Низкотемпературный турбодетандер Советский патент 1983 года по МПК F25B11/00 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к низкотемпературным установкам для разделения и снижения газов.

Известны турбодетандеры с газовыми опорами, в которых в качестве упорных поверхностей рабочих пят использованы тыльные поверхности дисков турбины и тормозной газодувки 1.

Основным недостатком этих турбодетандеров является непосредственный тепловой контакт между подпятником и рабочим колесом турбины, в результате которого происходит интенсивная передача тепла трения к охлаждаемому газу. Кроме того, подпятники, находясь в градиентном поле температур, создаваемом в изотопной части турбины и газодувки, могут значительно деформироваться.

Известен низкотемпературный турбодетандер, содержащий рабочие колеса турбины и газодувки, консольно укрепленные на валу, установленном в газовых подшипниках и снабженном лабиритными уплотнениями и кольцевой пятой с подпятником 2.

Недостатком данной конструкции является то, что рабочие поверхности подпятника размещены на внутренних торцах подщипников. Вследствие больщой осевой протяженности вала между упорными пятами возникают дополнительные тепловые деформации. Поэтому осевой зазор в подпятниках принимается заявленным. Соответственно осевой зазор между корпусом и колесом турбины должен превосходить зазор в подпятнике.

Кроме того недостатком является расположение подпятника в непосредственной близости от холодного подщипника со стороны турбины. В условиях сверхнизкой температуры рабочего тела подпятник является относительно мощным источником дополнительнь1х тепловыделений в криогенную зону машины.

Цель изобр тения - уменьшение зазоров в лабиринтно уплотне1-;ии и в проточной части турбины, снижение теплопритоков к ней.

Поставленная цель достигается тем, что в турбодетанцсре, содержащем рабочие колеса турбины и газодувки, консольно укрепленные на валу, установленном в газовых подшипниках и снабженном лабиринтными уплотнениями и кольцевой пятой, с под ятНИКОМ, пята расположена между одним из подщипников и колесом газодувки, а подпятник снабжен регулировочным кольцом, установленным между его параллельными рабочими поверхностями.

На чертеже представлен турбодетандер, общий вид, разрез. .

Турбодетандер содержит рабочие колеса турбины 1 и газодувки 2, укрепленные на валу 3, установленном в газовых подшипниках 4 и 5, снабженном лабиринтным уплотнением 6, кольцевую пяту 7 с подпятниками 8 и 9, между которыми расположено регулировочное колесо 10.

При работе турбодетандера осевые перемещения вала, обусловленные воздействием осевой нагрузки со стороны турбины, 5 ограничиваются пределами осевого зазора в подпятнике. Эти условия работы машины позволяют принять минимальный радиальный зазор в лабиринтном уплотнении 6, равный зазору в подшипниках 4 и 5 и существенно уменьщенный осевой зазор между лопатками рабочего колеса турбины 1 и корпусом турбодетандера.

Теплоприток от радиально-упорного подшипника 5 к рабочему колесу турбины 1 уменьщен вследствие увеличенного расстояния между этими узлами.

Экономическая эффективность от испсильзования турбодетандера данной конструкции заключается в снижении теплопрмтоков к турбине и уменьщении осевых зоров.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТУРБОДЕТАНДЕР, содержащий рабочие колеса турбины и газодувки, консольно укрепленные на валу, установленном в газовых подшипниках и снабженном лабиринтными уплотнениями и кольцевой пятой с подпятником, отличающийся тем, что, с целью уменьшения зазоров в лабиринтном уплотнении и в проточной части турбины и снижения теплопритоков к ней, пята расположена между, одним из подшипников и колесом газодувки, а подпятник снабжен регулировочным кольцом, установленным между его параллельными рабочими поверхностями. (Л оо ел оо сд