Устройство для аварийной подачи смазки Советский патент 1984 года по МПК F16N7/00 

110 Изобретение отнрсится к устройствам аккумулирующим давление, преимущественно для аварийной подачи жидкости ти па нитрин, смазывакацей гидростатичеокие подшипники и может быть испопьзова но в энергетическом и химическом машиностроении для создания ycTpoacTSs аккумупируктшх давление в контурах установок с повышенными требоваздаями к чистоте рабочей среды. Так, подшипники турбины энергетической установки, работакйцей на теплоносителе нитрин, из-эа ш,1соких требований к чистоте теплоносителя практически возможно смазывать только жид- . костью нитрик, причем для обеспечения достаточной несущей способности смазки йодхиипншси выполняют гидростатическимк, так как жидкость нитрин имеет малы вязкость и смазывающую способность, В случае отказа насоса смазки для предотвращения задира ротора турбины в подишп никах необходимо обеспечить подачу жидкости нитрин в течение времени выбега ротора турбины от аварийного источника давления. Известны аккумуляторы давления разл ного тша, применяемые обычно для авари ное подачи смазки на noajisHUpsKTi С1 J. Пр з1ршлене1-1Ий их для жидкости нитрин по ТУ 6-02-2-56 &.-81 проявляются их существенные недостатки. В газогйдравлическнх аккумуляторах б раздегштелькой перегородки возможно попадание газа, служащего для накоплеНШ1 энерпш, в контур. Кроме того возможная утечка газа из акку лулятора тре бует ахожной системы контроля и восста- новлеьшя газового объема. При применении разделительных перегородок между жидаюстью к газом из-за высокой агрессивности жидкости нитрин затруднен выбор материала перегородки, а также создание конструкции разделительного поршня шга механическогОг пружинного акку улятора. Гибкая разделител ная перегородка, кроме того, ограничивает аккумулирукщую способность устрой ства велйч гаой своей податяивости. Известны такм-се устройства для накоп ления энергии в замкнутом контуре паровые компенсаторы объема, в которых источником давления сяужит пар рабочего тела контура 21 Однако температура жидкости, нахо-дящейся в таком кокетенсаторе, равна тем пературе насыщенных паров, а при OTK/JDO чении насоса смазкй и ес ествлении 92 подачи жидкости за счет энергии, Н(1копленной в паровом компенсаторе объема,, лостзшаюэдая из него на подшипники жидкость находится на линии насьпцения и вскипает в камерах гидростатических з:1одшипников5 что ведет к преждевременной потере подщипника1-лш тлесушеЛ способности. Наиболее близким к изобретению по назначению и технической сущности является устройство для аварийной подачи жидкости нитрин на смазку гидростатических подшипников турбины знергети- ; ческой установки, теплоносителем которой является нитрин (ТУ 6-02-2-568-81) содержащее сосуд с йварийаым запасом смазки, выход из кшорого подключен к входу в подшишшюи на линии подачи смазки от насоса, после установленного за насосом обратного клапана,; и sN-iKocTb для аккумулирования давления, соединенные ни)кн;ей зоной с верхней зоной сосуда, при этом сосуд оснащен датчиком уровня жидкости Сз 1 Однако жидкостью нитрик взаимодейсгвуют загрязняющие эе среды - азот и А кислород,так как верхняя часть сосуда с аварийным запасом смазки заполнеша сжатым воздухом. Азот сравнительно легко растворяется в жидкости нитрин и попадает в кожгур энергетической установки,, Увеличение в теплоносителе нитрин растворенного неконденсируемого газа - азота приво/.щт к снижеш-1Ю надежности работы установки. Кислород, содержащийся в сжатом воздухе, окисляет окись азота, явяя1зщу- ,, юся ингибитором коррозит в -теплоносителе нитрин, что та-кже q-aiJKaer кадажносо:ъ работы. Кроме того, высокие тре боваршя к чистоте теплоносителя вы(Ы вают значительные затраты ка осушв:у и очистку сжатого воздуха, контакгк:ру1Ощего с жидкостью нитрин. Целью изобретения яапяется повышение надежности работы npeaoTHpaiBieния контакта теплоносителя i-штрйн с загрязняющей средой и j-шгрева аварийного запаса смвзни. Лля достшиения прставленной целн в устройстве, содержащем сосуд с аэарий.ным запасом сз 4азкн, выход когорого подкгаочен к входу в подшипники на линии подачи смазки от касоса, после установленного за насосом обратного клаглана, и емкость для ш сямулирова ния давле;вля, соединенную шокней зоной с верхней зоной сосуда, при этоы сосуц

оснащен датчиком уровня жидкости, емкость для аккумулирования давления снабжена нагревателями и теплоизоляцией и частично заполнена жидкостью ннтрин, при этом соединение нижней зоны емкоети с верхней зоной сосуда, содержащего аварийный запас смазки, выполнено в виде 5 -образного трубопровода, причем верхняя зона S -образного трубопровода заполнена неконденсируемыми газами,

Использование пара жидкости нитрин для аккумулирования давления предотвращает повышение концентрации, содержащихся в теплоносителе неконденсируемых газов, что улучщает кавитационвые характеристики теплоносителя, повышает эффективность работы тешюобменных аппаратов энергетической установки, что приводит к повышению надежности ее работы,

Снабженный охлаждением S -образный трубопровод с газовой подушкой обрзует термическое сопротивление.

Термическое сопротивление между паром и жидкостью, предназначенной для аварийной смазки подшипников, предотвращает разогрев смазки, вскипание ее в камерах гидростатических подшипников и приводит к повьш1ению надежности работы установки.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства и его подключение к системе подачи смазки на гидростатические подшипники.

Устройство состоит из сосуда 1 с аварийным запасом жидкости нитрин. Сосуд оборудован датчиком уровня жидкости 2, и выход из сосуда подключен к входу в гидростатический подшипник 3 на линии подачи смазки от насоса 4 после обратного клапана 5. В подшипнике установлен ротор 6 агрегата энергетической установки, например турбины. Для контроля давления в линии подачи смаэки на гидростатические подшипники установлен датчик давления 7.

Для аккумулирования давления в предлагаемом устройстве применена емкость заполненная жидкостью нитрин, оборудованная нагревателями 9 и 1О, предохранительным клапаном 11, датчиками температуры 12 и уровня Жидкооти 13, а также теплоизоляцией 14«

зона емкости 8, аккумулирую щей давление, соединена с верхней зоной сосуда 1, содержащего аварийный запас смазки, 5 -образным трубопроводом

15; верхняя 301Ш которого заполнена неконденсируемыми газами и соединена через клапан 16 с системой очистки oi неконденсируемых газов. С системой очистки соединена также через клапан 17 верняя зона емкости, аккумулирующая давление, нижняя зона которой соединена через клапан 16 с лиш-тей ггодачи смазки на гидростатичес1шв подшипники,

Сосуд, содержащий аварийный запас смазки, и 5 -образный трубопровод снабжены охлаждением, например потоком воздуха 19, и для повьш1ения эффективности теплообмена могут быть оребрены.

Предлагаемое устройство работает следукщим образам.

При заполнении контуров установки теплоносителем нитрин заполняют жидкостью систему смазки подшипников.При этом открываю т клапан 18 для с-шсэтнешш емкости -8 и клапаны 16, 17 для отвода неко1-1денсируемых газов. Заполнение ведут до появления сигнала от датчика уровня 2, установленного на сосуде 1 с аварийным запасом смазки, после Чего клапаны 16-18 закрывают. В верхней зоне S -образной трубы 15 остаются неконденсируемые газы, образующие газовую подушку.

При работе установки включают насос 4 и нагреватели 9,10. Насос 4 подает жидкость нитрин через обратный клапан 5 на гидростатические подшипники 3, которые обеспечивают вращение ро«тора 6. За счёт нагрева жидкости в емкоста 8 часть жидкости испаряется, образуя паровую подушку, часть - вытесняется в контур подачи смазки, И в емкости 8 устанавливается температура Tg , равная температуре насьщенных паров жидкости нитрин при рабочем давлении Рр в контуре смазки, создаваемом насо- сам 4, При этом температуру измеряют датчиком 12, а объем паровой подушен контролируют датчиком уровня 13. После достижения в, емкости 8 необходимых параметров отключают один из нагревателей (основной) 9, а нагреватель 10 остает-css включенным для компенсации потерь тепла из емкости 8, которое возможно через теплоизоляцию 14 и соединительные трубопроводы.

За счет обдува потоком воздуха 19 трубопровода 15 и сосуда 1, а также за счет наличия в верхней части трубопровода 15 газовой подушки, препятствующей подводу тепла к жидкости, нахо- дяшейся в сосуде Д, за счет конвекции температура жидкости в сосуде 1 поддерживается в пределах, не превышающи температуру смазки, подаваемой насосом 4. При работе установкИа в случае отка за основного источника давления в сис . теме смазки подшипников - насоса 4, безаварийный выбег ротора 6 обеспечивается за счет подачи жидкости на подшипшыси 3 из сосуда 1 с аварийньш запасом смазки, при этом обратный кла пан 5 препятствует протоку жидкости через неработ акаций насос 4. Подача жидкости осуществляется за счет энергии пара, аккумулированной в емкости 8, причем испсэтьзуется энерги , пара, как имеющегося в паровой подушке емкости 8 и расширяющегося ш Рр до Р, , где Р . - ь1И11Имально допуститпш tnin мое для работы гидростатических подшипников 3 давление в линии подачи смазки, так и пара, образукацегося при вскипании жидкости в емкости 8, нагретой до температуры Тд , при снижении давления до Pfn y Количество энергии, аккумулированно Е, емкости 8, пренебрегая теплом, аккумулированным в металлоконструкции сосуда и массой паровой подувши в нем может быть (Определено как: A mJ5-| ff3 i 4« -p f3 mn где m - масса мсидкости в емкости 8 при температуре Т , т.е„ в исходном рабочем состоянии; 3q - энтальпия жидкости при температуре Tg ; п min энтальпия пары при давлении ж min жидкости при давлеpa - масса пара, заполняющего сосуд 1 при давлении . Следовательно, объем емкости 8 дол жен быть таким, чтобы после достижени Е. ней температуры То и испарения час- тт жидкости масса жидкости в емкосЧИ 8 была не меньше, чем определенная КЗ приведенной формулы. Уровень жидкости в емкости 8 контролируют датчиком 13, и в случае утеч ки рабочего тела из емкости 8, наприм за счет протечек предохранительного клапана 11, открывая клапан 18, произ водят восстановление уровня жидкости. . Объем газовой подушки в верхней части S -образного трубопровода 15 пр работе установки может увеличиться, так 1Ш.К эта точка является практически верхней для системы смазки подшипников. Неконденсируемые газы, которыми: для среды нитрин являются азот, окись азота и закись азота, легче нитрина и его паров, накапливаются в верхних точках застойн)з1х зон контуров, которой является; устройство для аварийной подачи смазки, а особеннослъю теплоносителя нитрин является то, что при работе ус тановки неконденсируемые газы могуч появлягься в теплоносителе, например, в результате радиационно-термического разложения, и переносятся по всем кон:турам установки в результате их хорошей растворимости Б нитрине Попадая в застойн Ю зону - сосуд 1, неконденсируемые газы от-деляются от жидкости, и Б результате объем газовой подушки Б труСюирОЕОде 15 и сосуде 1 может увеличиться, что приводит к понижению уровня жидкости в сосуде 1, Для обеСпечеш-;я необходимого для выбега ротора количества аварийного запаса смазки по сигналу от датчика уровня 2 открывают шалан 16 и сдувают избыток неконденсируемых газов в систему очистки. После срабатывания устройства и ос тановки ротора 6 нагреватель 10 отключа5от и устраняют причину отказа насосом 4. Для возвращения устройства в исходное состояние включают насос 4 , открывают клапан 18 и восстанавливают уровень жидкости в емкости 8 по датчику 13, включают нагреватели 9,10, сосуд 1 заполняется жидкостью от работакяцего насоса 4, а имеющиеся в сосуде 1 неконденсируемые газы вытесняются в верхнюю зону трубопровода 15, Таким образом, за счет испсиьзования пара теплоносителя нитрин для аккумулирования давления предотвращается загрязнение контуров установки посторонними средами без применения гибких перегородок или подвижных элемеш-ов, имеющих Мсшую надежность. В то же время локаш1зация тепла используемого для создания запаса энергии, в емкости 8 теш1оизс«яци;ей емкости 8 и охлаждением сосуда 1. а также созданием термического сопротивления между сосудами 8 и 1 путем: охлаждения соединительного трубопровода 15 и организацией в нем газовой подушки позволяет предотвраTKiTb вскипа:к ие смазки в камерах подшипника 3 при аварийной подаче смазки

из сосуда 1, что повышает надежность работы установки, обеспечивая безаварийный выбег ротора 6.

Изобретение повышает надежность работы установки за счет снижения количества попадающего в контуры азота

и уменьшение потерь окнси азота - иншбитора коррозии теппоносятеля ыитрвн, кроме того, позвсяяет исключить затраты на очистку и осушку сжатого всзэдуха, применяемого в базовом объекте для аккумулирования давления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ПОДАЧИ СМАЗКИ, преимущественно жидкости нитрин, содержащее сосуд с аварийным запасом смазки, выход из которого подключен к входу в подшипники на линии подачи смазки от насоса, после установленного за насосом обратного клапана, и емкость для аккумулирования давления, соединенную нижней зоной с верхней зоной сосуда, при этом со суд оснащен датчиком уровня жидкости, отличаюшееся тем, что , с целью повьпиения надежности работы, емкость для аккумулирования давления ,снаб... жена нагревателями и теплоизоляцией и g частично заполнена жидкостью нитрин, при этом соединение нижней зоны емкости (Л с верхней зоной сосуда, содержащего аварийный запас смазки, выполнено в виде S -образного трубопровода, причем верхняя зона S-образного трубопрсшода заполнена неконденсируемыми газами.

гН очистку