RU1772449C - Device for transmitting rotation by fluid dynamic flow - Google Patents

Abstract

Устройство дл  передачи вращени  динамическим потоком рабочей среды. Использование: в области энергетического машиностроени . Сущность изобретени : устройство содержит установленные а корпусе 1 компрессорное 2 и турбинное 3 колесо с лопатками 4, 5 и направл ющий узел 6. закрепленный на лопатках 5 турбинного колеса 3. В сопр гаемых с направл ющим узлом 6 поверхност х 7 лопаток 4 компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных лунок глубиной, равной величине торцового зазора 9 между компрессорным и турбинным колесами, а направл ющий узел 6 может быть выполнен с кольцеобразной полостью 10 и снабжен заправочным штуцером с обратным клапаном, установленным заподлицо с наружной поверхностью направл ющего узла 6. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. сл С VI vj ю t юA device for transmitting rotation by a dynamic flow of a working medium. Usage: in the field of power engineering. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a compressor 2 and a turbine 3 wheel with vanes 4, 5 and a guide unit 6. mounted on the blades 5 of the turbine wheel 3. The surfaces 7 of the blades 4 of the compressor wheel 2 interfaced with the guide unit 6 a seal is made in the form of a set of sickle-shaped holes with a depth equal to the size of the end gap 9 between the compressor and turbine wheels, and the guide assembly 6 can be made with an annular cavity 10 and equipped with a filling fitting with a check valve prefecture set flush with the outer surface of the guide assembly 6. 1 ZP f-ly, 3 ill. sv vi vj u t y

Description

Изобретение относитс  к энергетическому машиностроению и может быть использовановконструкци х газодинамических муфт турбокомпрессор- ных агрегатов дл  компримировани  и транспортировки природного или попутного нефт ного газа, а также компрессорных станций и установок дл  интенсификации процессов нефтедобычи.The invention relates to power engineering and can be used in the design of gas dynamic couplings of turbocompressor units for compressing and transporting natural or associated petroleum gas, as well as compressor stations and plants for intensifying oil production processes.

Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик путем уменьшени  паразитных перетечек рабочей среды и повышени  стабильности передаваемого крут щего момента, повышени  технологичности изготовлени .The purpose of the invention is to improve operational characteristics by reducing spurious flow of the working medium and increasing the stability of the transmitted torque, increasing the manufacturability.

На фиг.1 представлено устройство дл  передачи вращени  динамическим потоком рабочей среды, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - узел устройства дл  передачи вращени  с направл ющим узлом и уплотнением компрессорного колеса.Fig. 1 shows a device for transmitting rotation by a dynamic flow of a working medium, a longitudinal section; figure 2 - node I in figure 1; Fig. 3 is an assembly of a device for transmitting rotation with a guide assembly and a compressor wheel seal.

Устройство дл  передачи вращени  содержит установленные в корпусе 1 компрессорное 2 и турбинное колеса 3 с лопатками 4, 5 и направл ющий узел б, закрепленный на лопатках 5 турбинного колеса 3. В сопр гаемых с направл ющим узлом 6 поверхност х 7 лопаток 4 компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных лунок 8 с глубиной, равной величине торцового зазора 9 между компрессорным 2 и турбинным 3 колесами. Направл ющий узел б может быть выполнен с кольцевой полостью 10 и снабжен заправочным штуцером 11 с обратным клапаном 12, установленным заподлицо с наружной поверхностью направл ющего узла б.The device for transmitting rotation comprises compressor 2 and turbine wheels 3 installed in the housing 1 with blades 4, 5 and a guide assembly b fixed to the blades 5 of the turbine wheel 3. In the surfaces 7 of the blades 4 of the compressor wheel 2 interfaced with the guide assembly 6 made a seal in the form of a set of sickle-shaped holes 8 with a depth equal to the size of the end gap 9 between the compressor 2 and turbine 3 wheels. The guide assembly b may be provided with an annular cavity 10 and provided with a filling nozzle 11 with a check valve 12 mounted flush with the outer surface of the guide assembly b.

Устройство дл  передачи вращени  работает следующим образом.A device for transmitting rotation operates as follows.

Компрессорное колесо 2, враща сь от привода, например, газовой турбины, передает рабрту последней компримируемому газу используемому в качестве рабочей среды и заполн ющему Межлопаточные каналы обоих колес 2 и 3 и внутреннюю полость корпуса 1 устройства. Полученна  от привода работа преобразуетс  в кинетическую энергию давлени  газа. Этот запас энергии поступает на лопатки 5 турбинного колеса 3, где преобразуетс  в механическую энергию на ведомом валу турбокомпрессора, заставл   последний вращатьс . Выйд  из турбинного колеса, рабоча  среда вновь попадает на вход в компрессорное колесо 2 и, таким образом в устройстве дл  передачи вращени  устанавливаетс  замкнута  циркул ци  газа между обоими рабочими колесами 2 и 3.The compressor wheel 2, rotating from the drive of, for example, a gas turbine, transfers the last gas to the compressor to be used as a working medium and filling the interscapular channels of both wheels 2 and 3 and the internal cavity of the device body 1. The work received from the drive is converted into kinetic energy of the gas pressure. This supply of energy is supplied to the blades 5 of the turbine wheel 3, where it is converted into mechanical energy on the driven shaft of the turbocharger, causing the latter to rotate. Upon exiting the turbine wheel, the working medium again enters the inlet of the compressor wheel 2, and thus, a closed gas circulation is established between the two impellers 2 and 3 in the device for transmitting rotation.

Дл  предотвращени  паразитных перетечек газа в торцовом зазоре 9 компрессорным 2 и турбинным 3 колесами в области направл ющего устройства б, в сопр гаемых с последним поверхност х 7 лопаток 4 компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных чу- нок 8, представл ющее собой разновидность лабиринтного уплотнени .To prevent parasitic gas overflows in the end gap 9 by the compressor 2 and turbine 3 wheels in the area of the guiding device b, a seal is made in the form of a combination of sickle-shaped chunks 8, which is a kind of labyrinth seal.

Однако, в отличие от последнего,  вл ющегос  мощным источником возбуждени  аэродинамических колебаний рабочей среды , протекающей в уплотнени , серповидные лунки 8 позвол ют погаситьHowever, unlike the latter, which is a powerful source of excitation of aerodynamic vibrations of the working medium flowing into the seals, the crescent-shaped holes 8 make it possible to quench

аэродинамические колебани  рабочей среды за счет предотвращени  перетока последней , как в окружном направлении, так и в радиальном, что позвол ет избежать возбуждени  колебаний компрессорного 2 иaerodynamic vibrations of the working medium by preventing the flow of the latter both in the circumferential and radial directions, which avoids the excitation of compressor 2 and

турбинного 3 колес и, таким образом, повысить вибрационную надежность устройства дл  передачи вращени .turbine 3 wheels and thus increase the vibrational reliability of the rotation transmission device.

Направл ющий узел 6, закрепленный на лопатках 5 турбинного колеса 3, выполн ет как бы роль аккумул тора энергии (маховика ) и позвол ет повысить стабильность вращени  турбинного колесо 3, и позвол ет использовать часть энергии дискового трени , протекающего в компрессорном колесеThe guide assembly 6, mounted on the blades 5 of the turbine wheel 3, acts as an energy accumulator (a flywheel) and improves the stability of rotation of the turbine wheel 3, and allows you to use part of the energy of the disk friction flowing in the compressor wheel

2 газа дл  передачи крут щего момента от колеса 2.2 gas for transmitting torque from the wheel 2.

При заполнении кольцеобразной полости 10 направл ющею узла 6 какой-либо жидкостью (может быть использована жидкость с различным удельным весом) через штуцер 9 роль направл ющего устройства 6, как аккумул тора энергии, увеличиваетс , а значит, повышаетс  стабипыюсть вращени  туроинного колеса 3When filling the annular cavity 10 of the guide unit 6 with any liquid (liquid with a different specific gravity can be used) through the nozzle 9, the role of the guide device 6, as an energy accumulator, increases, and therefore, the stability of rotation of the turroin wheel 3 increases

Дл  предотвращени  нарушени  балансировки турбинного колеса 3 из-за установки заправочного штуцера 11 с обратным клапаном 12, балансировку следует выполн ть после их установки.In order to prevent imbalance of the turbine wheel 3 due to the installation of the filling nozzle 11 with the non-return valve 12, balancing should be performed after their installation.

Представл етс  целесообразным использование предлагаемого устройства дл  передачи вращени  динамическим потоком рабочей среды в конструкци х турбокомпрессоров с газостатодинамическимиIt is advisable to use the proposed device for transmitting rotation by a dynamic flow of a working medium in designs of turbocompressors with gas-dynamic

Claims (2)

уплотнени ми и магнитными опорными и упорными подшипниками. При этом отпадает необходимость в системах смазочного и уплотнительного масла, используемою в качестве рабочей жидкости в гидродинамических муфтах, значительно упрощаетс  компоновка турбокомпрессорного агрегата, снижаетс  его вес и габаритные размеры. Формула изобретени  1. Устройство дл  передачи вращени seals and magnetic thrust and thrust bearings. At the same time, there is no need for lubricating and sealing oil systems used as a working fluid in hydrodynamic couplings, the layout of a turbocharger assembly is greatly simplified, and its weight and overall dimensions are reduced. The claims 1. A device for transmitting rotation динамическим потоком рабочей среды, содержащее компрессорное и турбинное колеса с торцовыми лопатками, направл ющий узел, установленный на лопатках турбинного колеса, причем торцовые лопатки колес расположены с зазором между торцовыми поверхност ми, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик за счет уменьшени  паразитных переточек рабочей среды и повышени  стабильности передаваемого крут щего момента, повышени  технологичности изготовлени , поверхности лопаток компрессорного колеса сопр жены с зазором с направл ющим узлом и выполнены с образующим уплотнение набором серповидных лунок, глубина которых равна зазо- ру между лопатками колес.dynamic flow of the working medium, comprising compressor and turbine wheels with end vanes, a guide assembly mounted on the turbine wheel vanes, the end vanes of the wheels being located with a gap between the end surfaces, characterized in that, in order to improve performance by reducing spurious regrinding of the working medium and increasing the stability of the transmitted torque, improving the manufacturability, the surface of the blades of the compressor wheel is associated with zorom with the guide assembly and configured to form a seal set sickle wells whose depth is equal to pv zazo- between the wheel blades. 2. Устройство по п.1, отличающее- с   тем, что направл ющий узел выполнен с кольцевой полостью и с заправочным шту- цером с обратным клапаном, установленным заподлицо с наружной поверхностью направл ющего устройства.2. The device according to claim 1, characterized in that the guide assembly is made with an annular cavity and with a filling nozzle with a check valve mounted flush with the outer surface of the guide device. Фиг. 2FIG. 2 Таг. 3Tag 3