ТУРБОКОМПРЕССОР Российский патент 2002 года по МПК F04D25/04 

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен турбокомпрессор, содержащий корпус турбины и компрессора, ось, неподвижно закрепленную в корпусе, рабочее колесо центробежного компрессора и тубины, установленные на оси посредством подшипников, соединенные друг с другом в центральной части, корпус турбины и компрессора, соединенные скобой в виде полуколец с трапецеидальной канавкой на внутренней поверхности, охватывающей ответные выступы корпусов, причем полукольца стянуты винтами (а. с. N 1776885, F 04 D 25/04).

Недостатком данной конструкции является близкое расположение рабочих колес турбины и компрессора, недостаточная теплоизоляция их.

Известен турбокомпрессор, содержащий рабочие колеса турбины и компрессора, размещенные по двухконсольной схеме с расположением подшипников между ними; корпус подшипников, соединенный с одной стороны с корпусом компрессора с помощью стопорного кольца, а с другой стороны соединенный с корпусом турбины, с помощью хомута, имеющего внутренний трапецеидальный профиль, охватывающий ответные выступы корпусов подшипников и турбины и выполненного в виде двух стягивающих полуколец, соединенных с помощью болтов (пат.N 62-53692 Японии, F 01 D 25/14).

Недостатком данной конструкции является большая номенклатура крепежных элементов, длительный процесс демонтажа и монтажа при переориентации соединяемых фланцев для изменения положения впускного патрубка турбины и выпускного патрубка компрессора, что необходимо при использовании данного турбокомпрессора в различных двигателях.

Задачей предполагаемого изобретения является упрощение конструкции турбокомпрессора, позволяющей использование его в различных двигателях.

Данная техническая задача решается следующим образом. Турбокомпрессор, имеющий двухконсольную схему расположения рабочих колес турбины и центробежного компрессора с подшипниками между ними, корпуса с фланцами, соединенных скобами, выполненных в виде части кольца с трапецеидальной внутренней канавкой, охватывающей ответные фланцы соединяемых корпусов. Скобы имеют отверстие в центре для установки их на маслоподводящие и маслоотводящие патрубки корпуса подшипников и закреплены на них с помощью специальных крепежных элементов. Количество скоб должно быть не менее двух. Фланцы соединяемых корпусов со стороны, противоположной торцу, имеют коническую поверхность, угол наклона которой к торцу фланца равен углу наклона боковой стороны внутреннего трапецеидального профиля скобы, охватывающей ответные фланцы; этот угол равен углу трения. Диаметры соединяемых фланцев равны. Такая конструкция турбокомпрессора надежна, проста, технологична, позволяет легко переориентировать расположение фланцев с цепью изменения положения входящего патрубка турбины и выходящего патрубка компрессора для использования данного турбокомпрессора с другим двигателем.

На фиг.1 изображен турбокомпрессор в разрезе, на фиг.2 - скоба в изометрии, на фиг.3 - элемент А.

Турбокомпрессор состоит из рабочего колеса турбины 1, соединенного неподвижно с валом 2, рабочего колеса компрессора 3, узла подшипников, находящихся в корпусе 4, имеющего маслоподводящий патрубок 5 и маслоотводящий патрубок 6, корпуса турбины 7, корпуса компрессора 8, имеющих фланцы 9 и 10 соответственно. Корпуса 7 и 8 соединены скобами 11, установленные на маслоподводящий патрубок 5 и маслоотводящий патрубок 6 с помощью отверстия, расположенного в центре скобы и закрепленные на них с помощью гаек 12 и шайб 13 специального профиля, предохраняющие гайки от откручивания. Скоба 11 представляет собой часть кольца с внутренней трапецеидальной канавкой 14, боковые стороны которой имеют угол наклона, равный углу наклона конусной поверхности ответного фланца к его торцу и равен углу трения. В центре скобы расположено отверстие 15 для ее установки. Конусная поверхность на фланце расположена со стороны, противоположной торцу. Такой угол наклона способствует удержанию скоб на фланцах. Диаметры соединяемых фланцев корпусов турбины и компрессора равны. Количество скоб, соединяющих корпуса турбины, подшипника и компрессора, не менее двух.

Сборка турбокомпрессора происходит следующим образом. Рабочее колесо турбины 1 соединяют с валом 2 сваркой трением, затем устанавливают колесо компрессора 3 и производят балансировку. После чего демонтируют колесо компрессора 3 и осуществляют окончательную сборку среднего корпуса подшипников 4, узла подшипника, завершая установкой колеса компрессора 3, и затягивают гайку нормированным моментом.

Для соединения корпуса турбины 7, корпуса компрессора 8 со средним корпусом подшипников 4 одевают скобы 11 на маслоподводящий патрубок 5 и маслоотводящий патрубок 6, закрепляют шайбы 13 и навешивают гайки 12. Турбокомпрессор готов для эксплуатации, для установки данного турбокомпрессора для другого двигателя необходимо переориентировать фланцы 9 и 10 с целью изменения положения входного патрубка турбины (не показано) и выходного патрубка компрессора (не показано). Отвинчивают гайки 12, снимают шайбы 13, скобы 11, переориентируют фланцы 9 и 10 с ориентацией входного патрубка турбины (не показано) и выходного патрубка компрессора (не показано) для нового двигателя. Вновь устанавливают скобы 11 на маспоподводящий патрубок 5 и маслоотводящий патрубок 6, закрепляют шайбы 13, завинчивают гайки 12. Турбокомпрессор готов к эксплуатации. Таким образом, расширен диапазон применения турбокомпрессора данной конструкции для различных двигателей. Переналадка происходит быстро, без особых усилий.

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания и позволяет переориентировать положение впускного патрубка турбины и выпускного патрубка компрессора для использования его для других двигателей. Турбокомпрессор состоит из рабочих колес турбины и компрессора, расположенных консольно с подшипниковым узлом посередине, корпусов с фланцами турбины и компрессора, корпуса подшипников, имеющего маслоподводящие и маслоотводящие патрубки, на которые одеваются скобы с помощью отверстия, являющиеся частью кольца, охватывающие ответные фланцы соединяемых корпусов и имеющих внутреннюю трапецеидальную канавку. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Турбокомпрессор, содержащий рабочее колесо турбины и центробежного компрессора, расположенные по двухконсольной схеме с внутренним расположением подшипников, корпус подшипников с маслоподводящими и маслоотводящими патрубками, корпус турбины и центробежного компрессора с фланцами, соединенные стягивающим элементом с внутренним трапецеидальным профилем, охватывающим ответные фланцы корпусов, отличающийся тем, что стягивающий элемент выполнен в виде скоб, выполненных как часть кольца, имеющих отверстие в центре для установки на маслоподводящие и маслоотводящие патрубки и закрепленных с помощью специальных крепежных элементов. 2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что количество скоб, соединяющих корпуса, не менее двух. 3. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что фланцы соединяемых корпусов со стороны, противоположной торцу, имеют конусную поверхность, угол наклона которой к торцу равен углу наклона боковой стороны трапецеидального внутреннего профиля скобы и равен углу трения. 4. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что диаметры фланцев соединяемых корпусов равны.