутового розміру лопаток. Пояснити це можна при розгляді принципа дії мив. Принцип дії мнв полягає у наданні прискорень: у двигунах (включаючи гідравлічні, парові, пневматичні) роторному колесу від робочого тіла (рт), а у насосах (включно з повітродувками і компресорами) у передачі прискорень від рк до рт. Прискорюються менш швидкі тіла від більш швидких. Тому в ефективно діючій мнв по всій довжині її каналів відношення окружних швидкостей рк до рт мають бути: у насосах більше одиниці, а в двигунах - менше одиниці. У рк окружна швидкість зростає від центра до периферії пропорційно радіуса. Тому і окружна швидкість рт має зростати від вхідного отвору до периферії такими ж темпами. В каналах постійних ппп подібне прискорення можливе для парів і газів за рахунок їх розширення, а для нестисливих рт постійність ппп є покращенням лише порівняно з дифузорністю каналів при циліндричних формах лопаток. Фіксованій кутовий розмір лопаток у 60° обмежує можливості розширення робочих характеристик мнв. Від кутового розміру лопаток і від діаметра рк залежить довжина міжлопаткових каналів (дмк). Від дмк залежать нижній поріг частоти обертання рк, при якому зберігається працездатність мив. А сумісно від дмк і частоти обертання залежать величини тисків рт, які можуть бути у двигунах одноступенево спрацьовані, а у насосах - напрацьовані. В основу створення винаходу поставлена задача покращення робочих характеристик рк, яке включає розміщені між дисками спіральні лопатки і міжлопаткові канали. Зазначена задача вирішується тим, що конфігурація лопаток задається формулою в полярних c к , де (13) 64135 (11) UA (19) координатах c к , де - радіус-лектор, с - стала величина, - полярний кут, к - дробовий показник степеня менший одиниці. Цим забезпечується, необхідне для підвищення ефективності мн, плавне зменшення ппп міжлопаткових каналів. Зазначена задача вирішується також тим, що кутовий розмір лопаток вибирається в залежності від необхідної дмк і може бути меншим, рівним і більшим 360°. На кресленнях, що прикладаються, зображено запропоноване рк. C2 - радіус-вектор, c- стала величина, - полярний кут, к - дробовий показник степеня, менший одиниці. 2. Роторне колесо за п.1, яке відрізняється тим, що кутовий розмір лопаток вибраний в залежності від вибору частоти обертання і від вибору тисків робочого тіла. 3 64135 4 На Фіг.1 - пів виду і пів розрізу в осьовій плоУ насосі, при обертанні рк випуклими боками щині, лопаток 2 уперед, рідини чи гази в каналах 3 присна Фіг.2 - вид знизу при умовно прозорому корюються. Цим створюється перепад тисків тим диску 4. Згідно кресленням рк має глухий диск 1 з більший, чим більша частота обертань рк, більші втулкою для вала, спіральні лопатки 2, міжлопаткутові розміри лопаток 2, а, отже, і довші канали 3. кові канали 3 г диск 4 з вхідним отвором і з втулЦим перепадом тисків, залежно від опору на вході кою для його ущільнення. На кресленнях показано і виході, створюється потік рт. У двигуні, через варіант лопаток 2 із двох центральне симетричних вхідний отвір диска 4, в міжлопаткові канали 3 погілок, подібних спіралі Ферма, з кутовим розміром дається рт під позитивним тиском, де нестисливі у 480°. Лопатки 2 можуть бути і без центрально? рідким прискорюються за рахунок зменшень ппп частини, яка припадає на вхідний отвір. Рк можуть цих каналів, а пари і гази прискорюються ще і за працювати з корпусах різних конструкцій. В окрерахунок власного розширення, і надають прискомих випадках, наприклад для привода генераторів рення роторному колесу. рівнинних ГЕС, замість корпуса рк може мати лиОтже в рк, за рахунок зменшення ппп міжлопаше вхідну трубу і огородження. Для компенсації тковмх каналів у напрямі від вхідного отвору до осьових навантажень на підшипники при високих периферії, досягається підвищення ефективності тисках рт, наприклад на гірських ГЕС, рк лівого і мнв, а за рахунок вибору довжини міжлопаткожих правого обертання можуть працювати парно на каналів, збільшується діапазон тисків рт і збільшуодин генератор. ється діапазон частот обертання рк доступних для Рк працює наступним чином. мнв. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601