SU1101586A1 - Центробежна турбомашина - Google Patents

Abstract

1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ТУРБОМАШИНА , содержаща  корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, установленное на валу посредством сферического соединени  с возможностью углового перемещени  в плоскости вращени  колеса, и щелевые уплотнени , отличающа с  тем, что, с целью автоматического уравновешивани  радиальных сил, рабочее колесо снабжено упругими элементами, расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединени , последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечени  оси вала и оси/отводного канала, а щелевые уплотнени  выполнены сферическими с тем же центром. 2. Турбомашина по п. I, отличающа с  тем, что Соединение выполнено щлицевым, причем между выступами шлицев установлены элементы качени , подпружиненные со стороны вала.

Description

Изобретение относитс  к компрессорои насосостроению и может быть использовано в центробежных компрессорах и насосах .

Известна центробежна  турбомашнна, содержаща  расположенное в корпусе на валу рабочее колесо, на наружной поверхности которого помещены разгрузочные импеллеры на подшипниках, а подшипники подпружинены и установлены с возможностью осевого перемещени .

При по влении неравномерного газодинамического воздействи  на рабочее колесо , оно смещаетс  и один из импеллеров выходит из зацеплени  с рабочим колесом и становитс  неподвижным, при этом вызывает уменьшение давлени , вследствие чего и под действием подпружиненного подшипника рабочее колесо устанавливаетс  в нормальное положение 1.

Недостатком конструкции  вл етс  то, что она не позвол ет уравновешивать газодинамические радиальные силы и снизить вибрацию ротора, вследствие возникновени  неуравновешенной осевой силы.

Наиболее близким к изобретению по техничeckoй сущности и достигаемому результату  вл етс  центробежна  турбомашина содержаща  корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединени  с возможностью углового перемещени  в плоскости вращени  колеса, и щелевые уплотнени  2.

Недостатком известной конструкции  вл етс  необходимость переналадки при работе турбомашины на различных режимах, что в услови х эксплуатации, особенно многоступенчатых машин, весьма затруднено и экономически невыгодно.

Целью изобретени   вл етс  автоматическое уравновешивание радиальных сил.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в центробежной турбомашине, содержащей корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединени  с возможностью углового перемещени  в плоскости вращени  колеса, и щелевые уплотнени , рабочее колесо снабжено упругими элементами, .расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединени , последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечени  оси вала и оси отводного канала, а щелевые уплотнени  выполнены сферическими с тем же центром.

Кроме того, соединение выполнено шлицевым , причем между выступами шлицев

установлены элементы качени , подпружи ненные со стороны вала.

На фиг. 1 представлена центробежна  турбомашина , продольный разрез (вариант исполнени  сферического соединени  - опора скольжени ); на фиг. 2 - то же, с опорой качени ; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема м.ногоступенчатого насоса, по сн юща  причины возникновени  радиальных сил.

Устройство в варианте исполнени  опоры скольжени  (фиг. 1) содержит корпус 1 с центральным Отводным каналом 2 и расположенные в нем рабочее колесо 3 со ступицей 4, размещенное на валу 5 посредством сферического- соединени  б с возможностью углового перемещени  в плоскости вращени  колеса 3, и щелевые уплотнени  7. Рабочее колесо 3 снабжено упругими элементами 8, расположенными в ступице 4 по обе стороны в меридианальной плоскости колеса 3 по касательным к окружности сферической поверхности 9 соединени  6, последнее размещено между ступицей 4 и валом 5, причем геометрический центр радиуса сферы 9 совпадает с точкой пересечени  10 оси 11 вала 5 и оси 12 отводного канала 2; а щелевые уплотнени  7 выполнены сферическими с тем же центром.

В варианте исполнени  опоры качени  (фиг. 2 и фиг. 3) соединение 6 выполнено шлицевым, причем между выступами 13 установлены элементы 14 качени , подпружине«ные со стороны вала 5.

Устройство работает следующим образом.

В процессе нагнетани  рабочее колесо 3 под воздействием статических и переменных газодинамических сил самоустанавливаетс , на сферической поверхности 9 посредством упругих элементов 8, измен   зазоры между рабочим колесом 3 и корпусом 1 и соответственно пол  давлений таким образом, что силы уравновешиваютс . При этом исключаютс  моменты, действующие на вал 5 при жестком креплении рабочего колеса 3 и которые вызывают радиальные силы.

В варианте исполнени  сферического соединени  б с опорой качени  под воздействием газодинамических (гидродинамических ) сил угловое перемещение рабочего колеса 3 осуществл етс  при значительно меньших усили х в сравнении с вариантом соединени  б с опорой качени . Кроме того, между выступами 13 и ступицей рабочего колеса 3 установлены элементы 14 качени , что замен ет при повороте рабочего колеса трение скольжени  на тренне качени .

Использование данной конструкции центробежной турбомашины позвол ет автоматическ ,и согласовывать элементы проточной части, уменьшить вибрацию и снизить радиальные силы, действуюшие на подшипНИКИ ротора, повысить долговечиость ротора , вследствие чего данна  конструкци  центробежной турбомашины дает возможность повысить КПД, улучшить вибрационные характеристики, автоматически уравновешивать радиальные силы и повысить надежность компрессора.

Применение центробежной турбомашины с ротором с самоустанавливающимис  рабочими колесами позвол ет предотвратить преждевременную остановку машины и обеспечить более длительную и надежную работу технологических линий химических производств.

Таким образом, автоматическое уравновешивание радиальных сил в центробежной турбомашине позволит получить значительный экономический эффект за счет повышени  надежности технологических линий химических производств.

Claims (2)

1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ТУРБО-

МАШИНА, содержащая корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, установленное на валу посредством сферического соединения с возможностью углового переме щения в плоскости вращения колеса, и щелевые уплотнения, отличающаяся тем, что, с целью автоматического уравновешивания радиальных сил, рабочее колесо снабжено упругими элементами, расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединения, последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечения оси вала и оси/отводного канала, а щелевые уплотнения выполнены сферическими с тем же центром.

2. Турбомашина по π. 1, отличающаяся тем, что Соединение выполнено шлицевым, причем между выступами шлицев установлены элементы качения, подпружиненные со стороны вала.

<Dw.1