SU3215A1 - Propeller rotor for hydraulic turbines and pumps, which can serve as a propeller - Google Patents

Description

Предлагаемое изобретение касаетс  пропеллерного ротора дл  низ1со напорных гидравлических турбин и центробежных насосов.The present invention relates to a propeller rotor for low pressure hydraulic turbines and centrifugal pumps.

На, чертеже фиг. 1 изображает развертку сечени  лопаток цилиндрической поверхностью, продольный разрез и наружный вид сдвоеиного винтового пропеллера центробежного насоса , фиг. 2 - то же, вид спереди, фиг. 3 - развертка сечени  лопатки цилиндрической поверхностью и наружный вид пропеллера с пр мыми входными и выходными кромками, и фиг. 4 - то же, вид спереди.In FIG. 1 shows a scan of a section of the blades with a cylindrical surface, a longitudinal section and the external view of a twin screw propeller of a centrifugal pump; FIG. 2 - the same, front view, FIG. 3 is a scan of a blade section with a cylindrical surface and an external view of the propeller with straight inlet and outlet edges, and FIG. 4 - the same, front view.

Гидравлический процесс, в гидравлических турбинах и насосах характеризуетс  следующим уравнением:The hydraulic process in hydraulic turbines and pumps is characterized by the following equation:

Полезный напор изменение давлени  жидкости, вследствие реактивного действи  пропеллера, плюс изменение давлени  )кидкости, вследствие активного действи  пропеллера, плюс изменение -давлени  жидкости, вследствие действи  центробежных сил.The effective head is the change in fluid pressure due to the reactive action of the propeller, plus the change in pressure of the fluid, due to the active action of the propeller, plus the change in pressure of the fluid due to centrifugal forces.

Согласно идеи данного изобретени , дл  уменьшени  величины полезного напора, т.-е. дл  увеличени  быстроходности , пропеллер видоизмен етс  таким образом, что первое слагаемое правой части уравнени  исчезает совсем , инь1ми словами, реактивное действие пропеллера исключаетс . Последнее достигаетс  тем, что величина относительной скорости жидкости на всем прот жении канала оставл етс  посто нной, дл  чего сохран етс  неизменной ширина канала на всем его прот жении. Посто нна  ширина канала в случае цилиндрического винта  вл етс  условием, которому удовлетвор ет любой винт с посто нным шагом , нарезанный на токарном станке. Когда же винтова  нарезка, представл юща  собою лопатку пропеллера, обвивает не цилиндрическую втулку, а любую иную поверхность вращени , тогда ширина канала зависит всецело от способа производства винтовой поверхности . В частности, если, как это обычно делаетс , заготовка, из которой путем обработки должен быть получен пропеллер, фрезеруетс  на станке при пюмощи инструмента, расположенного перпендикул рно к оси пропеллера , то после каждого прохода фрезера, направл емого по копиру, оста1етс  борозда одинаковой ширины на всел1 ее прот жении. По мере углублен7 .  борозды получаетс  канал также одинаковой ширины на всем своем прот жении; лопатка же у основани  (на втулке) не может на всем прот жении канала иметь одинаковую толщину , так как втулка отклон етс  от цилиндрической поверхности, и должна заостр тьс  по направлению к то.му краю втулки, который имеет меньший диаметр. Если лопатки рассечь цилиндрическою поверхностью с образующей EF, а, затем, развернуть эту поверхность на плоскость, то лопатки будут представлены р дом заостр ющихс  полосок (фиг. 1), при чем в сечении нормальном к оси пропеллера лопат1 а может иметь на любом рассто нии от оси одинаковую толщину.According to the inventive idea, to reduce the value of the useful head, i.e. to increase speed, the propeller is modified in such a way that the first term on the right side of the equation disappears completely, in other words, the reactive action of the propeller is excluded. The latter is achieved by the fact that the value of the relative velocity of the fluid throughout the channel remains constant, for which the width of the channel remains constant throughout. The constant width of the channel in the case of a cylindrical screw is a condition that any screw with a constant pitch, cut on a lathe, satisfies. When a screw thread, which is a propeller blade, wraps around not a cylindrical sleeve, but any other surface of rotation, then the width of the channel depends entirely on the method of production of the screw surface. In particular, if, as is usually done, the workpiece, from which the propeller is to be obtained, is milled on the machine with a tool placed perpendicular to the propeller axis, then after each pass of the milling machine directed along the copier, a furrow of the same width remains on all its extension. As deepened 7. the grooves also receive a channel of the same width throughout its length; The blade at the base (on the sleeve) cannot have the same thickness throughout the channel, since the sleeve is deflected from the cylindrical surface and must sharpen towards the edge of the sleeve that has a smaller diameter. If the blades are cut by a cylindrical surface with an EF generator, and then they turn this surface onto a plane, the blades will be represented by a series of pointed strips (Fig. 1), and in any section normal to the axis of the propeller, the blades can have from the axis of the same thickness.

В сдвоенном винтовом пропеллере центробежного насоса со втулкою, очерченною по кривой- GDI, и профилем лопатки ABDC, нижн   часть правой половины пропеллера не разрезана , так что видны лопатки в ортогональной проекции (фиг. 1). Одна из поверхностей вращени , с соторыми совмещаютс  линии тока, представлена образующей кривою (jfl. Ширина канала, измеренна  по дуге окружности , полученной пересечением плоскости , нормальной к оси с упом нутой поверхностью вращени , остаетс  посто нной на всем прот жении канала, вследствие чето лопатки в цилиндрическом сечении с образующей LV, будучи развернутыми на плоскс сти, должны заостр тьс  по направлению входных кромок АС. Выходные кромки очерчены по кривым, изображенным в меридиальной плоскости кривою DB, представл ющей собою геометрическое место точе|к, в кото-оых жидкость имеет одинаковое, вполне определенное содержание энергии. Пропеллер с пр мыми .входными АС и выходными Dli кромками представлен на фиг. 3 и 4. Профиль и втулка пропеллера пригодны дл  использовани  пропеллера в качестве гребного винта.In a twin-screw propeller of a centrifugal pump with a sleeve delineated in a GDI curve and an ABDC blade profile, the lower part of the right half of the propeller is not cut, so that the blades are seen in orthogonal projection (Fig. 1). One of the surfaces of rotation with which the streamlines coincide is represented by the forming curve (jfl. The width of the channel, measured along an arc of a circle obtained by intersecting a plane normal to the axis with the said surface of rotation, remains constant throughout the channel in the cylindrical section with the generator LV, being turned on the plane, they should be sharpened in the direction of the entrance edges of the AC.The output edges are outlined along the curves depicted in the meridial plane by the curve DB representing The geometric location of the points where the liquid has the same, well-defined energy content. A propeller with straight input speakers and output Dli edges is shown in Figures 3 and 4. The profile and sleeve of the propeller are suitable for using the propeller as a propeller screw.

Применение насто щего изобретени  не ограничиваетс  случа ми лопаток с винтовыми поверхност ми, шаг коих остаетс  посто нным на всем прот жении ПО оси, а образующие - пр мые линии, перпендикул рные к оси и пересекающие ось. так как посто нна  ширина канала на всем его прот жении: осуществима при любой поверхности лопаткг. В известных случа х по соображени м производственного , технического характера, а именно, при выполнении винтовых лопаток пропеллера на токарном станке можно допустить отступление от безусловного постОЯнства ширины канала На всем его прот жении, ограни1чи1ва сь равенством ширины канала у входных и выходных кромок.The application of the present invention is not limited to cases of blades with helical surfaces, the pitch of which remains constant throughout the software axis, and the forming lines are straight lines perpendicular to the axis and intersecting the axis. since the channel width is constant throughout its length: it is feasible with any blade surface. In known cases, for reasons of production, technical character, namely, when making propeller blades on a lathe, one can allow deviation from the unconditional channel width Throughout its length, limited by the width of the channel at the input and output edges.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.SUBJECT OF THE PATENT.

1.Пропеллерный ротор дл  гидравлических турбИн и насосов, могущий служить в качестве гребного винта, характеризующийс  применением лопастей с тажим изменением по толщине , при котором ширина каждого рабОчего канала, измер ема  как по периферии измен ющейс  по толщине ступицы, так равно и по поверхност м , образуемым лини ми токов в параллельных сечени х, нОрмальных к оси ротора и проведенных между крайними точ К1ами С и D (фиг. 1-4)- остаетс  посто нной.1. A propeller rotor for hydraulic turbine and pumps, which can serve as a propeller, characterized by the use of blades with a thrash change in thickness, at which the width of each working channel, measured both on the periphery of the variable hub thickness, and on the surfaces formed by the current lines in parallel sections normal to the rotor axis and drawn between the extreme points K1 C and D (Fig. 1-4) remain constant.

2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 ротора, отличаюгцеес  тем, что ширина в отмеченных в п. 1 местах ротора соответственно остаетс  одинаковою лишь во входном и выходном сечени х - с целью облегчени  выполнени  ротора при чем при винтовых лопаст х шаг винта остаетс  посто нньгм, но различным дл  передней и задней винтовой поверхности лопасти.2. The variation of the rotor described in Section 1 is distinguished by the fact that the width of the rotor marked in paragraph 1, respectively, remains the same only in the input and output sections, in order to facilitate the implementation of the rotor, and the screw pitch remains constant , but different for the front and rear helical surfaces of the blade.

Фкг,Fkg