двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина

Формула изобретения

Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпуса первой и второй ступени, торцевые крышки и приводной вал, отличающаяся тем, что рабочее колесо выполнено сборным и является общим для двух ступеней, причем корпус второй ступени размещен с эксцентриситетом относительно оси машины, места прохода лопатками корпуса второй ступени снабжены шарнирными уплотнителями, при этом вращение корпусов осуществляется от приводного вала второй ступени.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к насосо-компрессоростроению и позволяет уменьшить габариты, повысить производительность, коэффициент полезного действия и снизить затраты энергии на процесс вакуумирования.

Аналогом является двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус, торцевые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, два рабочих колеса с лопатками, расположенными в корпусе с эксцентриситетом (Е.С.Фролов, И.А.Автономова, В.И.Васильев и др. «Механические вакуумные насосы». - М.: «Машиностроение». 1989, 192 с.).

Недостатками приведенной конструкции двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины являются значительные габариты, относительно невысокая производительность, низкий коэффициент полезного действия и повышенные затраты энергии на процесс вакуумирования.

Прототипом является многоступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, эксцентрично размещенные в нем внутренний и наружный роторы с лопатками, причем внутренний ротор установлен на валу, а наружный - с возможностью его охвата, торцевые крышки со всасывающими и нагнетательными окнами для каждого ротора, которая с целью уменьшения габаритов и увеличения КПД снабжена по меньшей мере одним промежуточным ротором с лопатками и бандажами, закрепленными на лопатках внутреннего и промежуточного роторов, при этом внутренний и промежуточный роторы кинематически связаны между собой посредством зубчатого зацепления, выполненного на наружной поверхности бандажей и внутренней поверхности роторов, всасывающий патрубок сообщен с всасывающим окном, расположенным в зоне наружного ротора, нагнетательный патрубок - с нагнетательным окном, расположенным в зоне внутреннего ротора (пат. РФ №1562528, кл. F04С 19/00, 7/00).

Недостатком приведенной конструкции является нерациональное использование межлопаточного пространства за счет наличия жидкостного кольца во второй ступени (применительно к двухступенчатой конструкции прототипа).

Техническая задача - создание конструкции двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины со ступенями, размещенными одна в другой, причем вторая ступень не имеет жидкостного кольца, а герметичность в межлопаточном пространстве достигается с помощью шарнирных уплотнений, приводящее к уменьшению габаритов, увеличению производительности, коэффициента полезного действия и снижению энергозатрат на процесс вакуумирования.

Решение технической задачи заключается в том, что двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина содержит корпуса первой и второй ступеней, торцевые крышки и приводной вал, причем рабочее колесо выполнено сборным и является общим для двух ступеней, а корпус второй ступени размещен с эксцентриситетом относительно оси машины, места прохода лопатками корпуса второй ступени снабжены шарнирными уплотнителями, при этом вращение осуществляется от приводного вала второй ступени.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина (фиг.1, 2), содержащая корпуса: 1 - первой и установленный с эксцентриситетом относительно него 2 - второй ступеней, неподвижный вал 3 и рабочее колесо, состоящее из уплотнителей 4 и подвижно установленных на валу лопаток 5, проходящих с помощью шарнирных уплотнений 6 через корпус второй ступени, а также торцевую крышку 7 со всасывающими 8, 9 и нагнетательными 10, 11 окнами, подающим 12 и выхлопным 13 трубопроводами и крышку 14. На приводном валу корпуса второй ступени смонтированы клиноременная передача 15 и фрикционная передача 16. Корпуса первой и второй ступеней установлены в торцевых крышках с помощью подшипников 17, 18 и уплотнений 19, 20, крышки стянуты шпильками 21, пространство между торцевыми крышками закрыто кожухом 22.

Конструкция работает следующим образом: при вращении приводного вала корпуса 2 второй ступени за счет клиноременной 15 и фрикционной 16 передач приводится во вращение корпус 1, при этом поданная жидкость за счет центробежных сил образует кольцо, уплотняющее межлопаточное пространство первой ступени, организуя перекачку газовой фазы от подающего трубопровода 12 и всасывающего окна 8 к нагнетательному окну 10; лопатки 5, проходящие через шарнирные уплотнители 6 корпуса 2, передают вращение рабочему колесу, смонтированному на неподвижном валу 3, что приводит к перекачке газовой фазы во второй ступени от всасывающего окна 9 к нагнетательному окну 11 и выхлопному трубопроводу 13, тем самым организуя двухступенчатый процесс вакуумирования. Для герметизации межлопаточного пространства первой ступени используют жидкостное кольцо и уплотнители 19, а вращение корпуса 1 реализуют, используя подшипники 17, вторая ступень для этих целей имеет шарнирные уплотнители 6, уплотнитель 20 и подшипник 18, что позволяет организовать перекачку газовой фазы во второй ступени без жидкостного кольца.