Машина с лопатками и ротором 7 букв
Гидромотор – устройство, работа, ремонт.
Гидромоторы как и гидронасосы используются в агрегатах объемного типа, только выполняют прямо противоположную работу.
На сегодняшний день существует огромное разнообразие типов и модификаций это типа оборудования.
Содержание статьи
Особенностями гидромоторов является:
герметичное отделение нагнетательной полости от всасывающей, что осуществляется при помощи ротора, статора и пластин (лопаток);
незначительная зависимость от скорости рабочей жидкости сил, действующих на рабочие органы гидромотора.
Типы гидромоторов.
Пластинчатые гидромоторы
Пластинчатый гидромотор предназначен для применения в реверсивных регулируемых и нерегулируемых гидроприводах, в которых требуются частые включения, автоматическое и дистанционное управление.
Шестеренный гидромотор
Шестеренчатый гидромотор (обозначается ГМШ), как и насос шестеренного типа работает по принципу зацепления двух шестерен, только в обратном направлении. При подаче жидкости на шестерни, они начинают вращаться и таким образом приводят в движение вал.
Гидромотор ГМШ используется в составе привода навесного оборудования спецтехники. Он устанавливается в самосвалах, различных погрузчиках, в составе рабочих станков и др.
Радиально поршневой гидромотор
Радиально поршневой гидромотор, как и пластинчатый насос может быть однократного и многократного действия.
В однократных гидромоторах за один оборот вала происходит один полный цикл работы, представляющий собой процесс всасывания и процесс нагнетания. Такие агрегаты применяются в механизмах, где требуется большое давление и большие крутящие моменты. К примеру, в поворотных механизмах или устанавливаются в приводах шнеков для перекачивания различных взвесей, таких как бетон или глина.
Радиальный гидромотор многократного действия за один оборот вала совершает несколько полных циклов работы – несколько процессов всасывания и процессов нагнетания.
Такие агрегаты устанавливаются в приводах конвейеров, в мобильной или стационарной технике, которая должна работать в условиях тяжелых нагрузок.
Аксиально поршневой гидромотор
Конструктивно такой поршневой гидромотор состоит из нескольких цилиндров, расположенных параллельно вокруг оси блока или под углом к ней. Цилиндры входящие в состав агрегата при работе вращаются синхронно с валом, таким образом если они выдвигаются из поршня, то жидкость всасывается, кога они задвигаются обратно – жидкость нагнетается в магистраль.
Аксиально поршневой гидромотор входит в состав строительной техники, а так же используется в конструкции сельскохозяйственных, буровых и промышленных машин.
К достоинствам такого типа гидромотора относится наличии функции реверсного хода, позволяющая обеспечить движение в обратную сторону.
Героторный гидромотор
Принцип работы состоит в следующем: во входной патрубок подается жидкость, которая приводит в движение внешнюю шестерню.
Внешняя шестерня вращает внутреннюю, закрепленную на карданном валу, затем жидкость уходит в слив. Таким образом внутренняя шестерня вращает вал, а вместе с ним привод двигателя.
Планетарный гидромотор МГП работает на минеральном масле и в отличии от других типов оборудования этого класса хорошо работает при отрицательной температуре. Героторный гидромотор используется в дорожной и лесной технике, а так же в сельскохозяйственных машинах.
Регулируемые и нерегулируемые виды
Гидромоторы, как и насосы пластинчатого типа, подразделяются на регулируемые и нерегулируемые.
Регулируемые модели широко используются в объемных приводах машин, так как обеспечивают возможность управления широким диапазоном рабочего объема.
Конструктивно регулируемые гидромоторы изготавливаются только однократного действия, агрегаты многократного действия выполняются только как нерегулируемые.
Устройство гидромотора и принцип работы.
Работа гидромотора выглядит следующим образом. Рабочая жидкость из отверстия 1 попадает в подковообразный канал 3 корпуса 2, откуда через окно 4 переднего диска 5 попадает на пластины 6 ротора 7.
При этом ротор 7 вместе с валом 8 поворачивается в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны вала.
Слив рабочей жидкости происходит через окна 35 в кольцевом выступе 34 заднего диска 12 и далее через отверстие 16 крышки 13.
Вал гидромотора 8 вращается в двух шарикоподшипниках 9. На валу привода 8 на шлицах расположен ротор 7.
В пазах ротора 7 перемещаются пластины 6, оставаясь постоянно прижатыми к внутренней поверхности статора 10.
Первоначальный прижим пластин 6 к статору 10 осуществляется при помощи пружин 11, выполненных в виде коромысла, причем каждая пружина прижимает пару пластин, расположенных под углом в 90 градусов одна по отношению к другой.
Таким образом при вращении ротора насколько одна пластина выходит из паза, настолько другая входит в паз ротора, и, следовательно, пружина в процессе работы гидромотора не деформируется.
Ротор 7 вращается между двумя стальными распределительными дисками: передним диском 5 со стороны корпуса 2 и задним диском 12 со стороны крышки 13.
Кольцевые выступы 33 и 34 одинакового диаметра в заднем диске 12 входят по скользящей посадке в отверстие крышки 13. Полость 17 за задним диском 12 соединена с напорной магистралью отверстиями 18, 19, 25-27 и 29 и пазами 20 в заднем диске 12.
Пазы 20 расположены напротив окон 4 переднем диске 5, соединенных с каналом 3 в корпусе 2, в который выходит отверстие 1, сообщающееся с напорной магистралью.
Автоматический прижим заднего диска 12 достигается созданием давления в полости 17. Первоначальный прижим заднего диска 12 осуществляется тремя пружинами 21.
Под действием давления рабочей жидкости, поступающей со стороны отверстия 29, золотник 22 отодвигается до упора в пробку 23, так как полость с другой стороны золотника 22 соединена отверстием 24 с полостью 14, сообщающейся со сливной магистралью отверстием 16 в крышке 13.
Из полости 17 давление передается через отверстия 27 и 36 в полости 28 и прижимает пластины 6 к статору 10.
Для изменения направления вращения вала гидромотора рабочая жидкость подается под давлением в отверстие 16, а отверстие 1 соединяется со сливной магистралью.
При этом золотник 22 давлением рабочей жидкости через отверстие 24 отодвигается до упора в пробку 15, так как отверстия 29, 18 и 19 и пазы 20 сообщаются со сливной магистралью через окна 4 переднего диска 5 и подковообразный канал 3 корпуса 2.
Когда золотник отодвинут до упора в пробку 15, давление рабочей жидкости передается из отверстия 24 через отверстия 26 и 27 в полость 17 за задним диском 12 и в полости 28 под пластинами 6.
Давление в полости 28 под пластинами 6 передается также через отверстия 36.
От наружных утечек по валу привода гидромотора 8 предохраняет манжета 30 из маслостойкой резины. Через отверстие 31 происходит слив протечек из корпуса 2.
Уплотнение между корпусом 2 и крышкой 13, а также по наружному диаметру статора 10, достигается с помощью резинового кольца 32. Некоторые конструкции гидромотора в качестве уплотнения используют сальник.
Конструктивно, такие агрегаты делятся на:
радиальный гидромотор (создает давление до 30 МПа)
аксиально поршневой гидромотор (создает давление до 45 МПа)
Технические характеристики
Основные технические характеристики гидромоторов это мощность на валу, крутящий момент, создаваемое давление и частота оборотов.
Крутящий момент гидромотора представляет собой один из ключевых параметров работы оборудования. Он характеризует силу вращения вала двигателя и определяется по формуле.
где: Δp – перепад давлений между входом и выходом,
q – рабочий объем гидромотора.
Мощность гидромотора, показывает количество энергии которое он затрачивает в единицу времени и определяется по формуле:
Установка и подключение
Подключение вала гидромотора к валу привода должно производиться через упругую муфту. Соединительная муфта в этом случае устанавливается на вал только с помощью болтов или резьбового отверстия. Устанавливать муфту ударным способом запрещено.
Установка гидромоторы может быть выполнена в любом положении. Но при монтаже необходимо предусмотреть отвод масла в дренажную линию.
При установке гидромотора следует обратить внимание на всасывающую линию. У гидромашин с подпиткой на всасывании должен быть обеспечен необходимый подпор рабочей жидкости. Величина такого подпора указывается в технической документации.
Диаметр подводящего трубопровода должен быть больше или равным диаметру всасывающего патрубка гидромотора.
Если в конструкции гидромашины предусмотрены дренажные отверстия, то при подключении их необходимо открыть и прочистить. По аналогии со всасывающей линией, дренажный трубопровод должен быть больше или такого же диаметра, как и дренажный патрубок гидромотора.
Дополнительно рекомендуется устанавливать предохранительный клапан, который защитит гидромотор от перегрузок.
Ремонт гидромоторов
При работе гидромотора могут возникать некоторые неисправности. В этом разделе приведены возможные неисправности требующие ремонт гидромотора и способы устранения.
Треск при работе гидромотора под нагрузкой может возникнуть при поломке пружин, прижимающих пластины к внутренней поверхности статора, или застревании пластин в пазах ротора.
Для устранения этой неисправности необходимо заменить сломанные пружины новыми, а затем проверить легкость перемещения пластин в пазах ротора, если пластина ходит туго её нужно притереть.
Течь по валу гидромотора может быть вызвана повреждением уплотнения. Для устранения течи следует заменить уплотнение.
Повышенные утечки через дренажное отверстие могут вызываться следующими причинами:
поломкой пружин, прижимающих задний диск к статору;
застреванием золотника, расположенного в центральном отверстии заднего диска;
заклиниванием заднего диска в расточке крышки.
Для устранения таких неисправностей необходимо соответственно:
заменить сломанные пружины новыми;
промыть или, в случае необходимости притереть золотник;
промыть задний диск и крышку.
При вскрытии гидромотора необходимо соблюдать осторожность, приняв меры к тому, чтобы детали после разборки были установлены на свое место.
Аксиально поршневой гидромотор используются в тех случаях, когда необходимо получить высокие скорости вращения вала, а радиально-плунжерные — когда необходимы небольшие скорости вращения при большом создаваемом моменте вращения.
Например, для поворота башни автомобильного крана используются радиально-плунжерные гидромоторы. В станочных гидроприводах широко распространены пластинчатые гидромоторы.
В бытовых счётчиках расхода воды также используются небольшие гидромоторы.
На сегодняшний день гидромоторы широко используются для автоматизации производственных процессов, такие агрегаты активно используются в области сельского хозяйства.
Гидромоторы используются в нефтегазовой и космической отраслях, применяются для оснащения строительной техники, например автокранов, работают в составе автомобильного транспорта.
Турбинные лопатки
Применение и виды лопаточных механизмов
Лопаточные механизмы широко применяются в машинах различного назначения. Наиболее часто используют их в турбинах и компрессорах.
Таким образом, кинетическая энергия движущегося потока преобразуется в механическую энергию на валу.
Различают два основных вида турбинных лопаток:
Методы изготовления турбинных лопаток
Лопасти турбин проходят обязательную термическую обработку. Поверхность покрывается защитными составами против развития коррозионных процессов, а также специальными составами, повышающие прочность механизма при работе в условиях высокой температуры. Например, никелевые сплавы практически не поддаются механической обработке, поэтому методы штамповки для производства лопаток не подходят.
Современные технологии подарили возможность производства турбинных лопаток методом направленной кристаллизации. Это позволило получить рабочие элементы с такой структурой, которую практически невозможно сломать. Внедряется метод изготовления монокристальной лопасти, то есть из одного кристалла.
Этапы производства турбинных лопаток:
Требования к лопаткам турбин, применяемые материалы
Лопатки турбины эксплуатируются в условиях агрессивной среды. Особо критична высокая температура. Детали работают под напряжением на растяжение, поэтому возникают высокие деформирующие усилия, растягивающие лопатки. Со временем детали касаются корпуса турбины, машина блокируется. Все это обуславливает применение материалов высочайшего качества для изготовления лопаток, способные выдерживать значительные нагрузки при крутящем моменте, а также любые усилия в условиях высокого давления и температуры. Качеством лопаток турбины оценивается общая эффективность агрегата. Напомним, что высокая температура необходима для повышения КПД машины, работающей по циклу Карно.
Все это предопределяет применение высококачественных жаропрочных и нержавеющих сталей для производства лопаток турбин.
Например, могут быть использованы такие марки как 18Х11МФНБ-ш, 15Х11МФ-ш, а также различные сплавы на основе никеля (до 65%) ХН65КМВЮБ.
В качестве легирующих элементов в состав такого сплава дополнительно вводят следующие компоненты: 6% алюминия, 6-10% вольфрама, тантала, рения и немного рутения.
Лопаточный механизм должен обладать определенной теплостойкостью. Для этого в турбине делают сложные системы охлаждающих каналов и выходных отверстий, которые обеспечивают создание воздушной пленки на поверхности рабочей или направляющей лопатки. Раскаленные газы не касаются лопасти, поэтому происходит минимальный нагрев, но сами газы не остывают.
Все это повышает КПД машины. Охлаждающие каналы формируются при помощи керамических стержней.
Для их производства применяют оксид алюминия, температура плавления которого достигает 2050 градусов.
Если вы хотите заказать изготовление турбинных лопаток, перейдите по этой ссылки
Ротационная машина с непринудительным вытеснением, используема в качестве насоса, компрессора, движителя или приводной турбины
Патент 2013662
Ротационная машина с непринудительным вытеснением, используема в качестве насоса, компрессора, движителя или приводной турбины
Сущность изобретения: ротор имеет лопатки спиралеобразной формы. Спираль образована вокруг оси ротора. Кольцевой кожух окружает ротор с внешней стороны. Лопасть закручена в виде спирали. Лопасти закреплены по внешней кромке лопаток с образованием единого ротора. Диаметр ротора выполнен увеличивающимся вдоль оси от входа к выходу. Лопатки и лопасти сходятся в одной точке, расположенной на оси вращения. Периферийные кромки лопаток заострены. Лопасти перекрывают только входную часть лопаток. 8 з. п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к ротационным машинам с непринудительным вытеснением, используемым в качестве насоса, компрессора, двигателя или приводной турбины.
Известен грязевый насос, содержащий трубчатый кожух, внутренняя стенка которого имеет выемки спиральной формы, расположение и длина которых достаточны для транспортирования практически любых перекачиваемых материалов. Вал установлен на конце кожуха по его оси. Кроме того, известный насос содержит средства создания касательного напряжения (среза), распределенного на периферии вала, в непосредственной близости от концевых частей выемок, что позволяет вызвать предел касательного напряжения вдоль концевой части выемки при вращении вала. Таким образом, жидкость приводится в движение вытекания в объем, определяемый между выемками.
В этих устройствах возникают трудности захватывания жидкости или газа при приближении к экстремальным условиям, в частности при значительном увеличении скорости вращения. Другая проблема связана с явлением кавитации жидкости или чрезмерного расширения газа при впуске.
Предложенная машина позволяет уменьшить эти недостатки благодаря прямому вводу среды во внутреннюю полость архимедова винта увеличивающегося диаметра, образующего ротор, а также за счет обязательного наличия кольцевого кожуха, который направляет и сжимает жидкостные каналы в направлении ротора, за счет лучших аэродинамических свойств передних кромок элементов загрузки и направляющих элементов, что позволяет осуществить новый жидкостный контур.
Предложенная машина с непринудительным вытеснением, используемая в качестве насоса, компрессора, двигателя или приводной турбины, содержит ротор, имеющий по меньшей мере одну лопатку спиралеобразной формы, причем спираль образована вокруг оси ротора. Кроме того, машина содержит кольцевой кожух, окружающий ротор с внешней стороны, одну лопасть, закрученную в виде спирали. Лопасти закреплены по внешней кромке лопаток с образованием единого ротора. Диаметр ротора увеличивается вдоль оси от входа к выходу.
Лопасти и лопатки сходятся в одной точке, расположенной на оси вращения.
Периферийные кромки лопаток заострены.
Кольцевой кожух установлен неподвижно и снабжен одним внутренним ребром спиралевидной формы.
Кольцевой кожух установлен с возможностью вращения и снабжен с внутренней стороны лопатками, закрученными по спирали.
Предложенная машина снабжена вращающимся импульсатором, размещенным в кольцевом кожухе между осевым входом и ротором.
Кольцевой кожух выполнен цилиндрической формы в месте расположения части ротора, имеющей наибольший диаметр.
Машина состоит из трех частей: лопаток 11 на фиг. 2 и 7, лопаток 60 на фиг. 10 и 11 и лопаток (93) на фиг. 9. Лопатки имеют спиральную форму и являются основной частью ротора; лопастей 12 на фиг. 2, 6 и 7 и лопастей 92 на фиг. 9. Лопасти 12 опираются на внешний кожух лопаток 11 и едины с последними. Лопатки 11 и лопасти 12 образуют «ротор», внешний кожух которого имеет коническую, полусферическую или стрельчатую форму. Лопасти имеют форму винта, свернутого в спираль; независимой детали (кольцевого устройства) 14, коаксиальной ротору. Эта деталь имеет закрученные лопатки 82. Устройство (14) может быть закрепленным или вращаться со скоростью, отличающейся от скорости ротора.
Рабочее тело проникает преимущественно ламинарно в устройство параллельно оси симметрии со стороны точки сходимости 30 лопаток 11 и лопастей 12.
Прежде всего рабочее тело встречает переднюю кромку лопасти 12. Часть рабочего тела всасывается в межлопастное пространство, заключенное между лопатками 11 и лопастями 12, т. е. во внутреннюю часть ротора. Другая часть отклоняется передними кромками лопастей 12 в направлении внешнего кожуха 14. Так как этот внешний кожух имеет закрученные лопатки, стремящиеся направить рабочее тело к ротору, часть рабочего тела, которая не всасывается непосредственно внутрь ротора, оказывается сжатой в нижней части пространства между внешним кожухом 14 и ротором. Это сжатие способствует проникновению остатка рабочего тела внутрь межлопастного пространства.
Внутри ротора лопатки 11 вызывают разрежение в межлопастном пространстве, что, с одной стороны, благоприятствует проникновению рабочего тела в ротор и, с другой стороны, создает эффект отбрасывания рабочего тела в сторону вытекания из устройства.
Лопатки 11 имеют винтовую форму. Впереди этого винта закреплены закрученные в спираль лопасти 12. Эта совокупность образует ротор. Лопатки 11 и лопасти 12 сходятся в точке 30 в передней части ротора 10, так чтобы создавать минимальное число кромок, которые могли бы вызывать завихрения потока рабочего тела в центре ротора 10.
Передняя кромка лопасти 12, которая закрывает лопатку 11, увеличивается в диаметре 15 в направлении стрелки и одновременно выступает в продольном направлении 13 по стрелке, проникая и сливаясь с жидкостными каналами, которые имеют тенденцию к исчезновению в направлении наружного контура.
Проникаемость жидкостных каналов значительно облегчена тем, что края лопаток 11 и лопастей 12 профилированы в направлении вытекания рабочей среды: кромки выполнены в виде сопла. Передняя грань лопаток 11 (грань 50) стремится к удлинению между лопастями 12. Задняя часть либо находится в рабочей среде, либо соединяется с дополнительным элементом, например, фланцем. Наружная передняя кромка 51 лопастей 12 имеет заострение. Внутренняя кромка 52 лопастей 12 представляет собой элемент ввода внешней среды внутрь и направления внутреннего потока. Тело лопасти 12, заключенное между наружным соплом 51 и внутренним соплом 52, имеет преимущественно выпуклую форму в заднем направлении и вогнутую в направлении передней части (см. фиг. 4 и 6).
Профиль поверхности кругового вращения, описываемый боковой стороной лопастей 12, представляет собой плоскостной сегмент 20, практически параллельный оси и расположенный за ротором 10, что позволяет обеспечить герметичность при помощи расположенного напротив кольца. Указанный профиль затем сходится в направлении передней части 21. Полусферическая форма является предпочтительной, однако в зависимости от необходимости получения различных параметров могут быть выбраны коническая или стрельчатая форма, которые являются локально перпендикулярными по отношению к оси вращения (см. фиг. 5).
В конкретной конструкции у ротора 10 имеются лопатки 11, которые заключены только в пространстве между лопастями 60. Они простираются радиально между лопастями 12 над частью периметра, механически соединяют лопасти 12 между собой и облегчают ввод рабочей среды в направлении внутренней полости ротора 10 или отталкивают жидкостные каналы в направлении сжимающих элементов кольцевого кожуха (см. фиг. 7).
Когда лопатки 11 превышают задний и наибольший диаметр лопастей 12, то на действии ротора 10 благоприятно сказывается факт появления центробежной силы, создаваемой центробежной турбиной 90. Концы лопаток 11 выталкивают рабочую среду наружу. В предпочтительном варианте выполнения изобретения конец лопатки ориентирован в направлении тыльной части 91. Независимо от того, является ли турбина закрытой или открытой и заключенной внутри корпуса, рабочая среда выводится назад. Для того, чтобы извлечь пользу от реакции падения рабочего тела при вращении центробежной турбины, концы лопаток 11 предпочтительно наклонены (92) относительно оси вращения. Примером такого решения служит устройство, показанное на фиг. 10.
Шаг лопастей 12 уменьшается по мере удаления от оси, поскольку скорость рабочей среды на входе выше в центре, чем на периферии кожуха 14, и наклон лопасти 12 соответствует этой скорости.
Согласно фиг. 14, где заштрихованные участки соответствуют полым пространствам, радиальная часть лопастей 12 утоньшается или исчезает на уровне передней части 71 удлинения лопатки 1 и увеличивается или появляется снова на участке 72, соединяясь далее со следующей лопаткой 11 для того, чтобы обеспечить лучшее заполнение тыльной стороны лопатки. Внутренняя или задняя часть лопаток 11 может быть выполнена заодно с валом, диаметр которого увеличивается и образует в определенной степени фланец в виде козырька, обеспечивая таким образом реализацию открытых или полуоткрытых центробежных турбин. Количество лопаток 11 и лопастей 101 может быть различным во избежание появления гармоник, вызванных резонирующими потоками рабочей среды. В задней части машины предусмотрены диффузоры 130 для ориентации потока рабочей среды и оптимизации его силы реакции. Машина не может быть эффективной без кольцевого противодействующего кожуха 14. Кожух, который является неподвижным, имеет входное аксиальное отверстие 100, а перед ним содержит лопатки 101, которые образуют внутренние каналы и наклонены в направлении вращения ротора. Интересное решение заключается в удалении в их задней области 170 лопаток 101 ротора от центра и даже в полном устранении лопаток 101 в этой же области, ограничивающей отверстие 171. Именно в направлении к центру поток наименее нарушен на входе рабочей среды из трубопровода. Для изготовления лопаток 101, расположенных ближе всего к оси, требуется тонкий конструкционный лист. Приданная рабочей среде свобода за счет большего промежутка между лопатками 101 и ротором 10 позволяет получать с меньшей эффективностью, но с большей гибкостью трансформацию ориентации потока рабочего тела в каналы, образованные лопатками 101. Кольцевой неподвижный кожух 14 часто заключают в оболочку и/или корпус, которые могут быть выполнены заодно с деталями входного патрубка для рабочей среды, например с фланцем 102. Пример такого технического решения представлен на фиг. 11.
Кольцевой кожух 14 в варианте, показанном на фиг. 12, является вращающимся и представляет собой спиральный ввод 121, образованный закрученными лопатками 122. Его привод может быть осуществлен при помощи вала 120, который, например, будет пересекать ротор 10. Если привод осуществляется снаружи без центрального вала, то лопатки 122 кольцевого вращающегося кожуха 14 будут открыты к центру для облегчения ввода рабочей среды в эту особую зону. Удаление лопаток 122 кольцевого вращающегося кожуха 14 в их задней части 170 от лопастей 12 ротора 10 также является фактором, улучшающим «гидравлическую» гибкость системы.
Кольцевой кожух 14, изображенный на фиг. 13, состоит из кольцевого неподвижного кожуха 14, имеющего коаксиальный ввод 100, вращающегося импульсатора 140, приводимого во вращение валом 141, который преимущественно может пересекать ротор 10 и который снаружи закрывает указанный ротор 10.
Импульсатор 140 состоит из лопастей 143, расположенных в виде спиралей, имеющих одинаковые характеристики с ранее описанными лопастями 12, лопаток 142, имеющих также аналогичные свойства с лопатками 11, расположенными в полостях между лопастями 60.
Рабочая среда поступает через аксиальный ввод 100 и отклоняется лопатками 101 неподвижного кольцевого кожуха 14, которые направляют ее к периферии в том же направлении, что и направление вращения импульсатора 140. Она таким образом сжимается и проходит между лопастями 143 импульсатора, чему способствуют лопатки 142, расположенные в пространстве между лопастями. Поток под импульсатором поступает к ротору с желаемым избыточным давлением (см. фиг. 7, 9, 11 и 13).
Вблизи верхней части лопастей 12 ротора 10 находится плоский сегмент 20 и в соответствии с возможными вариантами выполнения кольцевого кожуха 14 могут находиться кольцевые поверхности 151, расточки, кольца, перекрывающие друг друга с целью обеспечения уплотнения с помощью этих калиброванных зазоров 181.
Уплотнительное кольцо 180 установлено на переднем фланце центробежной турбины 90 за импульсатором 140. Расточка неподвижной камеры 160 охватывает кольцевое устройство 14.
Указанные элементы уплотнения между кольцевыми поверхностями с небольшими зазорами никогда не являются полностью герметичными и несмотря на интенсивное обжатие утечка существует. Неподвижная камера 160 позволяет возвратить эти утечки за счет повторного ввода их в передней части кругового кожуха 14 посредством инжектора 161, который отогнут к передней части кругового кожуха 14. Для всасывания рабочей среды используется индуктивный эффект, создаваемый эжектором 161, который облегчает введение указанной среды.
Неподвижный кожух 162 позволяет также подключать второй эжектор 163. Последний подает свою приводную рабочую среду с выхода центробежной турбины 90 посредством пробоотборного устройства 164, которое в некотором смысле представляет собой обратный эжектор. На фиг. 12 и 13 показаны примеры таких устройств.
Эта машина может быть использована в качестве движителя за счет косвенного применения силы, вызванной перепадом давления, возникающим между передней и задней поверхностями. Увеличение выходных скоростей достигается, например, за счет введения и воспламенения жидкого топлива посредством инжекторов 190 и электродов 191 в каналах центробежных турбин. Инжекторы 190 и электроды 191 могут выполнять и другие функции: например, смешивание рабочих сред, модификация условий локальной электризации и т. п. Эти элементы показаны на фиг. 12.
Уплотнительное кольцо 180, расположенное перед фланцем центробежной турбины 90, или расточка, расположенная за аксиальным неподвижным вводом 100, имеющимся в импульсаторе, содержат преимущественно жидкостной подшипник, образованный выемками 200, запитываемыми при помощи калиброванных отверстий 201 жидкостью под давлением. Целью использования этого жидкостного подшипника (вкладыша) является относительное механическое удержание колец, поскольку при вращении кольцевого кожуха 14 вне зависимости от того, является ли ввод 121 спиральным или же имеет форму импульсатора 140, его точка объединения с валом значительно смещена относительно тыльной части указанного кольцевого кожуха 14.
Таким образом, вся совокупность элементов лучше удерживается и относительная центровка достигается без вредного воздействия трения. Эти различные элементы показаны на фиг. 12 и 13.
Изобретение не ограничено приведенными примерами его выполнения. В частности, введение охлаждающих устройств, позволяющих понизить температуру циркулирующей рабочей среды, а также всех устройств, известных в области производства центробежных насосов и компрессоров, является дополнительным и применимым в изобретении. Жесткость конструкции машин этого типа достаточно улучшается за счет введения галтелей, которые способствуют также достижению лучших аэродинамических свойств внутренних контуров. Также можно допустить, что при сохранении основной части общих характеристик описанной выше машины в нее могут быть внесены изменения в форме, которые возникают из известных законов гидродинамики и механики, что не выходит за рамки изобретения.
Детали машин, насосов, турбин, движителей, соответствующих изобретению, могут изготавливаться из литья в пресс-формах или с использованием оснастки, в частности, для производства выплавляемых моделей. Могут быть также применены решения по изготовлению из штампованных листов сборок первоначально разделенных деталей. Могут быть использованы металлы, композитные материалы, пластмассы и любые их гибриды.
Применение машин, предусмотренных изобретением, касается всех перемещений газа, жидкости или пастообразных сред. Оно особенно подходит для создания вакуумных насосов, газовых компрессоров, рекомпрессоров водяного пара. Используются все рабочие среды, находящиеся под низким абсолютным давлением или в условиях равновесного давления пара. Трансформирование энергии в силу за счет косвенного использования разницы в давлениях и скоростях, существующих между всасывающими и выпускающими поверхностями, позволяет рассмотреть применение этой машины везде, где необходимо приложение силы: привод, создание давления, перемещение больших масс и т. п. Введение инжекторов и электродов позволяет осуществить взаимодействие между используемыми элементами (жидкости, топлива, горючие вещества, электричество и т. п. ) и позволяет использовать эту машину в качестве движителя или генератора.
1. РОТАЦИОННАЯ МАШИНА С НЕПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВЫТЕСНЕНИЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В КАЧЕСТВЕ НАСОСА, КОМПРЕССОРА, ДВИЖИТЕЛЯ ИЛИ ПРИВОДНОЙ ТУРБИНЫ, содержащая ротор, имеющий по меньшей мере одну лопатку спиралеобразной формы, причем спираль образована вокруг оси ротора, кольцевой кожух, окружающий ротор с внешней стороны, и по меньшей мере одну лопасть, закрученную в виде спирали, отличающаяся тем, что лопасти закреплены по внешней кромке лопаток с образованием единого ротора, а диаметр последнего выполнен увеличивающимся вдоль оси от входа к выходу.
2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки и лопасти сходятся в одной точке, расположенной на оси вращения.
3. Машина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что периферийные кромки лопаток заострены.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15