Устройство опорное Российский патент 2022 года по МПК F04D29/04 

Предлагаемое изобретение относится к элементам крепления и установки лопастных насосов для перекачивания жидкостей с высокой температурой и может быть преимущественно использовано на атомных электростанциях (АЭС) в главных циркуляционных насосных агрегатах (ГЦНА) предназначенных для контура теплоносителя ядерной энергетической установки (ЯЭУ), проходящего через активную зону реактора.

Одним из основных требований к работе ГЦНА является возможность перемещения насосного агрегата в направлении от основной линии главного циркуляционного трубопровода (ГЦТ) по причине его температурных расширений в процессе разогрева и охлаждения. Для обеспечения данного условия в конструкции ГЦНА предусмотрены три подвижных устройства опорных.

Известен ГЦНА для реакторных установок типа ВВЭР [патент РФ №RU 2191928 МПК F04D 29/04, F04D 29/60, опубл.27.10.2002 Бюл. №30]. Насосный агрегат содержит лопастной насос, корпус, который соединен с узлом приводного двигателя с помощью несущей проставки, и опорные устройства, каждое из которых включает опорную плиту, опирающуюся на ролики, пакет тарельчатых пружин, собранных в стакане и поджимаемых через диск регулировочным винтом, ввернутым в гайку. Устройство содержит стержень, установленный с зазором в соосных отверстиях, выполненных в регулировочном винте, диске и дне стакана. Один конец стержня закреплен в опорной плите, а другой расположен над торцом регулировочного винта. Несущая проставка снабжена съемными кронштейнами с упорными болтами для взаимодействия с фундаментом. В каждом опорном устройстве стакан размещен в корпусе регулировочного механизма с возможностью осевого перемещения, ограниченного фиксирующими винтами. Корпус размещен во втулке, выполненной в опорной лапе несущей проставки, с возможностью ограниченного осевого перемещения и снабжен средствами фиксации в окружном направлении. Регулировочный механизм снабжен стопорной планкой с центральным отверстием по форме головки регулировочного винта, охватывающим последнюю. Резьба нижнего конца стержня и соответствующего резьбового отверстия в опорной плите выполнена противоположной резьбе регулировочного винта. Верхний конец стержня снабжен головкой для взаимодействия с верхним торцом регулировочного винта. Ролики верхнего и нижнего комплектов установлены в корпусе опоры роликовой с возможностью радиального смещения и помещены в сепараторы с возможностью перемещения по пазам обойм. Разделяющая комплекты роликов плита средняя снабжена средствами центрирования в виде упоров, вводимых радиально через резьбовые отверстия в корпусе опоры и предназначенных для взаимодействия с сепараторами и средней плитой. В плите нижней выполнена кольцевая проточка под установку элемента уплотнения. Плита нижняя, с установленным на ней элементом уплотнения, опускается во фланец и опирается на основание (фундаментную) плиту. Опора роликовая снабжена отделяемым основанием с цилиндрическим выступом в верхней части и средствами установки взаимной перпендикулярности осей вращения роликов, и средствами фиксации указанных осей под углом 45° к направлению перемещения устройства опорного. Изобретение направлено на обеспечение возможности монтажа (демонтажа) регулировочного механизма опорного устройства в сборе без удаления опоры из-под опорной лапы и исключение при этом: силового воздействия на трубопроводы контура; предотвращение самоотворачивания регулировочного винта; упрощение поворотной операции совмещения вертикальных осей опоры и втулки опорной лапы; исключение необходимости дополнительного грузоподъемного оборудования и уменьшение габарита опоры.

Недостатком данного устройства опорного является узел уплотнения, расположенный в опоре роликовой. После проведения обслуживания устройства опорного, в процессе сборки опоры роликовой, при установке элемента уплотнения между фланцем, плитой нижней и плитой фундаментной невозможно проконтролировать установку элемента уплотнения. При установке элемента уплотнения на бурт плиты нижней, образованный кольцевой проточкой, происходит замятие элемента уплотнения о края плиты фундаментной. В случае установки элемента уплотнения на бурт плиты фундаментной, при ее установке во фланец выявлено сползание элемента уплотнения и его замятие о края двух ступенчатых проточек в нижней части фланца. Замятие элемента уплотнения о края плиты фундаментной и сползание элемента уплотнения с плиты нижней с последующим замятием о края ступенчатых проточек фланца приводят к перекосу плиты нижней относительно фланца и относительно плиты опорной, что приводит к нарушению уплотнения. Нарушение уплотнения между плитой нижней, плитой фундаментной и фланцем приводит к снижению объема смазки внутри опоры роликовой. Снижение объема смазки или ее полное отсутствие приводит к повышенному износу трущихся поверхностей (роликов и плит), что негативно сказывается на работе всей конструкции устройства опорного в период его эксплуатации и, как следствие, приводит к снижению общего срока службы устройства опорного.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства опорного обладающего повышенными надежностью, ремонтопригодностью и сроком службы. В ходе решения данной задачи достигается совокупность технических результатов:

- применение двух плит универсальных, которые заменяют плиту верхнюю и плиту нижнюю, упрощает процесс изготовления плит и сборки устройства опорного;

- уменьшено количество технологических отверстий (отверстий под рым-болты) плит универсальных с четырех до одного, что позволило сократить время операций по строповке и перекантовке плит универсальных;

- реализован контроль установки элемента уплотнения, за счет изменения конструкции узла уплотнения опоры роликовой путем переработки узла: фланец - плита фундаментная - элемент уплотнения - плита универсальная (заменила плиту нижнюю), и размещения элемента уплотнения в кольцевой проточке плиты фундаментной;

- продление общего срока службы устройства опорного обеспечивается отсутствием перекоса и сохранением объема смазки внутри опоры роликовой в период эксплуатации за счет отсутствия замятия элемента уплотнения о края фланца и отсутствия сползания элемента уплотнения с плиты фундаментной при ее установке;

- уменьшение габаритов и веса устройства опорного при сохранении величины перемещения ГЦНА в результате изменения конструкции и габаритов опоры роликовой, а именно: изменений конструкции узла уплотнения, формы и габаритов фланца, плиты универсальной, плиты фундаментной, плиты опорной, козырька, элементов регулировочных.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство опорное состоит из: механизма регулировочного и опоры роликовой, соединенных крепежным элементом. Механизм регулировочный включает в себя винт опорный, вкрученный во втулку резьбовую, закрепленную крепежными элементами во втулке цилиндрической, давящий на подпятник. Подпятник передает усилие сжатия, через подшипник, на диск стакана с набором тарельчатых пружин. Стакан установлен во втулке цилиндрической и передает нагрузку на опору роликовую через полусферу. Опора роликовая состоит из: плиты опорной, которая опирается на козырек, соединенный с фланцем крепежными элементами; двух плит универсальных; двух рядов роликов с устройствами направляющими и устройствами ограничивающими, разделенных средней плитой; узла уплотнения фланец - плита фундаментная - элемент уплотнения - плита универсальная.

Плита опорная давит на два ряда роликов, разделенных плитой средней и ограниченных двумя плитами универсальными. Два ряда роликов с устройствами направляющими и устройствами ограничивающими, две плиты универсальные и плита средняя расположены в полости фланца.

Применены две новые унифицированные плиты универсальные с одним технологическим отверстием под рым-болт в каждой из плит. Плиты универсальные заменили различные по форме плиты верхнюю и нижнюю с четырьмя технологическими отверстиями под рым-болты в каждой из плит. Две плиты универсальные размещены в полости фланца, который снизу соединен с фундаментной плитой с помощью крепежных элементов, сверху ограничен козырьком и плитой опорной. Фланец ограничивает две плиты универсальные, два ряда роликов с плитой средней между ними и устройства направляющие и ограничивающие. Во фланце радиально расположены два ряда элементов регулировочных для регулировки и фиксации устройств ограничивающих двух рядов роликов.

Для обеспечения перемещения ГЦНА в направлении от основной линии ГЦТ, по причине его температурных расширений в процессе разогрева и охлаждения, два ряда роликов располагаются под любым углом друг относительно друга кроме параллельного расположения.

Новый узел уплотнения опоры роликовой представляет собой соединение плиты фундаментной с фланцем с помощью крепежных элементов и установленным элементом уплотнения в паз, образованный кольцевой проточкой на внутренней поверхности фундаментной плиты. Сверху элемент уплотнения ограничен плитой универсальной.

За счет того, что перенесено место уплотнения в опоре роликовой, с внутренней стороны фланца исключены две ступенчатых проточки, применена плита универсальная и на внутренней торцевой поверхности плиты фундаментной выполнена кольцевая проточка для установки и центрирования элемента уплотнения, предложенная конструкция узла уплотнения исключает радиальное перемещение элемента уплотнения, его сползание и замятие при сборке/разборке устройства опорного.

В результате изменения конструкции и габаритов устройства опорного, а именно изменений конструкции узла уплотнения, формы и габаритов: фланца, плиты универсальной, плиты фундаментной, плиты опорной, козырька, элементов регулировочных - достигнуто уменьшение габаритов и веса устройства опорного при сохранении величины перемещения ГЦНА.

Предположенная конструкция устройства опорного реализует возможность контроля установки элемента уплотнения в процессе сборки/разборки опоры роликовой, гарантирует качественное уплотнение и сохранение объема смазки внутри опоры роликовой в течение всего срока службы устройства опорного.

Предлагаемое устройство (в частном случае) поясняется чертежами:

фиг. 1 - насосный агрегат (общий вид);

фиг. 2 - устройство опорное (Вид А);

фиг. 3 - опора роликовая (Вид Б);

фиг. 4 - опора роликовая (Вид В-В).

Устройство опорное фиг. 1 (1) состоит из механизма регулировочного (2) и опоры роликовой (3), соединенных между собой крепежным элементом (4). Механизм регулировочный фиг. 2 (2) включает в себя винт опорный (5), вкрученный в резьбовую втулку (6), закрепленную крепежными элементами (7) во втулке цилиндрической (8), и давящий на подпятник (9). Подпятник (9) передающий усилие сжатия через подшипник (10) на диск (11) и на набор тарельчатых пружин (12), расположенных в корпусе (13).

Корпус (13) с набором тарельчатых пружин (12), установленный во втулке цилиндрической (8), передает нагрузку на опору роликовую (3) через полусферу (14). Опора роликовая фиг. 2 (3) состоит из плиты опорной (15) с установленной на ней полусферой (14). Плита опорная (15) установлена на козырьке (16), который соединен с одной стороной фланца (17) крепежными элементами (18). Другой стороной фланец (17) установлен на фундаментной плите (19) и соединен с ней крепежными элементами (20). На внутренней торцевой поверхности фундаментной плиты (19) выполнена кольцевая проточка, в которую установлен элемент уплотнения (21), уплотняющий разъем фланец (17) - плита фундаментная (19) - плита универсальная (22). Внутри фланца (17) фиг. 3 сверху и снизу установлены две плиты универсальные (22), между которыми расположены два ряда роликов (23) с устройствами направляющими (24) и устройствами ограничивающими (25). Два ряда роликов (23) разделены плитой средней (26).

Фланец (17) ограничивает две плиты универсальные (22) и два ряда роликов (23) с плитой средней (26) между ними. Во фланце (17) фиг. 4 радиально расположены два ряда регулировочных элементов (27) для регулировки и фиксации устройств ограничивающих (25) двух рядов роликов (23). Устройства направляющие (24) и устройства ограничивающие (25) и плита средняя (26) обеспечивают установку осей вращения двух рядов роликов относительно оси направления перемещения устройства опорного под любым углом, за исключением параллельного расположения.

В частном случае, оси вращения двух рядов роликов могут располагаться под углом 45° к направлению перемещения устройства опорного.

Процесс сборки устройства опорного, после проведения обслуживания, ускорен:

- за счет снижения номенклатуры собираемых деталей;

- за счет уменьшения количества технологических отверстий (отверстий под рым-болты) с четырех до одного в каждой из плит универсальных, а также упрощения схемы строповки и перекантовки;

- за счет изменения места уплотнения устройства опорного и замены плит верхней и нижней на плиты универсальные в опоре роликовой. Уменьшено количество операций по контролю сползания и замятия элемента уплотнения во время сборочного процесса устройства опорного за счет того, что элемент уплотнения устанавливается в паз, образованный кольцевой проточкой фундаментной плиты и узла соединения фланца с плитой фундаментной; сверху элемент уплотнения ограничен плитой универсальной.

Изобретение относится к элементам крепления и установки насосов для перекачивания жидкостей с высокой температурой и может быть преимущественно использовано на атомных электростанциях (АЭС) в главных циркуляционных насосных агрегатах (ГЦНА), предназначенных для контура теплоносителя ядерной энергетической установки (ЯЭУ), проходящего через активную зону реактора. Устройство опорное (1) состоит из механизма регулировочного (2) и опоры роликовой (3), соединенных между собой крепежным элементом (4); механизм регулировочный (2) включает в себя винт опорный (5), вкрученный в резьбовую втулку (6), закрепленную крепежными элементами (7) во втулке цилиндрической (8); винт опорный (5) давит на подпятник (9), который передает усилие сжатия через подшипник (10) на диск (11) и на набор тарельчатых пружин (12), расположенных в корпусе (13); корпус (13) с набором тарельчатых пружин (12) установлен во втулке цилиндрической (8) и передает нагрузку на опору роликовую (3) через полусферу (14); опора роликовая (3) состоит из плиты опорной (15) с установленной на ней полусферой (14), плита опорная (15) установлена на козырьке (16), который соединен с одной стороной фланца (17) крепежными элементами (18), другой стороной фланец (17) установлен на плите фундаментной (19) и соединен с ней крепежными элементами (20); на внутренней торцевой поверхности плиты фундаментной (19) выполнена кольцевая проточка, в которую установлен элемент уплотнения (21), уплотняющий разъем фланец (17) - плита фундаментная (19) - плита универсальная (22); внутри фланца (17), сверху и снизу, установлены две плиты универсальные (22), ограничивающие два ряда непараллельно расположенных роликов (23), объединенных устройствами направляющими (24) и устройствами ограничивающими (25); два ряда роликов (23) разделены плитой средней (26); во фланце (17) радиально расположены два ряда регулировочных элементов (27) для регулировки и фиксации устройств ограничивающих (25). Изобретение направлено на: сокращение времени сборки/разборки во время обслуживания устройства опорного; обеспечение сохранения объема смазки в устройстве опорном в период эксплуатации, что увеличивает общий срок службы устройства опорного; уменьшение габаритов устройства опорного. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство опорное (1), состоящее из механизма регулировочного (2) и опоры роликовой (3), соединенных между собой крепежным элементом (4); механизм регулировочный (2) включает в себя винт опорный (5), вкрученный в резьбовую втулку (6), закрепленную крепежными элементами (7) во втулке цилиндрической (8); винт опорный (5) давит на подпятник (9), который передает усилие сжатия через подшипник (10) на диск (11) и на набор тарельчатых пружин (12), расположенных в корпусе (13); корпус (13) с набором тарельчатых пружин (12) установлен во втулке цилиндрической (8) и передает нагрузку на опору роликовую (3) через полусферу (14); опора роликовая (3) состоит из плиты опорной (15) с установленной на ней полусферой (14), плита опорная (15) установлена на козырьке (16), который соединен с одной стороной фланца (17) крепежными элементами (18), другой стороной фланец (17) установлен на плите фундаментной (19) и соединен с ней крепежными элементами (20); на внутренней торцевой поверхности плиты фундаментной (19) выполнена кольцевая проточка, в которую установлен элемент уплотнения (21), уплотняющий разъем фланец (17) - плита фундаментная (19) - плита универсальная (22); внутри фланца (17), сверху и снизу, установлены две плиты универсальные (22), ограничивающие два ряда непараллельно расположенных роликов (23), объединенных устройствами направляющими (24) и устройствами ограничивающими (25); два ряда роликов (23) разделены плитой средней (26); во фланце (17) радиально расположены два ряда регулировочных элементов (27) для регулировки и фиксации устройств ограничивающих (25).

2. Устройство опорное по п. 1, отличающееся тем, что в механизме регулировочном (2) возможно применение пружины сжатия.