Жидкостно-кольцевая машина

Предлагаемое решение относится к машиностроения, в частности к ротационным жидкостно-кольцевым насосам, предназначенным для создания вакуума в замкнутых емкостях и помещениях.

Технической задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности компрессоров и увеличения давления на выходе из насоса.

Указанная техническая задача достигается тем, что каждая из лопаток на рабочем колесе насоса установлена под углом к продольной оси колеса с вершиной на противоположной стороне по отношению к нагнетательному окну.

Использование предлагаемого технического решения позволяет увеличить производительность компрессорных установок на 10-15% по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения, в частности, к ротационным жидкостно-кольцевым насосам, предназначенным для обеспечения вакуума, преимущественно в установках для откачки воздуха и газов из замкнутых емкостей и помещений.

Известен жидкостно-кольцевой насос содержащий цилиндрический корпус, во внутренней полости размещено с эксцентриситетом-лопастное рабочее колесо. Цилиндрический корпус со стороны обоих торцов закрыт крышками, в которых выполнены всасывающие и нагнетательные окна. В каждой из крышек выполнены проточки, продольные оси которых смещены относительно продольной оси полости крышек на величину эксцентриситета рабочего колеса ( см. например патент на изобретение РФ №2031251 по кл. F 04 С 7/00 за 1992 г.)

Недостатком этого вида кольцевых насосов является то, что в процессе работы часть воздуха не выбрасывается в нагнетательное окно, а вращается вместе с колесом и в процессе всасывания препятствует полному забору воздуха из всасывающего окна. Это приводит к снижению производительности насосов и ограничивает их рабочее давление на выходе из нагнетательного окна.

Так же известна жидкостно-кольцевая машина, содержащая цилиндрический корпус, внутри которого со смещением установлено лопастное колесо. Корпус по торцам закрыт крышками, в которых выполнены всасывающие и нагнетательные окна. В торцевых крышках в зоне ближе к основанию лопаток выполнено отверстие, соединяющее

нагнетательное окно с межлопастным пространством. Отверстие в крышках выполнено на расстоянии не менее 1,5 толщины лопатки от кромки закрытия нагнетательного окна в сторону вращения колеса ( см. свидетельство на полезную модель РФ №9903 по кл. F 04 с 7/00 за 1999 год).

Недостатком этого вида жидкостно- кольцевых компрессоров является то, что им также присущ недостаток наиболее эффективного удаления воздуха в нагнетательное окно. Это происходит потому, что при большой длине рабочего колеса воздух, расположенный в наиболее удаленной точке не успевает сдвинуться в сторону отверстия и попадает снова во всасывающую полость. В результате давление воздуха. в зоне нагнетательного отверстия всегда постоянно и не изменяется по длине рабочего колеса. Это так же снижает производительность труда насосов и не позволяет увеличить давления воздуха в зоне мертвого объема между лопастями в направлении нагнетательного отверстия.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение производительности труда компрессоров и возможности увеличения давления воздуха по мере его приближения к нагнетательному отверстию.

Указанная техническая задача достигается тем, что жидкостно-кольцевой машине для компрессорных установок содержащей корпус с цилиндрической камерой, закрытый по торцам крышками, в которых выполнены нагнетательные и всасывающие окна, а внутри камеры корпуса установлено рабочее колесо с лопатками по всей его длине, кромки которых изогнуты в сторону вращения колеса причем каждая из лопаток на рабочем колесе установлена наклонно к продольной оси колеса с вершиной в сторону в сторону нагнетательного окна.

Еще одним отличием предлагаемой машины является то, что в случае когда нагнетающие и всасывающие окна выполнены в обоих

крышках, лопатки установлены U -образно с вершиной пересечения в средней части рабочего колеса, а угол наклона каждой из ветвей лопаток выполнен одинаковым.

На фиг.1 - изображен общий вид предлагаемой машины с осевым сечением.

На фиг.2 - разрез по А-А фиг 1.

На фиг 3 - вид Б фиг.1 по п.3 формулы.

Как показано на графической части предлагаемая машина содержит цилиндрический корпус 1 в камере 2 которой установлено рабочее колесо 3 с лопатками 4. Торцы корпуса 1 закрыты крышками 5 и 6 в которых выполнены нагнетательные окна 7 и всасывающие окна 8 соединенные соответственно с всасывающей 9 и нагнетательной 10 магистралями. В камере 2 на наружной поверхности расположено жидкостное кольцо 11 и воздушная полость 12. Вал 13 рабочего колеса 3 установлен в подшипниках 14 крышек 5 и 6. Лопатки 4 установлены под углом к продольной оси 15 рабочего колеса 3 с вершиной 16 со стороны противоположной нагнетательных окон 7. Рабочее колесо 3 установлено в камере 2 со смещением (эксцентриситет t).

Работа предлагаемой машины осуществляется следующим образом. В камеру 2 подается жидкость, а от привода через вал 13 рабочее колесо 3 вместе с лопатками 4 приводится во вращение. Во время вращения жидкость за счет силы инерции располагается на внутренней поверхности камеры 2, а в центре образуется воздушная полость 12, в которую подается воздух из магистрали 9 через окно 8 за счет разряжения. После того как окно 8 закроется воздух в полости 12 начинает сжиматься жидкостью 11. Его давление начинает возрастать не одинаково по всей длине рабочего колеса, а постепенно от вершины наклонной плоскости к основанию потому, что вершина всегда смещена относительно ее основания. После открытия окна 7

воздух через него выталкивается в магистраль 10, а его остатки удаляются и в тот момент, когда вершина уже вошла в 'зону между нагнетательным окном 7 и всасывающим окном 8. А при всасывании воздуха наоборот вершина наклонной поверхности лопаток 4 плавно вскрывается окном 8 и происходит более полное заполнение межлопасного пространства воздухом. После того как очередная лопасть пройдет отсечную кромку всасывающего окна 8 начинается процесс сжатия и процесс повторяется. Так как лопасти 4 расположены на всей поверхности колеса 3, то процесс всавывания воздуха и его удаление в отводящую магистраль 10 осуществляется непрерывно.

Использование предлагаемого технического решения в ротационных жидкостно-кольцевых машинах позволяет полностью исключить «мертвый объем» воздуха, повысить производительность насосов за счет плавного вытеснения воздуха в отводящую магистраль под более высоким давлением. Кроме того, в процессе работы идет постоянное перемещение воздуха в межлопастном пространстве к выхлопному окну, а если окон два, то к обоим без дополнительных устройств. По сравнению с известными машинами аналогичного назначения полностью исключается наличие «мертвого объема» увеличивается производительность на 10-15% и повышается давление на входе в отводящую магистраль.

1. Жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус с цилиндрической камерой и торцевыми крышками, в которых выполнены нагнетательное и всасывающее окна, эксцентрично установленное в цилиндрической камере корпуса рабочее колесо с лопатками по всей его длине, кромки которых изогнуты в сторону вращения колеса, отличающаяся тем, что каждая из лопаток на рабочем колесе установлена под углом к продольной оси колеса с вершиной с противоположной стороны расположения нагнетательного окна.

2. Жидкостно-кольцевая машина по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона лопаток выполнен равным 1-3°.

3. Жидкостно-кольцевая машина по п.1, отличающаяся тем, что лопатки на колесе выполнены U-образной формы с вершиной в центре рабочего колеса с направлением в сторону вращения колеса.

4. Жидкостно-кольцевая машина по п.3, отличающаяся тем, что угол наклона лопаток на каждой стороне выполнен одинаковым.