Активная радиальная одноступенчатая турбина

(71) Заявители Манкевич Эдуард Александрович Манкевич Геннадий Эдуардович(72) Авторы Манкевич Эдуард Александрович Манкевич Геннадий Эдуардович(73) Патентообладатели Манкевич Эдуард Александрович Манкевич Геннадий Эдуардович(57) Активная радиальная одноступенчатая турбина, содержащая корпус, рабочее колесо,направляющий и сопловой аппараты, отличающаяся тем, что корпус, направляющий и сопловой аппараты выполнены в виде коаксиально совмещенных наружного и внутреннего цилиндрических элементов с верхним и нижним соединительными фланцами, образующих кольцевую камеру высокого давления, причем наружный цилиндрический элемент содержит подводящий патрубок для соединения с гидролинией высокого давления,внутренний выполнен со множеством наклонных щелевых отверстий-сопел с направляющими лопатками, равномерно распределенными по всей его поверхности, к верхнему и 7754 1 2006.02.28 нижнему соединительным фланцам корпуса присоединены крышки, образующие с корпусом полость для рабочего колеса, в которых установлены с возможностью вращения опоры,а рабочее колесо выполнено в виде барабана с дисками по торцам и валом, закрепленным в опорах крышек, причем барабан рабочего колеса выполнен с окнами, расположенными против щелевых отверстий-сопел для прохода напорных потоков рабочего тела, внутри окон установлены рабочие лопатки, диски выполнены с эвакуационными проемами для свободного перемещения отработанных на лопатках потоков рабочего тела, верхняя крышка турбины выполнена с отверстием для сообщения полости корпуса с атмосферой, а нижняя содержит отводящий патрубок для соединения с дренажной гидролинией. Изобретение относится к энергетическому гидромашиностроению и предназначено к использованию преимущественно в области энергетики для привода в действие электрогенераторов и орудий другого назначения, а также во многих других областях промышленности. Известны турбины для привода электрогенераторов, содержащие корпус, рабочее колесо, направляющий и сопловой аппараты 1. Недостатки их громоздкость, некомпактность, малая мощность, большой расход рабочего тела, невозможность полного использования энергии его потоков, низкий к. п. д. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Решение поставленной задачи осуществляется за счет того, что корпус турбины, направляющий и сопловой аппараты выполнены в виде коаксиально совмещенных наружного и внутреннего цилиндрических элементов с верхним и нижним соединительными фланцами, образующих кольцевую камеру высокого давления, причем наружный цилиндрический элемент содержит подводящий патрубок для соединения с гидролинией высокого давления, внутренний выполнен со множеством наклонных щелевых отверстий-сопел с направляющими лопатками, равномерно распределенными по всей его поверхности, к верхнему и нижнему соединительным фланцам корпуса присоединены крышки, образующие с корпусом полость для рабочего колеса, в которых установлены с возможностью вращения опоры, а рабочее колесо выполнено в виде барабана с дисками по торцам и валом, закрепленным в опорах крышек, причем барабан рабочего колеса выполнен с окнами, расположенными против щелевых отверстий-сопел для прохода напорных потоков рабочего тела, внутри окон установлены рабочие лопатки, диски выполнены с эвакуационными проемами для свободного перемещения отработанных на лопатках потоков рабочего тела, верхняя крышка турбины выполнена с отверстием для сообщения полости корпуса с атмосферой, а нижняя содержит отводящий патрубок для соединения с дренажной гидролинией. На фиг. 1 изображена турбина в продольном разрезе в момент совмещения на радиусе щелевых отверстий-сопел внутреннего цилиндрического элемента корпуса с окнами барабана рабочего колеса, а на фиг. 2 дан поперечный разрез. Турбина имеет корпус 1, состоящий из коаксиально совмещенных наружного 2 и внутреннего 3 цилиндрических элементов, герметично соединенных между собой верхним 4 и нижним 5 фланцами для образования кольцевой камеры 6 высокого давления, наружный цилиндрический элемент 2 корпуса 1 снабжен подводящим патрубком 7 для соединения с гидролинией высокого давления, а внутренний 3 - множеством щелевых отверстий-сопел 8, на выходе из которых прикреплены направляющие лопатки 9, к фланцам 4 и 5 корпуса 1 прикреплены соответственно верхняя 10 и нижняя 11 крышки с вмонтированными в них с возможностью вращения опорами 12, в которых закреплено рабочее колесо 13, включающее вал 14, диски 15, барабан 16, на котором имеются окна 17, расположенные в несколько ярусов по высоте барабана 16 и равномерно рассредоточенные по его периметру с расчетным шагом, внутри которых вмонтированы рабочие лопатки 18 кроме этого, верхняя крышка имеет отверстие 19 для сообщения внутренней полости кор 2 7754 1 2006.02.28 пуса 1 турбины с атмосферой, нижняя крышка 11 - отводящий патрубок 20 для соединения турбины с дренажной гидролинией, а диски 15 рабочего колеса 13 снабжены эвакуационными проемами 21 для свободного перемещения отработанных на рабочих лопатках 18 потоков рабочего тела. Работает описанная турбина следующим образом. Рабочее тело высокого давления подается через подводящий патрубок 7 в кольцевую камеру 6 высокого давления, откуда выбрасывается через наклонные щелевые отверстия-сопла 8, делясь на множество отдельных потоков, которые с большой скоростью попадают на направляющие лопатки 9 внутреннего цилиндра 3, а с них устремляются на рабочие лопатки 18 барабана 16 рабочего колеса 13, приводя его во вращение. Отработанные потоки рабочего тела через эвакуационные проемы 21 перемещаются вниз и через отводящий патрубок отводятся в дренажную гидролинию. Конструктивные особенности описанной турбины позволяют использовать рабочее тело в широком диапазоне давлений, более мягкий подвод его на рабочие лопатки 18 барабана 16 рабочего колеса 13, более полно использовать энергию потоков рабочего тела. Благодаря простоте конструкции турбины, компактности узлов, малой металлоемкости, герметичности корпуса, прочности и надежности элементов, возможности получения крутящих моментов от малых до больших значений путем изменения высоты, диаметра и параметров рабочего тела, представляется возможным использовать ее во многих областях промышленности. Источники информации 1. Осипов П.Е. Гидравлика и гидравлические машины. - М. Лесная промышленность,1965. - С. 280. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.