Турбонасосный агрегат м.с.черненко Советский патент 1981 года по МПК F04D29/04 F01D3/04 F16C32/06 

1

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к турбонасосным агрегатам.

известен турбонасосный агрегат, содержащий корпус, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ротор с рабочими колесами турбины и насоса, закрепленный на роторе разгрузочный диск со ступицей, образующий с корпусом разгрузочные полости, сообщенные с камерой давления и полостями слива через дросселирующие щели, и аккумулятор давления, подсоединенный трубопроводом к камере давления ИЗ.

Недостатком известного турбонасосного агрегата является сложность конструкции и ненадежность в случае уравновешивания осевой силы на валу на всех режимах его работы.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения автоматической разгрузки ротора от действия осевой силы знакопеременного , направления на всех режимах работы агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что на трубопроводе.установлен обратный клапан, камера давления свзана посредством канала с установленнвпи в нем дополнительным обратным клапаном с зоной нагнетания наcoca, а полости слива - с зоной всасывания последнего.

На фиг. 1 изображен турбонасосный агрегат} на фиг. 2 - разгрузочное устройство двухстороннего действия, взаимодействующее с аккумулятором давления.

Турбонасосный агрегат содержит корпус 1, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ротор 2 с рабочим колесом 3 турбины и рабочими колесами 4 и 5 насоса, закрепленный на роторе 2 разгрузочный диск со ступицей 6, образующий с корпусом 1 разгрузочные полости 7 и 8, сообщенные с Кс1мерой давления 9 и полостями 10 и 11 слива через дрос селирующие щели 12-15, и аккумулятор. 16 давления, подсоединенный трубопроводом 17 к камере давления 9.

На трубопроводе 17 установлен обратный клапан 18, камера давления 9 связана посредстврм канала 19 с установленным в нем дополнительным обратным клапаном 20 с зоной нагнетания 21 насоса, а полости 10 и 11

слива - с зоной всасывания 22 последнего ,

Агрегат работает следукадим образом.

В момент запуска при подаче газа высокого давления на колесо .3 турбины возникает значительная по величине и знакопеременная (в процессе разгона) по направлению осе.вая сила, которая действует на ротор 2, так как она неуравновешена из-за отсутствия осевых сил в рабочих колесах 4 и 5 насоса. Постепенное уравновешивание осевой силы происходит в процессе выхода агрегата на основной режим работы. Осевая сила на роторе 2 складывается из осевых сил в рабочих колесах 3-5. Так как в момент запуска и до выхода на основной режим работы агрегата осевая сила достигает значительной величины и неуравновешена,, она может привести к выходу его из строя.

Осевая сила в момент запуска действует по направлению потока газа и, следовательно, сдвигает в этом направлении ротор 2.

В этом случае дросселирующие щели 12 и 15 отроются, а дросселирующие щели 13 и 14 закроются. Одновременно с моментом запуска рабочая жидкость высокого давления подается из аккумулятора 16 по трубопроводу 17 3 камеру давления 9. В разгрузочной полости В давление будет выше, чем в аналогичной полости 7, так как щели 13 и 14 оказывают гидравлическое -сопротивление более высокое, чем щели 12 и 15, что приведет к возникновению осевой силы, направленной против возмущающей силы, вызывающей смещение ротора 2.

Впроцессе выхода на основной режим давление жидкости в зоне нагнетания 21 будет расти, и как только оно превысит давление жидкости, подаваемой из аккумулятора 16, обратный клапан 20 откроется, обеспечивая перепуск жидкости под давлением нагнетания в камеру давления 9. Обратный клапан 18 при этом закроется.

Таким образом, на основном режиме работы турбонасоса подача жидкости в камеру давления 9, а из нее в разгрузочные полости 7 и 8 будет производиться из зоны нагнетания 21.

Утечки рабочей жидкости через щели 12 и 13 сливаются в полости 10 и 11 и далее поступают в зону всасывания 22.

Обратный клапан 13 обеспечивает перепуск жидкости в одном направлении - из аккумулятора 16, а клапан 20 - из зоны нагнетания 21.

При изменении направления возмущающей силы ротор 2 сдвинется в про- тивоположном направлении, это вызовет перераспределение давлений в полостях 7 и 8 и соответствующее изменение направления уравновешивающей силы.

Двойное поочередное питание рабочей жидкостью разгрузочного диска: в период разгона - от автономного аккумулятора 16 давления, а на основном режиме - от зоны нагнетания 21, обеспечивает повышение надежности на всех режимах работы .агрегата путем обеспечения автоматической разгрузки ротора 2 от действия осевой силы знакопеременного направления .

Формула изобретения

Турбонасосный агрегат, содержащий корпус, установленный в нем с возможностью осевого перемещения ротор с рабочими колесами турбины и насоса, закрепленный на роторе разгрузочный диск со ступицей, образующий с корпусом разгрузочные полости, сообщенные с камерой давления и полостями слива через дросселирующие щели, и аккумулятор давления, подсоединенный трубопроводом к камере давления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения автоматической разгрузки ротора от действия осевой силы знакопеременного направления на всех режимах работы агрегата, на трубопроводе установлен обратный клапан, камера давления связана посредством канала с установленным в нем дополнительным обратным клапаном с зоной нагнетани насоса, а полости слива - с зоной всасывания последнего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 253495, кл. F 16 С 31/06, 1968.

17