剪切流涡轮机械装置制造方法及图纸

披露了一种剪切流涡轮机械装置，所述剪切流涡轮机械装置包括：壳体，所述壳体具有限定空腔的壳体壁；轴，所述轴穿过所述空腔的端部处的、所述壳体壁中的轴开口延伸到所述空腔中；转子，所述转子联接到所述空腔内的所述轴上，所述转子具有从所述转子的中心轴线径向向外延伸的多个盘，所述盘具有在相邻的盘之间形成间隙的间隔布置；以及罩，所述罩用于罩住所述转子，所述罩包括：一对端盘，所述端盘联接到所述转子的相反端上；围板，所述围板在所述一对端盘的外边缘之间延伸，所述围板围绕所述转子在所述转子与所述壳体壁之间延伸，其中当所述空腔充满流体并且所述轴和多个盘旋转时，所述罩是独立于所述转子的旋转而可自由地旋转的，以便减小由于所述壳体壁而产生的所述盘上的阻力。

Shear flow turbomechanic device

A shear flow turbomechanical device is disclosed. The shear flow turbomechanic device includes a shell with a shell with a limited cavity; the shaft extends through the end of the cavity, and the shaft in the shell wall extends into the cavity, and the rotor is connected to the cavity. On the shaft, the rotor has a plurality of discs extending outwards from the central axis of the rotor, the disc has an interval arrangement between the adjacent disks, and the hood, which covers the rotor, which includes a pair of end discs connected to the opposite end of the rotor; The enclosure extends between the outer edge of the end disc and extends around the rotor between the rotor and the shell wall, when the cavity is filled with fluid and when the shaft and a plurality of discs are rotated, the cover is freely rotated to be rotated independently of the rotor so as to reduce the rotation of the rotor. Resistance on the disk generated by the shell wall.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】剪切流涡轮机械装置
本披露内容涉及一种剪切流涡轮机械装置，包括剪切流涡轮机和剪切流泵。
技术介绍
剪切流涡轮机械装置或简单地剪切流装置包括具有包围转子的腔室的壳体。转子联接到轴上并且包括与轴的旋转一起旋转的多个间隔开的盘。壳体的腔室具有与转子的尺寸紧密匹配的内部尺寸。剪切流装置包括剪切流涡轮机和剪切流泵。在剪切流涡轮机中，喷嘴沿与盘的边缘相切且与轴垂直的方向朝向盘引导流体射流。流体射流致使盘旋转，从而将流体压力和流动转换成旋转机械能。在剪切流泵中，轴被旋转成使得转子的旋转盘对腔室内的流体施加剪切力。剪切力生成流体圆流，所述流体圆流由于离心力而从轴向外移动。以这种方式，剪切流泵将旋转机械能转换成流体压力和流动。已经对剪切流装置进行了有限的商业使用，这至少部分地因为与其他类型的涡轮机和泵相比效率有所降低。所希望的是对剪切流涡轮机械装置有所改进。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种剪切流涡轮机械装置，所述剪切流涡轮机械装置包括：壳体，所述壳体具有限定空腔的壳体壁；轴，所述轴穿过所述空腔的端部处的、所述壳体壁中的轴开口延伸到所述空腔中；转子，所述转子在所述空腔内联接到所述轴上，所述转子具有从所述转子的中心轴线径向向外延伸的多个盘，所述盘具有在相邻的盘之间形成间隙的间隔布置；以及罩，所述罩用于罩住所述转子，所述罩包括：一对端盘，所述端盘联接到所述转子的相反端上；围板，所述围板在所述一对端盘的外边缘之间延伸，所述围板围绕所述转子在所述转子与所述壳体壁之间延伸，其中当所述空腔充满流体并且所述轴和多个盘旋转时，所述罩是独立于所述转子的旋转而可自由地旋转的，以便减小由于所述壳体壁而产生的所述盘上的阻力。本专利技术的另一个方面提供了一种剪切流涡轮机械装置，包括：第一剪切流级，所述第一剪切流级包括：第一壳体，所述第一壳体具有限定第一锥形空腔的第一壳体壁；具有第一端的第一轴，所述第一轴穿过所述第一空腔的第一端部处的、所述第一壳体壁中的第一轴开口延伸到所述第一空腔中；以及第一锥形转子，所述第一锥形转子联接到所述第一轴的所述第一端上，所述第一锥形转子包括多个盘，所述多个盘从所述第一转子的中心轴线径向向外延伸，所述盘具有在相邻的盘之间形成间隙的间隔布置；其中所述盘被安排成使得所述盘的直径随着距转子的第一端的距离增加而增加，这样使得所述转子具有与所述第一锥形空腔的锥形形状大致匹配的锥形形状。附图说明以下附图阐述了其中相同的附图标记表示相同的部件的实施例。实施例通过举例而非限制的方式展示在附图中。图1A是根据现有技术的剪切流泵的截面底视图；图1B是图1A所示的现有技术剪切流泵的截面侧视图；图2A是根据现有技术的剪切流涡轮机的截面底视图；图2B是图2A所示的现有技术剪切流涡轮机的截面侧视图；图3是根据实施例的剪切流泵的剖面透视图；图4A是根据图3所示的实施例的剪切流泵的一部分的放大截面图；图4B是根据图3所示的实施例的替代性实施例的剪切流泵的一部分的放大截面图；图5是根据实施例的剪切流装置的剖面透视图；图6是根据图5所示的实施例的剪切流装置的转子的盘的平面图；图7是根据图5所示的实施例的剪切流装置的转子和端帽的透视图；图8是根据图5所示的实施例的剪切流装置的壳体的剖面透视图；图9是根据图5所示的实施例的剪切流装置的转子、收集器增压腔和喷嘴增压腔的透视图；图10A是根据实施例的剪切流装置的转子的替代性盘的平面图；图10B是根据图10A所示的实施例的盘的各种凸出部的端视图；图11是根据实施例的多级剪切流装置的剖面透视图；图12A是根据图11所示的实施例的多级剪切流装置的收集器涡轮机的透视图；图12B是图12A所示的收集器涡轮机的一部分切除后的透视图；图13是根据另一个实施例的剪切流装置的转子的截面图；图14是根据另一个实施例的剪切流装置的转子的截面图；图15是根据实施例的二级剪切流装置的剖面透视图；并且图16A和图16B是根据图15所示的实施例的二级剪切流装置的转子的透视图。具体实施方式以下描述了剪切流涡轮机械装置，包括剪切流涡轮机和剪切流泵以及剪切流压缩机。尽管一些剪切流装置可以称为剪切流泵，但是应当理解，剪切流泵可以用作泵或者压缩机。为了展示的简化和清楚，可以在这些附图中重复附图标记以指示相应的或类似的要素。阐述了许多细节以提供对本文描述的实例的理解。实例可以在没有这些细节的情况下进行实践。在其他情况下，未详细描述众所周知的方法、规程和部件，以避免使所描述的实例模糊。本说明书不被视为受限于本文所描述的实例的范围。图1A和图1B示出了根据现有技术的剪切流泵100的实例。剪切流泵100包括壳体102、转子104和轴106。壳体102包括限定内腔114和外腔115的前壳体壁110和后壳体壁112。转子104位于内腔114内。转子104包括从轴106径向延伸的多个盘108。轴106通过壳体壁110、112中的开口116、118穿过壳体110。轴106可以连接到壳体102外部的电机或发电机(未示出)上。轴106可以直接地或者经由齿轮或带等连接到电机或发电机上。盘108在轴106上间隔开以在相邻的盘108之间形成间隙120以供流体穿过。相邻的盘108之间的间隔由间隔件122提供。泵100中的间隔件122是在轴106上、放置在盘108之间的圆垫片，但是也可以使用其他类型的间隔件122。盘108包括孔123，所述孔为通过轴向入口117进入的流体提供通路以在盘108之间的间隙120内流动。尽管图1所示的剪切流泵100的盘108是扁平的，但是已经提出了替代性的剪切流泵，所述剪切流泵包括多个锥体而不是盘。现有技术的锥体由标准盘组成，所述标准盘以一定角度从轴向外延伸(而不是如图1A所示垂直延伸)，从而形成都具有相同外径的一系列锥体。壳体102的形状被确定成形成用于收集器124和扩散器出口126的蜗壳。收集器124从盘108切向地收集流体，所述流体经由扩散器出口126离开。在泵的其他实例中，可以包括矩形横截面出口。矩形横截面出口也可以用作入口，以便促进作为涡轮机和泵的剪切流装置的双重目的利用，用作涡轮机时的流体流动方向相对于所述装置用作泵时的流动方向是反向的。出口126可以联接到流量调节器(未示出)上以调节泵100的内腔114内的压力，以便通过控制盘108之间的扭矩和流量条件来提高泵100的效率。操作中，轴106通过来自例如电机或涡轮机(未示出)的外部施加的扭矩进行旋转。轴106的旋转引起盘108的旋转。流体通过外腔115进入泵100并经由轴向入口117进入内腔114中。流体流过盘108中的孔123并进入间隙120中。由于粘性剪切，旋转盘108向间隙120内的流体施加力，从而在圆周运动中汲取流体。流体的动量和圆周运动导致流体沿螺旋路径朝向盘108的外边缘向外流动。在盘108的外边缘处，流体离开间隙120并且沿与盘108的边缘相切的方向流入由内腔114限定的收集器124中。离开间隙120的流体的速度可以几乎等于盘108的外边缘的速度。在收集器124中，流体流动的速度减缓并且流体的静压增加。流体经由出口126从泵离开。现在参考图2A和图2B，示出了根据现有技术的剪切流涡轮机200。剪切流涡轮机200包括具有限定内腔208和外腔210的前壁204和后壁20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种剪切流涡轮机械装置，包括：壳体，所述壳体具有限定空腔的壳体壁；轴，所述轴穿过所述空腔的端部处的、所述壳体壁中的轴开口延伸到所述空腔中；转子，所述转子在所述空腔内联接到所述轴上，所述转子具有从所述转子的中心轴线径向向外延伸的多个盘，所述盘具有在相邻的盘之间形成间隙的间隔布置；以及罩，所述罩用于罩住所述转子，所述罩包括：一对端盘，所述端盘联接到所述转子的相反端上；围板，所述围板在所述一对端盘的外边缘之间延伸，所述围板围绕所述转子在所述转子与所述壳体壁之间延伸；其中，当所述空腔充满流体并且所述轴和多个盘旋转时，所述罩是独立于所述转子的旋转而可自由地旋转的，以便减小由于所述壳体壁而产生的所述盘上的阻力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.10 US 62/216,9401.一种剪切流涡轮机械装置，包括：壳体，所述壳体具有限定空腔的壳体壁；轴，所述轴穿过所述空腔的端部处的、所述壳体壁中的轴开口延伸到所述空腔中；转子，所述转子在所述空腔内联接到所述轴上，所述转子具有从所述转子的中心轴线径向向外延伸的多个盘，所述盘具有在相邻的盘之间形成间隙的间隔布置；以及罩，所述罩用于罩住所述转子，所述罩包括：一对端盘，所述端盘联接到所述转子的相反端上；围板，所述围板在所述一对端盘的外边缘之间延伸，所述围板围绕所述转子在所述转子与所述壳体壁之间延伸；其中，当所述空腔充满流体并且所述轴和多个盘旋转时，所述罩是独立于所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·劳埃德·洛克哈特，彼得·科林·哈伍德，
申请(专利权)人：道格拉斯·劳埃德·洛克哈特，彼得·科林·哈伍德，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA