148517. lajstromszámú szabadalom • Hidrodinamikus gép
Megjelent: 1961. október 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.517 SZÁM 47. h. 12—19. OSZTÁLY — LE-354. ALAPSZÁM Hidrodinamikus gép Feltaláló: Lévai Zoltán gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. november 18. A hidrodinamikus gépek — szivattyú, turbina, nyomatékváltó — hatásfokát elsősorban az ütközési veszteségek határozzák meg. Az ütközési veszteségek nagysága főleg a lapátszögektől és a fordulatszámtól függ. Merev lapátok esetén csak egyetlen fordulatszámnál érünk el maximális hatásfokot. Minél inkább eltolódik a gép üzeme az optimális munkaponttól, annál nagyobbak az ütközési veszteségek, azaz annál rosszabb a hatásfok. E hátrányos tulajdonság különösen nyomatékváltó esetében súlyos, mert a széles fordulatszám-viszony intervallumban dolgozik. A nyomatékváltó átlagos hatásfokának javítása céljából készítettek olyan .szerkezeteket, melyek lehetőséget adtak a lapátszögek változtatására, ily módon igyekeztek az ütközésmentességet szélesebb fordulatszám intervallumban biztosítani. így ismeretesek különböző forgólapátú és hajlékony lapátozású nyomatékváltók, de ezekkel nem érték el a kívánt célt, mert a szerkezeti megoldásból kifolyólag nem lehetett a lapátszögeket egymástól függetlenül külön-külön az optimálisra állítani. A jelen találmány olyan hidrodinamikus gépre vonatkozik, melyben a lapátszögek önállóan, egymástól teljesen függetlenül változtathatók, ugyanazon lapátra vonatkozólag is. A lapátszögek állítását valamilyen segédberendezés a fordulatszámtól függően automatikusan is végezheti, így biztosítható, hogy a gép minden üzeímviszony mellett a legjobb hatásfokkal dolgozzék. , Az ütközésmentesség biztosítása nem követeli, meg minden lapátszög állíthatóságát. Elég, ha a folyadéknak egy lapátkerékből a másikba való átlépésénél csak egy lapátszöget változtatunk: az előző lapát kilépő szögét, vagy a következő lapát belépő szögét. Az állítani kívánt lapátszögek kiválasztását főleg konstrukciós szempontok befolyásolják. Célszerű elsősorban az álló vezetőkerék lapátjainak lapátszögeit változtatni. Az 1. ábra az egyik legegyszerűbb típusú nyomatékváltó cirkulációs körét ábrázolja. Ennél a nyomatékváltónál a folyadék az Sz szivattyúkerékből közvetlenül a T turbinakerékbe lép, s onnan a V vezetőkeréken át jut vissza a szivattyúkerékbe. Ha a vezetőkerék lapátjainak mind a belépő, mind a kilépő szögét, valamint a turbinakerék lapátjainak belépő szögét változtatjuk, akkor mind a három folyadékátlépésnél biztosíthatjuk az ütközésmentességet. A 2. ábra egy olyan nyomatékváltót - mutat, melynek cirkulációs körében két vezetőkerék van elrendezve. Itt a teljes ütközésmentesség biztosítása megoldható anélkül, hogy forgó lapátkerék lapátszögét kellene állítani, ami konstrukciós könynyebbsjjget jelent. Elégendő, ha a vezetőkérekek lapátjainak lapátszögeit változtatjuk. Ez utóbbi nyomatékváltónál lehetőség van arra •is, hogy a lapátszögek átállításával a turbinakerék a szivattyúkerékkel ellenkező irányba forogd jon: egyszerű lapátszögállítással tehát tetszőlegesen előre vagy hátramenetet kaphatunk. Az ilyen nyomatékváltónál — amennyiben elore-hatramenetet akarunk váltani — a túlzott mértékű lapátszög állítás elkerülése céljából célszerű még a turbinakerék lapátszögeit is változtatni. A turbinakerék lapátszögeinek változtatását a már ismert forgólapátos megoldással is eszközölhetjük, mert az ütközésmentesség állandóságát a vezetőlapátok szögeinek folyamatos állíthatósága biztosítja. Ugyanígy alkalmazható az az önmagában ismert megoldás is, amikor tengelyirányban eltolható kettős turbinakereket alkalmazunk. A turbinakerék eltolásával hol az egyik, hol a másik turbinakereket kapcsolhatjuk be a cirkulációs körbe. . A lapátszögek folyamatos és egymástól független változtathatóságát csak •speciális kiképzésű la-*, pattal lehet megvalósítani. A 3. ábra egy. ilyen lapát konstrukcióját mutatja. A lapát B belépési és K kilépési szakasza el van választva. egymástól, a két részt egy B rugalmas szakasz köti öszsze. A belépési és kilépési szakasz a szokásos módon valamilyen tömör fémből készül, s ezekhez van hozzáerősítve az 1- vékony rugalmas acéllap. A helyes lapátprofil biztosítása céljából az acéllaphoz valamilyen 2 lágy gumi vagy műanyag van felragasztva. A merev szakaszok tömör fémtestéből 3 csapóik állnak ki. A csapok a lapát közepe felé kissé el vannak tolva. A csapok segítségével a merev szakaszok elforgathatok az X—X tengely körül. A
