Гидростатическая опора Советский патент 1982 года по МПК F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве опоры ротора турбомашины и других машин, работающих на жидкости или газе, преимущественно высокого давления.

Известен газостатический подшипник, содержащий несущую втулку с различными давлениями у ее торцов и дросселирующими отверстиями С-- Однако питание этого подшипника осуществляется от внешнего источника с давлением большим, чем давления на торцах, что приводит к дополнительному расходу газа и дополнительным затратам энергии.

Наиболее близким к изобретению является гидростатическая опора, содержащая охватывающую цапфу вала втулку с равномерно расположенными по окружности несущими карманами, различными давлениями у ее торцов и дросселирующими отверстиями для подвода рабочей среды в карманы С 2 J.

Недостатками известной опоры являются малый уплотнякляий эффект и дополнительные затраты энергии.

Цель изобретения - увеличение уплотняющего эффекта и повышение экономичности опоры путем исключения затрат на дополнительный источник питания.

На фиг. 1 представлен подшипник, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг. 1.

Гидростатическая опора содержит втулку 1 с несущими карманами 2, расположенными на внутренней поверхности равномерно по окружности,

10 и дросселирующие отверстия 3 для подвода рабочей среды в карманы. Рабочая среда от торца 4 на стороне высокого давления через отверстия 5, 6 и дросселирующие отверстия 3 пода15ется в карманы 2 и далее поступает в зазор 7. В зазоре рабочая среда движется от торца 4 высокого давления к торцу 8 низкого давления.

Опора работает следующим образом.

20

В карман поступает два потока рабочей среды: через щель длиной f, и через дросселирующее отверстие 3, а выходит один поток через щель длиной t - ti . За счет сил, действующих

25 на вал, его центр смещается относительно центра подшипника на величину t, из-за чего зазор между валом и втулкой в верхней части опоры становится больше, а в нижней 30 меньше. При увеличении зазора 7 из

двух входящих .в карман потоков возрастает только один - через цель длиной С , второй - через дросселирующее отверстие - изменяется мало. Возрастает также расход рабочей среды, выходящей из кармана через щель длиной Е - 6. Поэтому при увеличении зазора давление в кармане падает, а при уменьшении - возрастает За счет перепада давлений под и над валом возникает несущая способность подшипника..

При смещении карманов к торцу на стороне высокого давления уменьшаются расход рабочей среды и несущая способность, а при смещении карманов к торцу на стороне низкого давления они увеличиваются. В турбокомпрессорах (турбонасосах, высокого давления за счет большого перепада На тордах подшипника можно обеспечить высокую несущую способность даже при расположении карманом вблизи торца со стороны высоког давления. Поэтому для уменьшения рахода в турбокомпрессорах (турбонасосах7 высокого давления оптимальным является расположение.несущих карманов у торца втулки с большим давлением на расстоянии 0,25 - 0,35 ее длины.

Отсутствие в предлагаемом подшипнике внешнего источника питания исключает затраты на дополнительную систему питания и повышает надежность. При этом упрощается запуск турбокомпрессора (турбонасоса), так как при подаче давления в машину сразу же создается несущая способность в подшипниках.

Применение предлагаемого подшипника позволяет за счет уменьшения количества концевых уплотнений или их полного исключения сократить осевую длину всего турбокомпрессора (турбонасоса), увеличить жесткость и критическую частоту ротора, что снижает металлоемкость и стоимость

компрессора (насоса) и повышает надежность его работы. В отдельных случаях за счет сокращения длины концевых уплотнений может быть увеличено число рабочих колес в одном

корпусе турбокомпрессора (турбонасоса) , что обеспечивает получение более высокого давления. Наибольший эффект дает применение предлагаемого подшипника в турбокомпрессорах

(.турбонасосах) высокого давления, поскольку у них имеются очен, длинные концевые уплотнения.

Формула изобретения

Гидростатическая опора для турбомашин высокого давления, содержащая охватывающую цапфу вала втулку с равномерно расположенными по окружности несущими карманами, различными давлениями у ее торцов и дросселирующими отверстиями дЛя подвода рабочей среды в карманы, отличающаяся тем, что, с целью

увеличения уплотняющего эффекта и повышения ее экономичности, несущие карманы расположены у торца втулки с больши давлением на расстоянии 0,25-0,35 ее длины, а дросселирующие отверстия .имеют выход на торец втулки, к которому смещены карманы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лучин Г.А., Семенов В.А. Исследование нагрузочных и расходных

характеристик гаэостатического подшипника-уплотнения. Сб. Проблемы развития газовой смазки. Ч; И. ДокЛсЩ на Всесоюзном координационном совещании. М., Наука, 1972, с. 141-151.

2.Лучин Г.А., Курицын Н.Ф. Опоры турбомашин на газовой смазке. Сер. Энергетическое машиностроение, 3-79-03, М., НИИинформэнергомаш, 1979, с. 10,11 (прототип).

фие.1

f( f(-f(