RU90130U1 - SCREW MACHINE - Google Patents

Abstract

Винтовая машина, содержащая установленные на подшипниках и находящиеся в корпусе в зацеплении через согласующие шестерни винтовые роторы, на которых установлены торцевые уплотнения, а также выполненные в корпусе патрубки для впуска и выпуска рабочего тела, расположенные снизу корпуса по краям винтовых роторов, отличающаяся тем, что роторы выполнены попарно соединенными с расположением винтовых поверхностей навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси симметрии роторов, по которой установлен дополнительный центральный патрубок.A screw machine comprising screw rotors mounted on bearings and located in the housing and engaged through matching gears, on which mechanical seals are mounted, as well as nozzles for the inlet and outlet of the working fluid located in the housing, located at the bottom of the housing along the edges of the screw rotors, characterized in that rotors are made in pairs connected with the arrangement of screw surfaces towards each other symmetrically relative to the vertical axis of symmetry of the rotors, along which an additional central th branch pipe.

Description

Приложение №2 к решению о выдаче патента                                                                       Appendix No. 2 to the decision on the grant of a patent

к заявке № 2008101692/06(001853)                                                                       to application No. 2008101692/06 (001853)

ВИНТОВАЯ МАШИНАSCREW MACHINE

Полезная модель относится к области энергомашиностроения, конкретно к паровым и газовым винтовым машинам.The utility model relates to the field of power engineering, specifically to steam and gas screw machines.

Известна паровая винтовая машина (см. RU 2002130847 A, 10.06.2004, F01С1/16.), содержащая установленные в корпусе на подшипниках и находящиеся в зацеплении ведущий и ведомый винтовые роторы, выполненные в корпусе впускной и выпускной патрубки, на каждом роторе установлены паровые уплотнения и разделительная диафрагма, имеющая буферную полость, отделенную резьбовым уплотнением, между паровыми уплотнениями и разделительной диафрагмой образована дренажная полость.Known steam screw machine (see RU 2002130847 A, 06/10/2004, F01C1 / 16.), Containing mounted in the housing on bearings and meshed leading and driven screw rotors made in the housing of the inlet and outlet nozzles, steam rotors are installed on each rotor seals and a separation diaphragm having a buffer cavity separated by a threaded seal, a drainage cavity is formed between the steam seals and the separation diaphragm.

Недостатком известной машины являются высокие радиальные нагрузки, действующие на подшипники вследствие значительного веса роторов и сил давления парового или газового агента, что приводит к быстрому износу подшипников и уменьшению срока службы.A disadvantage of the known machine is the high radial loads acting on the bearings due to the significant weight of the rotors and the pressure forces of the steam or gas agent, which leads to rapid wear of the bearings and reduced service life.

Кроме того, при работе винтовой машины выделяется значительное количество энергии, что неблагоприятно сказывается на работе подшипников. Приходится отводить это тепло с помощью большого количества смазочно-охлаждающей жидкости, пропускаемой через теплообменный аппарат, что существенно снижает к.п.д. машины.In addition, during the operation of the screw machine, a significant amount of energy is released, which adversely affects the operation of the bearings. It is necessary to remove this heat with the help of a large amount of cutting fluid passed through a heat exchanger, which significantly reduces the efficiency cars.

Наиболее близкой к предложенному техническому решению является винтовая машина (см. RU 44746 U1, 27.03.2005, 27.03.2005), которая содержит установленные на подшипниках, находящиеся в зацеплении через согласующие шестерни ведущий и ведомый роторы с установленными на них лабиринтными уплотнениями. Снизу корпуса винтовой машины расположены впускной и выпускной патрубки.Closest to the proposed technical solution is a screw machine (see RU 44746 U1, 03/27/2005, 03/27/2005), which contains mounted on bearings, meshed through matching gears leading and driven rotors with labyrinth seals installed on them. At the bottom of the screw machine housing are the inlet and outlet pipes.

Недостатком указанной винтовой машины является быстрый износ уплотняющих элементов от воздействия высокого давления жидкого или газообразного рабочего тела. В результате нарушается их герметичность и система смазки подшипников. При перекачке газов и высокотоксичных жидкостей может произойти их утечка в окружающую среду, что отрицательно сказывается на экологической ситуации.The disadvantage of this screw machine is the rapid wear of the sealing elements from the effects of high pressure liquid or gaseous working fluid. As a result, their tightness and bearing lubrication system are violated. When pumping gases and highly toxic liquids, they can leak into the environment, which negatively affects the environmental situation.

Задачей полезной модели является повышение надежности работы винтовой машины за счет увеличения ресурса торцевых уплотнений и подшипников, а также повышение экологичности за счет исключения утечек в окружающую среду.The objective of the utility model is to increase the reliability of the screw machine by increasing the life of mechanical seals and bearings, as well as increasing environmental friendliness by eliminating leakages into the environment.

Поставленная задача решается винтовой машиной, содержащей установленные на подшипниках и находящиеся в корпусе в зацеплении через согласующие шестерни винтовые роторы, на которых установлены торцевые уплотнения, а также выполненные в корпусе патрубки для впуска и выпуска рабочего тела, расположенные снизу корпуса по краям винтовых роторов, в которой, в отличие от прототипа, роторы выполнены попарно соединенными с расположением винтовых поверхностей навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси симметрии роторов, по которой установлен дополнительный центральный патрубок.The problem is solved by a screw machine containing screw rotors mounted on bearings and located in the housing meshed through matching gears, on which mechanical seals are installed, as well as nozzles for the inlet and outlet of the working fluid located in the housing, located at the bottom of the housing along the edges of the screw rotors, which, unlike the prototype, the rotors are made in pairs connected with the arrangement of screw surfaces towards each other symmetrically relative to the vertical axis of symmetry of the rotors, which has an additional central pipe.

Предложенное конструктивное выполнение роторов со встречным расположением винтовых поверхностей на каждом из них и введение дополнительного центрального патрубка обеспечивает движение потока рабочего тела либо от центра к периферии (турбодетандерный режим), либо от периферии к центру (компрессорный режим). В обоих случаях в районе уплотнений и подшипников отсутствует высокое давление рабочего тела, что позволяет снизить на них нагрузку и повысить ресурс винтовой машины.The proposed constructive implementation of rotors with an opposite arrangement of screw surfaces on each of them and the introduction of an additional central nozzle ensures the flow of the working fluid either from the center to the periphery (turbine expansion) or from the periphery to the center (compressor mode). In both cases, in the area of seals and bearings, there is no high pressure of the working fluid, which reduces the load on them and increases the life of the screw machine.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид винтовой машины с продольным разрезом, на фиг.2 - вид снизу.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of a screw machine with a longitudinal section, in Fig.2 is a bottom view.

Винтовая машина имеет корпус 1, в котором расположены винтовые роторы, выполненные попарно соединенными из частей 2 и 3, имеющие винтовые поверхности, расположенные навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси симметрии 4 роторов. Роторы находятся в зацеплении и имеют согласующие шестерни 5. На торцах роторов установлены торцевые уплотнения 6, валы роторов установлены на подшипниках 7. В нижней части корпуса расположены по краям винтовых роторов патрубки 8 и 9 для впуска и выпуска рабочего тела. В центре корпуса по вертикальной оси симметрии роторов расположен дополнительный центральный патрубок 10.The screw machine has a housing 1, in which there are screw rotors made in pairs connected from parts 2 and 3, having screw surfaces located opposite each other symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the 4 rotors. The rotors are meshed and have matching gears 5. End seals 6 are installed on the ends of the rotors, the rotor shafts are mounted on bearings 7. At the bottom of the housing, nozzles 8 and 9 are located at the edges of the screw rotors for the inlet and outlet of the working fluid. In the center of the housing along the vertical axis of symmetry of the rotors there is an additional central pipe 10.

Винтовая машина может работать в режиме компрессора или детандера. Работа осуществляется следующим образом.The screw machine can operate in compressor or expander mode. The work is as follows.

В режиме компрессора газ низкого давления через патрубки 8 и 9 засасывается при вращении роторов и перемещается в центр, при этом происходит его сжатие и повышение давления. Через центральный патрубок 10 газ высокого давления подается потребителю. Поскольку высокое давление формируется только в центре устройства, торцевые уплотнения и подшипники работают в щадящем режиме. Таким образом, обеспечивается их повышенный ресурс и надежность работы устройства.In the compressor mode, low-pressure gas is sucked in through the nozzles 8 and 9 during rotation of the rotors and moves to the center, and this compresses and increases the pressure. Through the central pipe 10, high pressure gas is supplied to the consumer. Since high pressure is generated only in the center of the device, mechanical seals and bearings operate sparingly. Thus, their increased resource and reliability of the device.

В режиме детандера газ или пар высокого давления поступает в центральный патрубок 10. Поток движется от центра к торцам роторов и, постепенно расширяясь, приводит во вращение роторы. Энергия рабочего тела (газа или пара высокого давления) преобразуется в механическую работу. Отработанный газ или пар через патрубки 8 и 9 поступает в магистраль низкого давления для дальнейшего использования. Как и в предыдущем случае, торцевые уплотнения и подшипники не подвергаются вредному воздействию высокого давления, что существенно продлевает их ресурс.In the expander mode, gas or high-pressure steam enters the central nozzle 10. The flow moves from the center to the ends of the rotors and, gradually expanding, rotates the rotors. The energy of the working fluid (gas or high pressure steam) is converted into mechanical work. The exhaust gas or steam through the nozzles 8 and 9 enters the low pressure line for further use. As in the previous case, mechanical seals and bearings are not exposed to the harmful effects of high pressure, which significantly prolongs their life.

Таким образом, предложенная полезная модель позволяет повысить надежность работы винтовой машины, ее экологичность за счет исключения вредного воздействия на торцевые уплотнения и подшипники газа и пара высокого давления.Thus, the proposed utility model allows to increase the reliability of the screw machine, its environmental friendliness by eliminating the harmful effects on mechanical seals and bearings of gas and high pressure steam.

Claims (1)

Винтовая машина, содержащая установленные на подшипниках и находящиеся в корпусе в зацеплении через согласующие шестерни винтовые роторы, на которых установлены торцевые уплотнения, а также выполненные в корпусе патрубки для впуска и выпуска рабочего тела, расположенные снизу корпуса по краям винтовых роторов, отличающаяся тем, что роторы выполнены попарно соединенными с расположением винтовых поверхностей навстречу друг другу симметрично относительно вертикальной оси симметрии роторов, по которой установлен дополнительный центральный патрубок.

A screw machine comprising screw rotors mounted on bearings and located in the housing and engaged through matching gears, on which mechanical seals are mounted, as well as nozzles for the inlet and outlet of the working fluid located in the housing, located at the bottom of the housing along the edges of the screw rotors, characterized in that rotors are made in pairs connected with the arrangement of screw surfaces towards each other symmetrically relative to the vertical axis of symmetry of the rotors, along which an additional central th branch pipe.