CS263654B1 - Device for suction of aerosole from pressureless spaces - Google Patents

Abstract

Oběžné kolo ventilátoru a oběžné kolo hydraulické turbíny jsou uspořádány na společném hřídeli. Skříň ventilátoru se skříní hydraulické turbíny tvoří jedno těleso z jedné a/nebo několika částí. Výtlačný prostor ventilátoru je uspořádán mezi sacím prostorem a ložiskovým prostorem umístěným mezi výtlačným prostorem a odpadním prostorem hydraulické turbíny. Ložiska jsou mazána tlakovou kapalinou pohánějící ventilátor. Ložiska jsou mazána jednak přímým stykem s kapalinovou mlhou v odpadním prostoru hydraulické turbíny a jednak kapalinovou mlhou dopravovanou otvory v hřídeli pomocí čerpacího účinku rotujícího hřídele. Tlaková kapalina k pohonu ventilátoru je odebírána z tlakového systému, z jehož beztlakového prostoru ventilátor odsává.Fan impeller and impeller hydraulic turbines are arranged on a common shaft. Fan cabinet with cabinet hydraulic turbines form a single body from one and / or several parts. Discharge the fan space is arranged between the suction space and bearing space between discharge space and waste space of a hydraulic turbine. Bearings are lubricated by pressure fluid driving the fan. Bearings are lubricated on the one hand fluid mist contact in the waste area hydraulic turbines and liquid fog-driven holes in the shaft by the pumping effect of the rotating shaft. Pressure fluid to drive the fan is taken from the pressure system from which it is of the unpressurised space, the fan sucks.

Description

Vynález se týká zařízení pro odsávání aerosolů z beztlakových prostorů tlakových hydraulických systémů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for aspirating aerosols from pressureless spaces of pressure hydraulic systems.

Dosavadní zařízení tuto problematiku řeší jen částečné za cenu tlakové ztráty a znečistění okolního prostředí. Součástí tlakových hydraulických systémů např. mazacích a regulačních systémů velkých strojů jako parních, plynových a vodních turbín, rotačních kompresorů, válcovacích trati apod. bývají velmi často beztlakové prostory, tj. prostory zčásti naplněné pracovní.kapalinou např. olejem a zčásti naplněné vzduchem anebo jiným 'plynem s tlakem blízkým atmosférickému tlaku. Klasickým příkladem tohoto prostoru je olejová nádrž sloužící k uklidněni, odkalení a odvzdušnění oleje. Z důvodu zamezení unikání kapalinové mlhy - aerosolu z tohoto prostoru a prostorů zařízení s ním spojených je výhodné, aby v těchto prostorech byl mírný podtlak oproti atmosférickému tlaku. K vytvoření podtlaku jsou používány běžně většinou radiální ventilátory poháněné elektromotorem. Z důvodu maximální životností a spolehlivosti a minimální údržby se použije pouze bezkomutátorový elektromotor, napájený z elektrické sítě 50 Hz tj. s maximálními otáčkami 50 s^-1.The existing equipment solves this problem only partially at the cost of pressure loss and environmental pollution. Pressure hydraulic systems such as lubrication and control systems of large machines such as steam, gas and water turbines, rotary compressors, rolling mills, etc. often contain unpressurised spaces, ie spaces partly filled with working fluid eg oil and partly filled with air or other gas at a pressure near atmospheric pressure. A classic example of this space is the oil tank used to calm, drain and vent the oil. In order to prevent leakage of liquid mist - aerosol from this space and the spaces of the equipment associated therewith, it is advantageous that there is a slight negative pressure in these spaces compared to atmospheric pressure. Generally, radial fans driven by an electric motor are commonly used to create a vacuum. For maximum service life and reliability and minimal maintenance, only brushless electric motor powered from 50 Hz mains power is used, ie with a maximum speed of 50 s ^-1 .

Kapalinová mlha je tímto ventilátorem odsávána do atmosféry a kapalina v ní obsažená v mnohých případech znečišEuje okolní prostředí. K dostatečnému odstranění kapaliny z odsávaného plynu je nutno použít filtr, který však způsobuje tlakovou ztrátu. Tato tlaková ztráta bývá ve větěině případů tak vysoká, že podstatně zvyšuje potřebný dopravní tlak ventilátoru. Pro potřebný dopravní tlak a dopravované množství ventilátoru pak vychází z výpočtu velmi nízké měrné otáčky ventilátoru. Veškeré ventilátory poháněné elektromotorem s maximálními otáčkami 50 s^-* leží mimo oblast vypočtených měrných otáček; v praxi to znamená, že pro dosažení potřebného tlaku by tyto ventilátory musely zároveň dodávat mnohonásobně vyšší množství plynu, čímž se úměrně zvyšuje jejich příkon a roste hmotnost a rozměry.The liquid mist is sucked into the atmosphere by this ventilator and the liquid contained in it often pollutes the environment. To adequately remove the liquid from the exhaust gas, a filter must be used which, however, causes pressure loss. In most cases, this pressure drop is so high that it substantially increases the required blower pressure. For the required delivery pressure and the conveyed quantity of the fan, the calculation is based on a very low specific fan speed. All fans driven by an electric motor with a maximum speed of 50 s ^- * are outside the calculated specific speed range; in practice, this means that in order to achieve the required pressure, these fans would also have to supply many times more gas, thereby increasing their power input proportionally and increasing their weight and dimensions.

V mnohých případech jsou tato zařízení umístěna v prostředí s nebezpečím výbuchu, čímž při použití elektromotoru jako pohonu ventilátoru vznikají další problémy.In many cases, these devices are located in a potentially explosive atmosphere, creating additional problems when using an electric motor as a fan drive.

V jiném případě se použijí, ventilátory poháněné tlakovým vzduchem, ale tento nebývá vždy k dispozici a provoz s tímto pohonem je neekonomický. Rovněž zajištění automatizace provozu s tímto pohonem je náročnější.In another case, compressed air driven fans are used, but this is not always available and operation with this drive is uneconomical. Also, ensuring automation of operation with this drive is more difficult.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro odsávání aerosolů z prostorů hydraulických systémů, jehož podstata spočívá v tom, že oběžné kolo hydraulické turbíny jsou uspořádány na společném hřídeli. Skříň ventilátoru přitom tvoři se skříní hydraulické turbíny jedno těleso, které je složené z jedné anebo několika částí, přičemž výtlačný prostor ventilátoru je uspořádán mezí sacím prostorem aložiskovým prostorem umístěným mezi výtlačným prostorem a odpadním prostorem hydraulické turbíny. Ložiska jsou zde mazána tlakovou kapalinou pohánějící ventilátor a to jednak přímým stykem s kapalinovou mlhou v odpadním prostoru hydraulické turbíny a jednak kapalinovou mlhou dopravovanou otvory v hřídeli pomocí čerpacího účinku rotujícího hřídele, přičemž tato tlaková kapalina je odebírána z tlakového systému, z jehož beztlakového prostoru ventilátor odsává.These drawbacks are eliminated by the aerosol extraction device from the spaces of the hydraulic systems, which is based on the fact that the impeller of the hydraulic turbine is arranged on a common shaft. In this case, the fan housing forms with the hydraulic turbine housing a single body which is composed of one or more parts, the discharge space of the fan being arranged between the suction space and the storage space located between the discharge space and the discharge space of the hydraulic turbine. The bearings are lubricated by the pressure fluid driving the fan, both by direct contact with the liquid mist in the hydraulic turbine waste chamber and by the liquid mist conveyed through the shaft holes by means of the pumping effect of the rotating shaft. sucks.

Výhodou ventilátoru podle vynálezu je, že jako pohonné kapaliny se použije tlakové kapaliny hydraulického systému, z něhož ventilátor odsává vzduch či jiný plyn, což činí provoz ventilátoru automatickým, tj. v případě přítomnosti tlaku v hydraulickém systému je snadná regulovatelnost výkonu ventilátoru pouhým škrcením tlakové kapaliny, přiváděné k turbíně ventilátoru a v případě použití vhodných materiálů rotoru a statoru ventilátoru i možnost provozu v prostředí s nebezpečím výbuchu. Příklad provedení ventilátoru dle vyná-lezu je znázorněn na obr. 1, který představuje podélný řez vertikálního provedení ventilátoru s pohonem tlakovou mazací kapalinou.The advantage of the fan according to the invention is that the hydraulic fluid from which the fan sucks air or other gas is used as the propellant, making the fan run automatically, i.e., in the case of pressure in the hydraulic system , supplied to the fan turbine and, if suitable rotor and stator materials are used, the possibility of operation in potentially explosive atmospheres. An exemplary embodiment of a fan according to the invention is shown in Fig. 1, which is a longitudinal section of a vertical embodiment of a fan with a pressurized lubricating fluid.

Na hřídeli 1, je upevněRO' jednak oběžné kolo 2 ventilátoru a zároveň oběžné kolo 3 kapalinové rovnotlaké turbíny. Hřídel 1, je uložena v horním ložisku 4 a spodním ložisku 5, z nichž jedno je radiální a druhé radiálně-axiální. Horní ložisko 4 a spodní ložisko 5 jsou uspořádána v tělese 6, které může být z důvodů montáže a výroby rozděleno na více částí. V tělese 6 je upraven sací prostor 2 ventilátoru, výtlačný prostor 8 ventilátoru, ložiskový prostor 2 a odpadní prostor 10 hydraulické turbíny tak, že výtlačný prostor 2 ventilátoru je uspořádán mezi sacím prostorem 7 a ložiskovým prostorem 9, který je uspořádán me2i výtlačným prostorem 8 a odpadním prostorem 10 hydraulické turbiny.On the shaft 1, the impeller 2 of the fan and the impeller 3 of the liquid pressure turbine are fixed. The shaft 1 is mounted in the upper bearing 4 and the lower bearing 5, one of which is radial and the other radially-axial. The upper bearing 4 and the lower bearing 5 are arranged in a housing 6, which can be divided into several parts for assembly and manufacturing purposes. In the housing 6, the suction chamber 2 of the fan, the discharge chamber 8, the bearing chamber 2 and the discharge chamber 10 of the hydraulic turbine are arranged so that the discharge chamber 2 of the fan is arranged between the suction chamber 7 and the bearing chamber 9. the exhaust space 10 of the hydraulic turbine.

V případě přítomnosti tlaku v hydraulickém systému a otevření regulačního ventilu 17 proudí tlaková kapalina dýzou 16 na oběžné kolo 2 rovnotlaké turbíny, čímž je ventilátor automaticky v provozu, tj. vzduch či jiný plyn je vsáván do sacího prostoru 7_ a vytlačován výtlačným prostorem 8_. Vlivem rozstřiku mazací tlakové kapaliny v odpadním prostoru 10 je vytvářena mazací kapalinová mlha, která je čerpadlovým účinkem rotujícího hřídele 2 nasávána podélným otvorem 18 v hřídeli 1. a příčným otvorem 19 v hřídeli 1_ do horní části ložiskového prostoru £, čímž je zaručeno i mazání horného ložiska i_, přičemž spodní ložisko 2 je mazáno přímo z odpadního prostoru 10. Vlivem přetlaku ve výtlačném prostoru & je zabráněno pronikání kapalinové mlhy z ložiskového prostoru 9 do výtlačného prostoru j). Aby v ložiskovém prostoru 2 nevznikl nežádoucí přetlak bránící dopravě mazací mlhy podélným otovrem 18 v hřídeli 1 a příčným otvorem 19 v hřídeli 1_, je tento prostor spojen s odpadním prostorem 10 horním zkratovacím otvorem 20 a spodním zkratovacím otvorem 21. Tímto uspořádáním se dosáhne dlouhodobého spolehlivého provozu ventilátoru s pohonem dle vynálezu prakticky bez údržby. Výkon ventilátoru lze v širokém rozmezí řídit regulačním ventilem 17 a to bud ručně nebo automatic ky, od velikosti vstupního či výstupního tlaku, popř. od tlaku v odsávaném prostoru hydraulického systému. Dalšího zvýšení výkonu ventilátoru lze dosáhnout i zvýšením počtu dýz 16.If pressure is present in the hydraulic system and the control valve 17 is opened, the pressure fluid flows through the nozzle 16 to the impeller 2 of the pressure turbine, whereby the fan is automatically in operation, i.e. air or other gas is sucked into the suction chamber 7 and discharged through the discharge chamber 8. Due to the spraying of the lubricating pressure liquid in the waste chamber 10, a lubricating liquid mist is produced which is sucked by the pump action of the rotating shaft 2 through the longitudinal bore 18 in the shaft 1 and the transverse bore 19 in the shaft 7 into the upper part of the bearing space. The lower bearing 2 is lubricated directly from the waste chamber 10. Due to the overpressure in the discharge chamber 7, liquid mist from the bearing chamber 9 is prevented from entering the discharge chamber j). In order to avoid undesired overpressure in the bearing space 2 preventing the conveyance of lubricating mist through the longitudinal bore 18 in the shaft 1 and the transverse bore 19 in the shaft 7, this space is connected to the waste space 10 by the upper shorting bore 20 and the lower shorting bore 21. The operation of the fan according to the invention is practically maintenance-free. The fan output can be controlled in a wide range by the control valve 17, either manually or automatically, from the inlet or outlet pressure, respectively. from the pressure in the exhaust area of the hydraulic system. A further increase in fan output can also be achieved by increasing the number of nozzles 16.

Claims (4)

pSedmít VYNALEZU≥The seventh INVENTION 1. Zařízení pro odsáváni aerosolů z beztlakových prostorů tlakových hydraulických systé mů s pohonem hydraulickou turbínou s hřídelem, oběžným kolem ventilátoru, oběžným kolem hydraulické turbiny a tělesem vyznačené tím, že oběžné kolo (2) ventilátoru a oběžné kolo (3) hydraulické turbíny jsou uspořádány na společném hřídeli (1).An apparatus for extracting aerosols from non-pressurized spaces of pressurized hydraulic systems powered by a hydraulic turbine with a shaft, a fan impeller, a hydraulic turbine impeller and a housing characterized in that the fan impeller (2) and the hydraulic turbine impeller (3) are arranged. on the common shaft (1). 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, ^e skříň ventilátoru se skříni hydraulické turbiny tvoři jedno těleso (6) z jedné a nebo několika částí.Device according to claim 1, characterized in that the fan housing and the hydraulic turbine housing form one body (6) in one or more parts. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2 vyznačené tím, že výtlačný prostor (8) ventilátoru je uspořádán mezi sacím prostorem (7) a ložiskovým prostorem (9) umístěným mezi výtlačným prostorem (8) a odpadním prostorem (10) hydraulické turbíny.Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the blower discharge space (8) is arranged between the suction space (7) and the bearing space (9) located between the discharge space (8) and the discharge space (10) of the hydraulic turbine. 4. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačené tím, že v ose hřídele (1) je uspořádán podélný otvor (18) ústící na jedné straně do odpadního prostoru (10), přičemž na podélný otvor (18) navazuje příčný otvor (19) ústící do ložiskového prostoru (9), přitom ústí příčného otvoru (19) je uspořádáno na větším průměru hřídele (1), než je průměr podélného otvoru (19).Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a longitudinal bore (18) is provided in the axis of the shaft (1) leading to a waste space (10) on one side, the longitudinal bore (18) adjoining the transverse bore (19) into the bearing space (9), the mouth of the transverse bore (19) being arranged on a larger diameter of the shaft (1) than the diameter of the longitudinal bore (19). 1 výkres1 drawing