Рабочее колесо турбодетандера

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11>947587 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 120181 (21) 3233235/23-06 (51) М. Кп. с присоединением заявки ¹

F 25 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК621.57 (088. 8) Опубликовано 300782. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.0782 (72) Автор

"изобретения

M.В. Тригуб

Научно-исследовательский институт техщддогии" . криогенного машиностроения (71) Заявитель (5 4 ) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ТУРБОДЕТАНДЕРА

Изобретение относится к холодиль- ной технике, в частности к турбодетандерам, и может быть использовано в турбодетандерах воздухоразделительных установок.

Известно рабочее колесо турбодетандера, содержащее профилйрованный диск с выполненными с ним за одно целое и расположенными на его периферии лопатками, наружные кромки которых расположены на диаметре, равном большему диаметру диска, причем каждая лопатка в сечении, перпендикулярном оси колеса, выполнена прямоугольной (lj.

Недостаток такого рабочего колеса турбодетандера заключается в том, что в нем происходит значительная потеря энергии газа. Это в конечном итоге приводит к снижению КПД машины.

Потери энергии газа на колесе происходят во-первых от того, что плоские кромки прямоугольных лопаток перекрывают выходные сечения сопел .направляющего аппарата при прохождении последних, в результате чего поток газа резко изменяет направление движения и сильно турбулизируется. Во-вторых, в местах пересечения спинки лопатки с лопаточным диском происходит отрыв пограничного слоя газа с образованием застойных эон, так как газ поступает под углом к направлению спинки лопатки и не может заполнить проходное сечение между ними. Кроме того, прямоугольная лопатка, представляет собой консольную балку постоянного .сечения, у которой частота собственных колебаний близка к частоте колебаний собственно машины, что может привести к резонансу и обрыву лопатки.

Цель изобретения — повышение КПД турбодетандера.

Поставленная цель достигается тем, что каждая лопатка в сечении, перпендикулярном к оси колеса, выполнена в виде треугольника, в каждом сечении спинка лопатки расположена по касательной к диску, а корыто радиально..

На фиг.1 изображено рабочее колесо турбодетандера; на фиг.2 - сечение A-A на фиг.1. .25 Рабочее колесо турбодетандера содержи профилированный диск 1 С выполненными с ним за одно целое и расположенными на его периферий лопатками 2, наружные кромки 3 котоЗ0 рых расположены на диаметре, равном

947587

Формула изобретения большему диаметру диска 1. Каждая лопатка 2 в сечении, перпендикулярном оси колеса, выполнена в виде треугольника. В каждом сечении спинка 4 лопатки 2 расположена по касательной к диску 1, а корыто 5 ра- 5 диально. Соседние лопатки 2 образуют межлопаточные каналы б для прохода рабочего газа.

Рабочее колесо турбодетандера работает следующим образом. 10

Газ иэ сопел направляющего аппарата поступает в межлопаточные каналы б, движется по ним, отдавая колесу свою энергию, и, охлаждаясь, выходит из колеса. Однако при входе в проточную часть рабочего колеса и при движении по ней гаэ не встречает резких местных сопротивлений, не образуется застойных зон и нет отрыва пограничного слоя, так как наружные кромки 3 лопаток представ- . ляют собой вершины треугольников и при движении лопатки мимо сопел направляющего аппарата перекрытие последнего кромкой лопатки не происходит.

Предложенное техническое решение позволяет повысить КПД и надежность турбодетандера, так как уменьшается вероятность отрыва пограничного слоя потока газа в местах соединения лопаток с лопаточным диском, а посколь-. ку толщина наружной кромки лопатки обусловлена только технологией изготовления и может быть на порядок меньше ширины выходного сечения 35 сопел направляющего аппарата, снижаются потери от местных скачков уплотнений газа, вызванных в основ= н ом редкими изме нени ями направления его движения, которые практически исключены. Лопатки рабочего колеса представляют собой консольную балку переменного сечения с массивным основанием. Собственная частота колебаний такой лопатки резко увеличена по сравнению с прототипом и находится далеко от диапазона рабочих частот машины. Это резко уменьшает возможность резонанса и повышает надежность турбодетандера.

1. Рабочее колесо турбодетандера, содержащее профилированный диск с выполненными с ним за одно целое и расположенными на его периферии лопатками, наружные кромки которых расположены на диаметре, равном большему диаметру диска, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД турбодетандера, каждая лопатка в сечении, перпендикулярном к оси колеса, выполнена в виде треугольника.

2. Колесо по и. 1, отличающ е е с я тем, что в каждом сечении спинка лопатки расположена по касательной к диску, а корыто радиально..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. М., Машиностроение, 1974, с. 383.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4