Турбокомпрессор

 

Изобретение позволяет повысить надежность благодаря тому, что турбокомпрессор снабжен гибкой осью 9 с проволочным ворсом 11 на ее цилиндрической поверхности, жестко связанной концами с упорными дисками 12 газовых подшипников 7, в валу 2 выполнено сквозное отверстие, и гибкая ось размещена в последнем, а рабочие поверхности упорных дисков 12 выполнены сферическими. 8 ил

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (sa)s F 04 D 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811844/06 (22) 09.04.90 (46) 15.06.92. Бюл. hh 22 (71) Научно-производственный центр при

Николаевском кораблестроительном институте им. адм. С.О.Макарова (72) А.И.Тарабрин и А,К.Чередниченко (53) 621.515(088.8) (56) Проблемы трения и смаз< ). Труды американского общества инженеров — механиков. Т. 90, сер. F. М.: Мир, 1968, hb4, с.8.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1656169, кл. F 04 D, 1989. (54) ТУРБОКОМПРЕССОР (57) Изобретение позволяет повысить на-. дежность благодаря тому, что турбокомпрессор снабжен гибкой осью 9 с проволочным ворсом 11 íà ее цилиндрической поверхности, жестко связанной концами с упорными дисками 12 газовых подшипников 7, в валу 2 выполнено сквозное отверстие, и гибкая ось размещена в последнем, а рабочие поверхности упорных дисков 12 выполнены сферическими. 8 ил, 1740791

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в конструкциях турбомашин.

Известна конструкция турбокомпрессора-генератора, опорно-упорное устройство которого содержит упорный газовый и радиал ь н ые газовые подшип ники.

Известна конструкция турбокомпрессора, содержащая корпус, размещенные в нем на валу турбину и компрессор, опорные узлы с газовыми подшипниками, включающими упорные диски и магистрали рабочей среды, при этом один из опорных узлов жестко связан с корпусом, а другой — подпружинен относительно корпуса в осевом направлении, Недостатком конструкции является то, что при повышении частоты вращения турбокомпрессора подшипниковые узлы подвергаются действию субгармонических колебаний и виброакустических излучений, источником которых являются аэродинамические возмущения, магнитные и тепловые моменты. Это ведет к снижению надежности работы турбокомпрессора.

Цель изобретения — повышение надежности в работе турбокомпрессора.

Цель достигается тем, что турбокомпрессор снабжен гибкой осью с проволочным ворсом на ее цилиндрической поверхности, жестко связанной концами с упорными дисками, в валу выполнено сквозное отверстие, гибкая ось размещена в последнем, при этом проволочный ворс выполнен наклонным по направлению к турбине и с возможностью взаимодействия с поверхностью отверстия вала, а рабочие поверхности упорных дисков — сферическими.

В конструкции проволочный ворс слу>кит для передачи осевой нагрузки от вала на гибкую ось, при этом минимизируется взаимодействие ротора (вала с турбиной и компрессором) и гибкой оси, Силовые крутящие моменты замыкаются на роторе, а гибкая ось подвержена крутящим моментам, соответствующим потерям мощности на трение только в газовых опорах. При этом гибкая ось за счет воздействия упорных дисков находится в напряженном состоянии и работает на растяжение, что повышает ее устойчивость при прохождении критических и сверхкритических частот.

Проволочный ворс служит элементом внутренней виброизоляции подшипниковых узлов от виброакустического воздействия вала за счет рассеивания энергии отрезками проволоки. Наклон проволочного ворса связан с соотношением осевых нагрузок на турбине и компрессоре, 5

На фиг.1 представлен турбокомпрессор, продольный разрез; на фиг.2 — сечение

А — А на фиг,1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг,1; на фиг,4 — сечение  — В на фиг.1; на фиг.5 — сечение à — Г на фиг.1; на фиг.6— сечение Д вЂ” Д на фиг.1; на фиг.7 — сечение

Š— Е на фиг.1; на фиг.8 — сечение Ж вЂ” Ж на фиг.1.

Изобретение содержит корпус 1, размещенные в нем на валу 2 турбину 3 и компрессор 4, узлы 5 и 6 со сферическими подшипниками 7 и магистралями рабочей среды 8. В.сквозном отверстии в валу 2 размещена гибкая ось 9, на которой посредством точечной сварки или пайки закреплена основа 10 проволочного ворса, представляющая собой металлическую сетку, на которой ткацким способом или набивкой закреплены отрезки проволоки 11. Проволоки

11 ориентированы так, чтобы проволочный ворс был наклонным по направлению к турбине 3, при этом проволоки сопряжены с поверхностью отверстия вала 2. На концах оси 9 размещены сферические упорные диски 12. Узел 6 жестко связан с корпусом 1 и включает ряд сферических подшипников 7.

Другой узел 5 подпружинен относительно корпуса 1 в осевом направлении при помощи пружин 13. Для уплотнения внутренней полости турбокомпрессора установлены плавающие уплотнения 14.

Турбокомпрессор работает следующим образом.

Пружины 13 через подвижный узел 5 удерживают гибкую ось 9 в напряженном состоянии. Из магистрали рабочей среды 8 перед запуском турбокомпрессора подают газ к подшипникам 7. При этом последние, входящие в состав узлов 5 и 6, становятся способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки. Нагрузки передаются от турбины 3 и компрессора 4, установленных на валу 2, через проволочный ворс, основа 10 которого закреплена на оси 9, а проволоки

11 наклонены навстречу действию осевой нагрузки (нагрузка действует против движения рабочей среды, т.е, от турбины к компрессору, этим и диктуется необходимость размещения нескольких упорных сферических дисков 12 со стороны турбины). Плавающие уплотнения 14 препятствуют и ротеч кам.

Формула изобретения

Турбокомпрессор, содержащий корпус, размещенные в нем на валу компрессор и турбину, опорные узлы с газовыми подшипниками, включающими упорные диски и магистрали подвода рабочей среды, при этом один из опорных узлов жестко связан с кор1740791 пусом, а другой подпружинен относительно корпуса в осевом направлении, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, турбокомпрессор снабжен гибкой осью с проволочным ворсом на ее цилиндрической поверхности, жестко связанной концами с упорными дисками, в валу выполнено сквозное отверстие и гибкая ось размещена в последнем, при этом проволочный ворс выполнен наклонным по направлению к турбине и с воз5 можностью взаимодействия с поверхностью отверстия вала, а рабочие поверхности упорных дисков — сферическими.