Жидкостно-кольцевая машина

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Автор Колончук Михаил Владимирович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус, две торцевые крышки, всасывающее и нагнетательное окна, выполненные на противоположных крышках, эксцентрично расположенное в корпусе рабочее колесо со втулкой и лопатками, отличающаяся тем,что профиль лопаток рабочего колеса выполнен в виде цепной линии, соответствующей в декартовой системе координат уравнению( /) (/)1 ,где- длина лопатки от начала координат,0,6-1,7 - коэффициент, учитывающий угол выхода лопаток, - ось абсцисс, - ось ординат а лопатки расположены под скосомв осевом направлении, определяемом из соотношения( 2 / ) ,где- радиус втулки, - длина втулки, - число лопаток.(56)1756634 1, 1992.1535110 1, 1998.2011014 1, 1994.2031251 1, 1995.2065998 1, 1996.2104413 1, 1998.3894812 , 1975.0294652 2, 1988. Изобретение относится к вакуумному и компрессорному машиностроению и может быть использовано в конструкциях жидкостно-кольцевых машин и насосов. Известна жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус, две торцевые крышки с всасывающим и нагнетательным окнами, эксцентрично расположенное в корпусе рабочее колесо с лопатками 1. Недостатком известной жидкостно-кольцевой машины является низкая производительность вследствие несовершенства работы колеса в жидкостном кольце. Известна жидкостно-кольцевая машина, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, две торцевые крышки, всасывающее и нагнетательное окна, расположенные на противоположных крышках, эксцентрично расположенное в корпусе рабочее колесо с прямыми в радиальном и осевом направлениях лопатками 2. Недостатком известной жидкостно-кольцевой машины является низкая производительность вследствие того, что сжатый газ не успевает выходить при выталкивании из ячеек ротора и частично перетекает из полости нагнетания во всасывающую полость, а скорость наполняемости ячеек газом и его движения от всасывающей крышки к нагнетательной невысокая. Задачей, решаемой изобретением, является повышение производительности машины. Указанная задача решается тем, что в жидкостно-кольцевой машине, содержащей корпус, две торцевые крышки, всасывающее и нагнетательное окна, выполненные на противоположных крышках, эксцентрично расположенное в корпусе рабочее колесо со втулкой и лопатками, лопатки выполняются в профиле по цепной линии, соответствующей в декартовой системе координат уравнению(/)(/)-1 ,где- длина лопатки от начала координат,0,6-1,7 - коэффициент, учитывающий угол выхода лопаток, - ось абсцисс,у - ось ординат и располагаются под скосомв осевом направлении, определяемом из соотношения(2/) ,где- радиус втулки, - длина втулки, - число лопаток. Выполнение лопаток в профиле по цепной линии позволяет жидкости за минимальное время выходить из межлопаточного пространства, так как элементы жидкости удаляются от втулки со скоростями, пропорциональными расстоянию от центра колеса, и минимуму времени их движения соответствуют цепные линии, а также повышает упругость жидкостного кольца и ускоряет наполняемость ячеек газом на стадии всасывания. Расположение лопаток под скосом в осевом направлении обеспечивает движение газа от всасывающей крышки к нагнетательной и максимальное удаление сжимаемого газа, вследствие дополнительного сжатия газа в продольном направлении. 2 6140 1 Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез жидкостно-кольцевой машины, на фиг. 2 - продольный разрез, на фиг. 3 - профиль лопатки, на фиг. 4 - развертка поверхности втулки. Жидкостно-кольцевая машина состоит из корпуса 1, всасывающей крышки 2 с всасывающим окном 3, нагнетательной крышки 4 с нагнетательным окном 5, эксцентрично расположенного рабочего колеса 6 с втулкой 7 и лопатками 8, изогнутыми по цепной линии,соответствующей в декартовой системе координат уравнению(/)(/)-1 и расположенными под скосом , удовлетворяющем соотношению(2/). При вращении рабочего колеса 6 образуется жидкостное кольцо, которое под действием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности корпуса 1. Вследствие эксцентричного расположения рабочего колеса 6 и выполнения лопаток 8 под скосом жидкостное кольцо отходит от втулки 7, образуя все увеличивающийся в продольном и поперечном направлениях с увеличением угла поворота рабочего колеса объем, в который через всасывающее окно 3 всасывается газ. Ячейка, образуемая внутренней поверхностью жидкостного кольца, поверхностью втулки 7 и лопатками 8, увеличивает свой объем до определенной величины угла поворота колеса. При этом происходит процесс всасывания,сопровождающийся движением газа от всасывающей крышки 2 к нагнетательной 4. При дальнейшем повороте рабочего колеса происходит отсечение ячейки от всасывающего окна и начинается плавное сжатие попавшего в ячейку газа за счет уменьшения объема ячейки. При достижении в ячейке заданного давления (при повороте колеса на заданный угол) ячейка сообщается с нагнетательным окном 5, через которое сжатый газ вытесняется в нагнетательную полость и выходит из машины. При этом жидкость достигает втулки у всасывающей крышки раньше, чем у нагнетательной, что содействует сжатию газа не только в поперечном, но и в продольном направлении. Источники информации 1. Патент СССР 1756634, МПК 04 С 7/00, 1992. 2. Тетерюков В.И. Ротационные вакуум-насосы и компрессоры с жидкостным поршнем. - М. Машгиз, 1960. - С. 27-29. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.