Турбокомпрессор Советский патент 1991 года по МПК F04D17/08 

1

(21)4650442/06 (22)09.01.89 (46)3004.91. Вюл N 16

(71)Всесоюзное научно-производственное оьединение Союзтурбогаз и Сумское научно-производственное обьединение

им М.В.Фрунзе

(72)В.С.Марцинковский. Л В Черепов, В.А.Богданов, Г А.Бонцаренко и Ю А Жор- няк

(53)621.515(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 171006.кл. F 04 D 17/08,1964 (54) ТУРБОКОМПРЕССОР

(57)Изобретение относится к турбокомпрес- соростроению и может быть использовано в турбокомпрессорах Целью изобретения является повышение надежности работы турбокомпрессора Турбокомпрессор содержит рабочие колеса 1 и 2 соответственно

компрессора и турбины, первое из которых размещено на полом валу 5, а второе - на полой втулке 8 Оба рабочих колеса снабжены центрирующими цилиндрическими буртами 12 и 13 с радиальными отверстиями 14 и 15 Бурты 12 и 13 установлены один внутри другого с образованием с тыльной стороной дисков 3 и 4 и наружной поверхностью втулки 8 камеры 16. Втулка 8 может быть снабжена автоматическим регулировочным дросселем. Камера 16 может быть снабжена установленной в ней теплоотражающей мембраной 27, а участок 28 наружной поверхности полой втулки 8, размещенный в полом валу 5, имеет теплоотражающее покрытие. При работе турбокомпрессора часть сдрос- селированного рабочего тела поступает в зазор 17 между уплотнением 7 и буртом 13 рабочего колеса 2, откуда по радиальным отверстиям 15 и 14 попадает в камеру 16,

Ё

О

ел о GJ

Ю

затем по цилиндрическому каналу 11, спиралеобразным ребрам 29 и через входные прорези 9 рабочее тело поступает в полость 18 втулки 8, откуда через выходное отверИзобретение относится к области тур- бокомпрессоростроения и может быть использовано в турбокомпрессорах.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем поддержания оптимального температурного режима опорно- упорного узла и уменьшение осевой силы.

На фиг.1 изображен турбокомпрессор; на фиг.2 - автоматический регулировочный дроссель.

Турбокомпрессор содержит рабочие колеса 1 и 2 соответственно компрессора и турбины с основными дисками 3 и 4, размещенными на полом валу 5, установленном в опорно-ударном узле 6, уплотнение 7, расположенное между основными дисками 3 и

4колес 1 и 2. Полый вал 5 снабжен полой втулкой 8, имеющей входные прорези 9 со стороны рабочего колеса 1 компрессора и выходное отверстие 10 со стороны рабочего колеса 2 турбины и установленной внутри него с образованием между ними цилиндрического канала 11. Рабочее колесо 2 турбины размещено на полой втулке 8. Оба рабочие колеса снабжены центрирующими цилиндрическими буртами 12 и 13 с радиальными отверстиями 14 и 15. Бурты 12 и 13 установлены один внутри другого с образованием совместно с тыльной стороной дисков 3 и 4 и наружной поверхностью втулки 8 камеры 16, сообщенной посредством радиальных отверстий 14 и 15 с зазором 17 между уплотнением 7 и наружной поверхностью центрирующего бурта 13 рабочего колеса 2 и с полостью 18 втулки посредством цилиндрического канала 11 и входных прорезей 9 втулки 8. Втулка 8 может быть снабжена автоматическим регулировочным дросселем 19, выполненным в виде установленного в ней и закрепленного в полом валу

5стержня 20 с тарельчатой головкой 21, образующей с торцовой поверхностью 22 полой втулки 8 со стороны выхода 23 дросселирующей зазор 24, и центрирующим колесом 25 с радиальными пазами 26. Стержень 20 выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем коэффициент линейного расширения материалов втулки 8 и вала 5. Камера 16 может быть снабжена установленной в ней

стие 10 - на выход из рабочего колеса турбины. Такое выполнение турбокомпрессора позволяет повысить надежность его работы. 3 з.п. ф-лы 2 ил.

со стороны рабочего колеса 1 компрессора теплоотражающей мембраной 27, а участок

28наружной поверхности полой втулки 8, размещенный в полом валу 5, имеет

теплоотражающее покрытие. Наружная поверхность полой втулки 8 со стороны компрессорного рабочего колеса 1 снабжена спиралеобразными ребрами 29, взаимодействующими с внутренней поверхностью

полого вала 5. Турбокомпрессор снабжен уплотнительным узлом 30. При работе турбокомпрессора часть дросселированного рабочего тела поступает в зазор 17 между уплотнением 7 и наружной поверхностью

центрирующего бурта 13 рабочего колеса 2, откуда по радиальным отверстиям 15 и 14 попадает в камеру 16, затем по цилиндрическому каналу 11, спиралеобразным ребрам

29и через входные прорези 9 рабочее тело поступает в полость 18 втулки 8, откуда через выходное отверстие 10 на выход из рабочего колеса 2 турбины. Автоматический регулировочный дроссель 19 за счет различного температурного изменения геометрических размеров стержня 20 и полой втулки 8, вала 5 изменяет величину дросселирующего зазора 24, что позволяет изменять количество рабочего тела, перепускаемого в выходное отверстие 10, и как следствие влиять на эффективность охлаждения уплотни- тельного узла 30 и опорно-упорного узла 6, что повышает надежность работы турбокомпрессора.

35

Формула изобретения

валу, установленном в опорно-упорном узле, уплотнение, расположенное между основными дисками колес, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем поддержания оптимального

температурного режима опорно-упорного узла и уменьшения осевой силы, полый вал снабжен втулкой, имеющей входные прорези со стороны рабочего колеса компрессора и выходное отверстие со стороны рабочего

колеса турбины, и установленной внутри него с образованием между ними цилиндрического канала, рабочее колесо турбины размещено на втулке, оба рабочих колеса снабжены центрирующими цилиндрическими буртами с радиальными отверстиями, установленными один внутри другого с образованием совместно с тыльной стороной дисков и наружной поверхностью втулки камеры, сообщенной посредством радиальных отверстий с зазором между уп- лотнением и наружной поверхностью центрирующего бурта одного из рабочих колес и с полостью втулки посредством цилиндрического канала и входных прорезей втулки.

21 г« f19 t

,

22 ч ч Ч 25 28 гВ Z5

Фиг. 2

вой поверхностью втулки со стороны выхода дросселирующий зазор, и с центрирующим пояском с радиальными пазами, причем стержень выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого больше, чем коэффициент линейного расширения материалов втулки и вала.

4.Турбокомпрессор по пп.1-3. отличающийся тем, что наружная поверхность втулки со стороны рабочего колеса компрессора снабжена спиралеобразными ребрами, взаимодействующими с внутренней поверхностью полого вала.