Рідиннокільцева машина

Рідиннокільцева машина, що містить корпус, торцеву кришку з вікнами усмоктування і нагнітання, ексцентрично встановлене в корпусі консольно розміщене на валу двигуна робоче колесо з маточиною, лопатками, що утворюють робочі комірки, і плоскою торцевою поверхнею, перепускний пристрій, сполучений входом і виходом із порожниною над маточиною робочого колеса між нагнітальним і усмоктувальними вікнами ВІДПОВІДНО по ходу і проти обертання колеса, причому його вхід розташований від нагнітального вікна на кутовій відстані, що не перевищує кутовий розмір робочої комірки на діаметрі маточини робочого колеса, яка відрізняється тим, що перепускний пристрій виконаний у вигляді прямолінійного паза на внутрішній поверхні торцевої кришки із шириною, що дорівнює 0,3 0,5 товщини лопатки, вихід перепускного пристрою розміщений на діаметральній осі найбільшої робочої комірки, а його вхід розташований від нагнітального вікна на кутовій відстані, що не перевищує 1,1 1,2 кутового розміру робочої комірки на діаметрі маточини робочого колеса Винахід відноситься до області вакуумного і компресорного машинобудування і може бути використаний в рідиннокільцевих машинах Відома рідиннокільцева машина, що містить корпус, торцеві кришки з вікнами усмоктування і нагнітання, ексцентричне встановлене в корпусі, консольне розміщене на валі двигуна робоче колесо зі ступицею, лопатками, що утворюють робочі комірки, і плоскою торцевою поверхнею (див Ав св СРСР №1663232, МПК F04C 7/00,19/00,1989) У ВІДОМІЙ рідиннокільцевій машині газ, що залишився в робочих комірках після їхнього від'єднання від кромки закриття нагнітального вікна, стискується до тиску, більшого тиску нагнітання, у «мертвому» об'ємі з додатковими витратами потужності, а потім розширюється до тиску усмоктування до кромки відкриття усмоктувального вікна, займаючи при цьому частину корисного об'єму робочих комірок, через що в них усмоктується менша КІЛЬКІСТЬ газу з усмоктувального патрубка Це призводить до значного підвищення навантажень на лопатки , корпус і вал, що знижує ККД і продуктивність машини, а також зростання рівня шуму За прототип обрана рідиннокільцева машина, що містить корпус, торцеву кришку з усмоктувальними і нагнітальним вікнами, ексцентрично встановлене в корпусі, консольне розміщене на валі двигуна робоче колесо зі ступицей, лопатками, що утворюють робочі комірки, і плоскою торцевою поверхнею, перепускний пристрій, сполучений входом і виходом із порожниною над ступицей робочого колеса між нагнітальним і усмоктувальними вікнами ВІДПОВІДНО по ходу і проти обертання колеса, причому його вхід розташований від нагнітального вікна на кутовій відстані, що не перевищує 0,1 0,4 кутового розміру робочої комірки на діаметрі ступиці робочого колеса (див Ав св СРСР №1195054, МПК F04C 7/00, 1985) Перепуск газу з «мертвого» об'єму в комірки зі зниженим тиском у цій рідиннокільцевій машині здійснюється перепускним пристроєм у виді трубопроводу Оскільки ПО ньому рухається двофазне середовище у виді суміші газу з робочою рідиною, коефіцієнт гідравлічного опору трубопроводу в декілька разів більше, ніж при прямуванні газового потоку, при цьому в процесі прямування потік декілька разів змінює напрямок 1 (О со 00 ю свого прямування в колінах трубопроводу Гідравлічний опір такого перепускного пристрою великий, у результаті не увесь газ високого тиску перепускається з «мертвого» об'єму, що знижує ефективність перепуску, ККД машини і її продуктивність В основу винаходу поставлена задача удосконалення рідиннокільцевої машини шляхом виконання перепускного пристрою з найменшим гідравлічним опором і з найбільшим перепадом тисків між його входом і виходом, що забезпечує підвищення ККД і продуктивність машини, зменшення навантажень на її елементи від перетиснення газу в «мертвому» об'ємі і зниження рівня шуму Поставлена задача вирішується тим, що в рідиннокільцевій машині, що містить корпус, торцеву кришку з вікнами усмоктування і нагнітання, ексцентрично встановлене в корпусі, консольно розміщене на валі двигуна робоче колесо зі ступицею, лопатками, що утворюють робочі комірки, і плоскою торцевою поверхнею, перепускний пристрій, сполучений входом і виходом із порожниною над ступицею робочого колеса між нагнітальним і усмоктувальними вікнами ВІДПОВІДНО по ходу і проти обертання колеса, причому його вхід розташований від нагнітального вікна на кутовій відстані, що не перевищує кутовий розмір робочої комірки на діаметрі ступиці робочого колеса, згідно винаходу перепускний пристрій виконаний у виді прямолінійного паза на внутрішній поверхні торцевої кришки із шириною, рівною 0,3 0,5 товщини лопатки, вихід перепускного пристрою розміщений на діаметральній осі максимальної робочої комірки, а його вхід розташований від нагнітального вікна на кутовій відстані, що не перевищує 1,1 1,2 кутового розміру робочої комірки Використання рідиннокільцевої машини в сукупності з усіма істотними ознаками, включаючи ВІДМІННІ, забезпечує протікання процесу перепуска стиснутого газу з «мертвого» об'єму з найбільшою повнотою й ефективністю Прямолінійна форма паза на внутрішній поверхні торцевої кришки забезпечує найменшу довжину каналу перепускного пристрою без поворотів двофазного потоку, що перепускається при його прямуванні від входу до виходу у супроводі місцевих гідравлічних втрат, у результаті чого гідравлічний опір перепускного пристрою зводиться до мінімального При виконанні пазу із шириною, меншою 0,3 товщини лопатки, прохідний переріз перепускного каналу сильно захаращується рідкою фазою потоку, що перепускається, що збільшує його гідравлічний опір, а при виконанні пазу із шириною, більшою 0,5 товщини лопатки, збільшуються перетечі газової фази з потоку, що перепускається, в область усмоктувального вікна з меншим тиском Розміщення виходу перепускного пристрою на діаметральній осі максимального робочої комірки забезпечує найбільший перепад тисків між входом і виходом перепускного пристрою, тому що саме в цьому положенні комірка від'єдналась від кромки закриття усмоктувального вікна і тиск у ній досягнув 58367 найменшого значення при її найбільшому об'ємі У результаті коефіцієнт втрати газорідинної суміші, що рухається по пристрою, досягає найбільшого значення При розміщенні входу перепускного пристрою на кутовій відстані від нагнітального вікна меншій 1,1 кутового розміру робочої комірки, він ще сполучений через цю комірку із нагнітальним вікном, у результаті чого перепускний пристрій виконує функцію байпасної лінії, що знижує продуктивність машини При розміщенні входу перепускного пристрою на кутовій відстані, більшій 1,2 кутового розміру робочої комірки, тиск у «мертвому» об'ємі через обернене розширення починає зменшуватися , у результаті чого ефективність перепуску знижується через зменшення різниці тисків між входом і виходом перепускного пристрою Запропонована конфігурація перепускного пристрою забезпечує збільшення КІЛЬКОСТІ двофазного середовища високого тиску, що перепускається з «мертвого» об'єму в комірку максимального об'єму, що призводить до більш повного процесу усмоктування, зниження потужності на перетиснення газу, що залишився в «мертвому» об'ємі машини, що підвищує її ККД і продуктивність На фіг 1 поданий поздовжній переріз рідиннокільцевої машини з робочим колесом, консольно разміщеним на валі двигуна, на фіг 2 перепускний пристрій на внутрішній поверхні торцевої кришки, на фіг 3 - розріз А-А на фіг 2 Рідиннокільцева машина містить корпус 1, ексцентричне встановлене в ньому робоче колесо 2 із ступицей 3 радіуса п, лопатками 4, що утворюють робочі комірки змінного об'єму з максимальною робочою коміркою 5, і плоскою торцевой поверхнею 6, консольно розміщене на валі 7 двигуна 8, торцеву кришку 9 з усмоктувальним 10 і нагнітальним 11 вікнами і перепускний пристрій 12 виконаний у виді прямолінійного паза на внутрішній поверхні торцевої кришки 9 із входом 13 і виходом 14, сполученому з порожниною 15 над ступицею З робочого колеса 2 Вхід 13 перепускного пристрою 12 розташований від нагнітального вікна 11 на кутовій відстані, що не перевищує 1,1 1,2 кутового розміру робочої комірки на діаметрі п ступиці 3 робочого колеса 2, а його вихід 14 розміщений на діаметральній осі максимальної робочої комірки 5 Перепускний пристрій 12 виконаний шириною S, рівною 0,3 0,5 товщини лопатки 4 При обертанні робочого колеса 2 утворюється рідинне кільце 16 Рідиннокільцева машина працює таким чином Між ступицей 3 робочого колеса 2, сусідніми лопатками 4, торцевою кришкою 8 і внутрішньою поверхнею рідинного кільця 16 утворюються робочі комірки 5, об'єм яких зростає в процесі оберненого розширення й усмоктування до максимального розміру, що відповідає діаметральній вертикальній осі машини, і зменшується в процесі стиску і нагнітання Сукупність робочих комірок утворює робочу порожнину 15 між ступицей 3 колеса 2, торцевою кришкою 9 і внутрішньою поверхнею рідинного кільця 16 Газ потрапляє в робочі комірки через усмоктувальне вікно 10 і виходить із них після стиску разом із рідиною через нагнітальне вікно 11 Перепускний пристрій 12 у виді прямолінійного паза на внутрішній поверхні торцевої кришки 9 із входом 13 і виходом 14 дозволяє відвести перетиснений до тиску, більшого тиску нагнітання, газ із «мертвого» об'єму в комірку 5 максимального об'єму з найменшим тиском при найбільшому перепаді тисків між входом 13 і 58367 виходом 14 перепускного пристрою 12 і найменшому його гідравлічному опорі При цьому зменшується перетиснення газу в «мертвому» об'ємі з ВІДПОВІДНИМ зниженням споживаної потужності, а газ, що залишився в ньому у процесі оберненого розширення зменшує свій тиск до тиску усмоктування, що збільшує повноту процесу усмоктування , ККД і продуктивність машини 9U. і 12 58367 A - A 9 s 12 Фіг.З Комп'ютерна верстка О В Кураєв Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна