Гидравлический упорный подшипник Советский патент 1935 года по МПК F01D25/00 F16C17/04 

Применяющиеся в паровых турбинах, судовых машинах и т. п., для воспринятия осевого давления упорные подшипники типа Митчеля, во-первых, сложны по конструкции и, во-вторых, не обладают достаточной надежностью, вследствие чего часто служат причиной крупных аварий.

Предлагаемый гидравлический упорный подшипник, также, как и подшипник Митчеля, основан на несжимаемости (вернее очень малой сжимаемости) капельных жидкостей (масла) и выполг нен в виде закрытого с обеих сторон цилиндрического корпуса, в котором помеш,ен диск-поршень, снабженный пружинящими кольцами и укрепленный на валу. Внутренняя поверхность стенок корпуса покрыта белым металлом, а в верхней части его по концам помещены переставные поршеньки для регулирования давления масла, заполняющего полости корпуса по обеим сторонам диска поршня.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез гидравлического упорного подшипника; фиг. 2-общий вид установки его; фиг. 3-вид спереди пружинящего кольца; фиг. 4-вертикальный разрез видоизменения подшипника.

Гидравлический упорный подшипник выполнен в виде закрытого с обеих сторон массивного цилиндрического корпуса 7 (фиг. 1), способного выдерживать внутренние давления порядка 500- 700 атм.; внутренняя поверхность стенок корпуса залита белым металлом и расточена. Для большей прочности корпус может быть выполнен из двух цилиндров-наружного и внутреннего, насаженных один на другой с большим натягом. На валу турбины, проходящем через корпус 7, укреплен диск-поршень 2, снабженный поршневыми кольцами 3, назначение которых-создать плотность и не допустить перетекания находящегося под давлением масла из полости А в полость Л и обратно. Для этого кольца делаются пружинящими и складываются, как показано на фиг. 3, причем кромки разреза, прилегающие к заливке из белого металла, тщательно закругляются во избежание царапания металла. Для предупреждения вращения колец в канавках поршня на каждом кольце делается ушко, через которое проходит шпилька а; при вращении диска-поршня 2 в корпусе 7 кольца, стремяс разжаться, плотно прилегают своей наружной поверхностью к металлу заливки корпуса 7 и дают необходимую плотность даже при наибольшем снашивании заливки, так как при появлении малейшего зазора кольца сейчас же несколько разожмутся и заполнят его. Поскольку такая конструкция оправдывает себя в

цилиндрах двигателей внутреннего горения и не пропускает газов при высоких температурах и давлениях, здесь условия работы будут более благоприятны, поскольку вместо раскаленных газов имеется дело с холодным (30 - 40°) турбинным маслом. Некоторое просачивание масла пожалуй будет даже необходимо, чтобы не было сухого трения колец по баббиту. Такая же конструкция применена для уплотнения выходов вала в правой и левой крышках корпуса /. В верхней части корпуса /, на обоих концах его, помещены переставные поршеньки 4, 5 для регулирования давлений масла в полости А и А, назначение которых будет объяснено дальше.

На валу турбины, кроме того, укреплен поршень регулирующего цилиндра 14 (фиг. 2), пространства а. и а которого соединены с цилиндрами d и 7, снабженными поршнями, служащим для йерестановки рычага 8, управляющего включением и выключением мотора //. Последний предназначен для регулировки давления в полостях А и А, путем перестановки поршеньков и5в корпусе 1 подшипника, помощью двух червяков /2 и 13, сидящих на валу мотора.

Перед пуском турбины В открываются все показанные на фиг. 2 вентили на маслопроводе и полости А, Л корпуса 7, и пространства а, а регулирующего цилиндра 14 заполняются маслом, причем давление его доводится, примерно, до 50-75 атм. Так как накачивание производится одновременно, то это не должно вызвать какого либо смешения ротора. После этого все вентили закрывают и турбину начинают разворачивать. Вследствие прохождения пара появляется осевое давление (предположительно,что в сторону конденсатора), которое будет несколько возрастать с увеличением нагрузкЛ. Возрастание давления в сторону конденсатора будет вызывать некоторое незначительное смещение ротора, а следовательно, и увеличение давления в полостях А и а. (правые); давление это, передаваясь в левый цилиндр б, вызовет отклонение рычага 8 от горизонтального положения, а именно: правый конец рычага 8, несущий контакты, опустится и замкнет соответствующие контакты / что вызовет вращение моторчика 7/ таким образом, что поршень 5 (фиг. 1) будет опускаться, а поршень 4 подниматься посредством червяков /2 и 75 с правым и левым ходом, помещенных на валу мотора 77. В результате этого, давление в полости А повысится, а в полости А упадет. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока осевое давление, производимое паром, не будет уравновешено разностью давлений в полостях А и А. Ротор вернется в начальное положение, рычаг 8 придет в горизонтальное положение, контакты 7 или 7 разомкнутся и вращение мотора 77 прекратится. Дпя избежания перерегулирования желательно, чтобы мотор 11 питался прерывистым током. Так будет продолжаться в течение всего периода загрузки турбины и обратно при загрузке, т. е. при любой нагрузке осевое давление, вызываемое паром, будет уравновешиваться разностью давлений масла в полостях А и Л чего нет в подшипниках Митчеля, где осевое давление все же смещает ротор на какую-то величину. Кроме того, должно быть предусмотрено устройство, которое не позволяло бы пустить турбину, если в полостях А и А нет надлежащего давления масла. 3 случае разрыва маслопровода и падения давления масла в какой-либо полости, происходит большое отклонение рычага 8 и включаются контакты /7 или /7, которые должны воздействовать на автоматический стопорный клапан и закрыть его. Манометры 9 и 10 показывают давление масла в полостях А и А, и по разности их показаний можно определить осевое давление, вызываемое прохоукдением пара. Можно устроить предохранительное приспособление и на манометрах 9 и 10, чтобы по достижении предельного давления в полостях А или А выключался автоматически стопорный клапан. Конечно, электрическое автоматическое регулирование необязательно и описанная регулировка, т. е. опускание поршенька 5 и подъем поршенька 4 можно производить вручную, следя за тем, чтобы в продолжение всего периода загрузки турбины рычаг 8 был в горизонтальном положении, но это, конечно, требует большого внимания обслуживающего персонала.

Работа предполагается довольно продолжительное время с постоянным количеством масла, так как нет причин, которые могли бы вызвать более или менее значительное повышение температуры масла. Однако, при необходимости охлаждать масло, понижение температуры легко может быть достигнуто путем устройства в корпусе / камер для протока воды.

В видоизменении упорного подшипника, показанном на фиг. 4, цилиндрический корпус / подшипника выполнен многоступенчатым, наподобие гребенчатого подшипника, и разделен перегородками 15, между которыми помещены диски-поршни 2, закрепленные на валу турбины и образующие соответствующее число полостей А и А. Все полости А, равно как и все полости А соединены между собою каналами, причем полости А имеют общий переставной порщенек 4, который может быть установлен и вне корпуса 7 в специальной камере, точно так же, как и полости Л имеют общий поршнек 5.

Имея в виду, что перемещение ротора должно быть незначительно, длина поршней 2 выбирается лишь из соображения разместить на ней минимально необходимое число уплотняющих колец 3 во избежание просачивания масла из полостей А в А.

При данной конструкции необходимое давление масла и диаметры порщней 2 могут быть значительно меньше. При опускании поршенька 5 и поднимании поршенька 4 давление сразу поднимается в одинаковой степени во всех полостях Л и падает тоже в одинаковой степени во всех полостях А. Диаметр поршня в регулирующем цилиндре J4 не следует брать особенно малым.

так как, сделав поршни в цилиндрах б и 7 малых диаметров (при отношении площадей, напр. 100:1), получаем, что смещение ротора на 0,1 мм будет отвечать 10 мм подъема поршней в цилиндрах б и 7, т. е. будет весьма чувствительно.

Предмет изобретения.

1.Гидравлический упорный подшипник для валов, испытывающих продольные усилия (напр., для турбин, судовых машин и т. п.), отличающийся применением укрепленного на валу дискапоршня 2, снабженного пружинящими кольцами 3 и помещенного в закрытом с обеих сторон цилиндрическом корпусе 7 подщипника, снабженного на обоих концах переставными поршеньками 4 и 5, внутренняя поверхность стенок какового корпуса залита белым металлом, а полости А VI А заполняются маслом под давлением (фиг. 1).

2.Видоизменение подшипника по п. 1, отличающееся тем, что на валу укреплено несколько дисков-поршней 2 (фиг. 4), и пространство цилиндрического корпуса разделено перегородками 75 на соответствующее число полостей А и Л, из которых все полости Л соединены каналами между собою и полости между собою.

3.При подшипнике по пп. 1 и 2 применение регулирующего цилиндра }4 (фиг. 2) с поршнем, пространства а и а Лакового цилиндра соединены с цилиндрами 6 л 7, поршни которых служат для перестановки рычага 8, включающего и выключающего мотор 77, предназначенный для перестановки поршеньков и 5 в корпусе подщипника с целью регулирования давления в полостях А и А.

1 и i 111} -.. I I II

a , u.