Устройство поворота направляющих лопаток компрессора

Полезная модель используется для регулирования работы центробежного компрессора с поддержанием устойчивости и высокого коэффициента полезного действия. Регулирование осуществляется поворотом двух рядов лопаток, расположенных радиально на цапфах с закрепленными на них рычагами. Рычаги соединены с регулирующим кольцом, расположенным концентрично с корпусом компрессора, через шарниры, допускающие радиальные и продольные вдоль оси компрессора перемещения. Длина рычагов лопаток первого ряда больше длины рычагов лопаток второго ряда, расположенного ближе к рабочему колесу. Отношение длин рычагов первого и второго ряда обратно пропорционально отношению синусов углов поворота соответствующих лопаток. 2 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, а более конкретно к компрессоростроению, насосостроению и турбостроению.

Известен «Лопаточный направляющий аппарат для регулирования осевых воздуходувных машин» (А.С. СССР 74121 МПК6 F04D 27/00, 16.10.1947 г.), содержащий лопатки направляющего аппарата, состоящие из двух частей: передней неподвижной части и задней поворотной около продольной оси лопатки, с целью регулирования расхода и напора воздуха путем поворота задней подвижной части лопаток.

Недостатком аналога является то, что при повороте подвижной части, лопатка на стыке с неподвижной частью лопатки ступенчато меняет форму профиля, что может вызывать срыв потока и привести к уменьшению запасов газодинамической устойчивости компрессора и уменьшению коэффициента полезного действия.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Устройство поворота направляющих лопаток компрессора, а также сопловых лопаток турбины» (патент РФ 2300669 С1 МПК6 F04D 27/00, 21.10.2005 г.), в котором поворот лопаток нескольких рядов направляющих аппаратов осуществляется индивидуальными регулирующими кольцами, соединенными с рычагами лопаток данного ряда, что усложняет конструкцию устройства и увеличивает его массу.

Недостатком прототипа является сложность и повышенная масса устройства.

Техническим результатом разработки является упрощение конструкции и снижение массы устройства, повышение эффективности работы компрессора.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве поворота направляющих лопаток компрессора, содержащем корпус с расположенными в нем радиально на цапфах лопатками, имеющими рычаги, закрепленные на их цапфах, регулирующее кольцо, расположенное концентрично корпусу и соединенное с каждым рычагом лопатки, согласно заявляемому техническому решению, лопатки расположены в два ряда, длина рычагов лопаток первого ряда больше длины рычагов лопаток второго ряда, расположенного ближе к рабочему колесу, при этом отношение длин рычагов первого и второго ряда обратно пропорционально отношению синусов углов поворота соответствующих лопаток.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где

- на фиг.1 представлена схема устройства поворота направляющих лопаток компрессора.

- на фиг.2 изображен вид А на фиг.1 с профилем лопаток и рычагами, а также вектора скоростей потока газа, проходящего через направляющий аппарат.

Регулируемые лопатки 1 первого ряда и лопатки 2 второго ряда закреплены цапфами 3 и 4 в корпусе 5 и имеют закрепленные на цапфах соответственно рычаги 6 длиной L1 и рычаги 7 длиной L2. Длина L1 рычагов 6 больше длины L2 рычагов 7. При этом отношение длин рычагов первого и второго ряда обратно пропорционально отношению синусов углов и поворота лопаток соответствующего ряда.

Рычаги 6 и 7 через шарниры 8 и 9, выполненные с возможностью радиального и продольного перемещения вдоль компрессора, соединены с регулирующим кольцом 10, расположенным концентрично с корпусом 5 и установленным с возможностью вращения вокруг него. За направляющим аппаратом расположено рабочее колесо 11 компрессора.

Углы и поворота лопаток 1 и 2 соответствуют перемещению шарниров 8 и 9 с кольцом 10 на величину Б в окружном направлении. Вектор Со осевой скорости потока газа направлен к лопаткам 1 с углом атаки i1. Вектор С1 скорости потока на выходе с лопатки 1 направлен к лопаткам 2 с углом атаки i2.

Устройство поворота направляющих лопаток компрессора работает следующим образом: при повороте регулирующего кольца 10 вокруг корпуса 5 на величину Б рычаги 6 и 7 совместно с закрепленными на цапфах лопатками 1 и 2 повернутся на угол и соответственно, при этом угол будет больше поскольку длина L2 рычагов 7 меньше длины L1 рычагов. 6.

Увеличение угла поворота лопаток 2 по сравнению с углом поворота а лопаток 1 компенсирует увеличение углов атаки i1 и i2.

Применение устройства поворота направляющих лопаток компрессора, имеющего два ряда направляющих лопаток с разными длинами рычагов соединенных с единым регулирующим кольцом, упрощает и снижает массу устройства, позволяет производить регулирование работы компрессора в широком диапазоне с высоким коэффициентом полезного действия.

Устройство поворота направляющих лопаток компрессора, содержащее корпус с расположенными в нем радиально на цапфах лопатками, имеющими рычаги, закрепленные на их цапфах, регулирующее кольцо, расположенное концентрично корпусу и соединенное с каждым рычагом лопатки, отличающееся тем, что лопатки расположены в два ряда, длина рычагов лопаток первого ряда больше длины рычагов лопаток второго ряда, расположенного ближе к рабочему колесу, при этом отношение длин рычагов первого и второго ряда обратно пропорционально отношению синусов углов поворота соответствующих лопаток.