ЖИДКОСТНАЯ СИСТЕМА СМАЗКИ ТУРБОГЕНЕРАТОРНОГО БЛОКА Российский патент 1995 года по МПК F01D25/18 F02C7/06 

Изобретение относится к энергетике, в частности к системам смазки и охлаждения турбогенераторов автономных энергоустановок, преимущественно к жидкостным системам смазки и охлаждения ротора турбогенератора с подшипниками скольжения.

Известна система смазки турбогенераторного блока, содержащая насос, теплообменник, фильтр и аккумулятор давления с компенсационным запасом смазки.

Недостатком указанной системы смазки является необходимость в насосе или насосе с приводом, что снижает надежность, эффективность и ухудшает массогабаритные характеристики энергоустановки.

Известен генератор с комбинированной системой смазки и охлаждения ротора, в которой ротор имеет замкнутый объем с необходимым количеством теплоносителя с осевыми и радиальными каналами, представляющими тепловую трубу, а к подшипникам скольжения смазка подается в радиальном направлении от внешнего источника давления.

Недостатком системы смазки является необходимость насоса с приводом, что снижает надежность, эффективность и ухудшает массогабаритные характеристики энергоустановки.

Целью изобретения является повышение надежности, эффективности и улучшение массогабаритных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в жидкостной системе смазки турбогенераторного блока, имеющего ротор с последовательно соединенными глухим осевым и радиальными каналами, установленный в радиальных и упорном подшипниках с образованием между неподвижной пятой последнего и ротором осевого зазора, с которым сообщен канал для подачи смазки, содержащей насос и последовательно установленные теплообменник, аккумулятор давления, частично заполненный смазкой, и фильтр, причем вход теплообменника подключен к трубопроводу отвода смазки от подшипников, а вход фильтра сообщен посредством трубопровода с каналом для подачи смазки, насос выполнен в виде радиальных лопаток закрутки, установленных на роторе со стороны неподвижной пяты упорного подшипника, образующей с прилегающим корпусом радиального подшипника и наружной цилиндрической поверхностью ротора, на которой укреплены радиальные лопатки закрутки, камеру закрутки смазки, при этом в неподвижной пяте упорного подшипника в плоскости нормальной оси ротора выполнен радиальный канал с тангенциальным входом, размещенным в камере закрутки смазки и направленным в сторону, противоположную направлению вращения ротора, а выход сообщен через осевой зазор с глухим осевым каналом ротора.

На чертеже показана жидкостная система смазки для бироторного турбогенератора блока.

Система содержит трубопроводы подвода и отвода смазки, теплообменник 1, вход которого подключен к трубопроводу отвода смазки, а выход соединен трубопроводом с входом фильтра 2. К указанному трубопроводу подключен аккумулятор давления 3 с компенсационным запасом смазки, выход фильтра 2 соединен трубопроводом подачи смазки с объемом камеры закрутки смазки 4. В неподвижной пяте 5 упорных подшипников 6 выполнены два разделенных в осевом направлении мембраной 7 с дренажным отверстием 8 радиальных с тангенциальными входами, направленными в сторону, противоположную направлению вращения ротора 9, канала 10, выходы которых через осевые зазоры упорных подшипников 6 сообщаются с входами глухих осевых каналов 11 роторов 9, а входы размещены в камерах закрутки смазки 4, образованных корпусами 12 радиальных подшипников 13, мембраной 7 и наружными цилиндрическими поверхностями роторов 9, выступающими в камеры закрутки смазки 4, на концах которых установлены радиальные лопатки закрутки 14. В плоскости подвода смазки к радиальным подшипникам 13 в роторе 9 выполнены радиальные каналы 15, сообщающиеся входами с осевым каналом 11 ротора 9, а выходами с каналами подачи смазки в радиальные подшипники 13. Коллектор слива 16 смазки из радиальных подшипников 13 подключен к трубопроводу отвода смазки.

Система смазки турбогенераторного блока работает следующим образом.

Вращающийся ротор 9 с помощью лопаток закрутки 14 закручивает смазку в камере закрутки 4, которая, поступая в радиальные каналы 10 неподвижной пяты 5, повышает свое давление за счет преобразования кинетической энергии закрученного потока в потенциальную энергию давления и далее поступает в осевой канал 11 ротора 9. Из осевого канала 11 часть расхода смазки в количестве, достаточном для работы упорного подшипника 6, отбирается через его осевой зазор, а из упорного подшипника 6 сливается в камеру закрутки 4. Оставшаяся часть расхода смазки, протекая по осевому каналу 11 ротора 9, охлаждает его и поступает в радиальные каналы 15 ротора 9, представляющие парциальный центробежный насос, повышает давление и поступает в канал подвода смазки к радиальным подшипникам 13, из которых сливается в сборные коллекторы 16 и далее по трубопроводу отвода смазки поступает на вход теплообменника 1, где отдав тепло потерь трения и электромагнитных потерь ротора, охлаждается до необходимой температуры и поступает на вход фильтра 2, в котором очищается от твердых частиц продуктов износа подшипников, уплотнений и окисления смазки.

Из фильтра 2 смазка поступает по трубопроводу подачи смазки в камеру закрутки 4. Аккумулятор давления 3 с компенсационным запасом смазки служит для поддержания необходимого минимального давления смазки в системе, компенсации температурных изменений объема системы и утечек смазки через динамические контактные уплотнения радиальных подшипников.

Упорный подшипник 6 работает следующим образом. Лопатки закрутки 14 выполнены так, что при вращении роторов 9 на каждой из них создается осевое усилие, прижимающее их к неподвижной пяте 5. Осевой зазор между торцами роторов 9 и неподвижной пятой 5 устанавливается таким, при котором в нем образуется гидродинамическийи клин, воспринимающий указанное осевое усилие.

Использование: в системах смазки и охлаждения турбогенераторов автономных энергоустановок. Сущность изобретения: вращающийся ротор с помощью лопаток закрутки закручивает смазку в камере закрутки, которая, поступая в радиальные каналы неподвижной пяты, повышает свое давление и далее поступает в осевой канал ротора. Из осевого канала ротора часть расхода смазки отбирается в количестве, достаточном для работы пяты упорного подшипника, образующей с прилегающим корпусом радиального подшипника и наружной цилиндрической поверхностью ротора, на которой укреплены радиальные лопатки закрутки, камеру закрутки смазки, в которую сливается указанная часть расхода смазки из упорного подшипника. 1 ил.

ЖИДКОСТНАЯ СИСТЕМА СМАЗКИ ТУРБОГЕНЕРАТОРНОГО БЛОКА, имеющего ротор с последовательно соединенными глухим осевым и радиальными каналами, установленный в радиальных и упорном подшипниках с образованием между неподвижной пятой последнего и ротором осевого зазора, с которым сообщен канал для подачи смазки, содержащая насос и последовательно установленные теплообменник, аккумулятор давления, частично заполненный смазкой, и фильтр, причем вход теплообменника подключен к трубопроводу отвода смазки от подшипников, а выход фильтра сообщен посредством трубопровода с каналом для подачи смазки, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, эффективности и улучшения массогабаритных характеристик при использовании турбогенераторного блока в автономной энергоустановке, насос выполнен в виде радиальных лопаток закрутки, установленных на роторе со стороны неподвижной пяты упорного подшипника, образующей с прилегающим корпусом радиального подшипника и наружной цилиндрической поверхностью ротора, на которой укреплены радиальные лопатки закрутки, камеру закрутки смазки, при этом в неподвижной пяте упорного подшипника в плоскости нормальной оси ротора выполнен радиальный канал с тангенциальным входом, размещенным в камере закрутки смазки и направленным в сторону, противоположную направлению вращения ротора, а выход сообщен через осевой зазор с глухим осевым каналом ротора.