Устройство для ограничения расхода масла через подшипник ротора турбогенератора

 

Использование: в области электромашиностроения для повышения надежности турбогенераторов. Сущность: устройство для ограничения расхода масла через подшипник ротора турбогенератора содержит клапан, состоящий из золотника со стержнем, имеющим конусообразное окончание. Золотник расположен на дне углубления и подпружинен. Конусообразное окончание стержня упирается в шары, удерживаемые кольцевыми выступами в дисках. В нормальном режиме турбогенератора золотник удерживает пружину на дне углубления в сжатом состоянии благодаря нажатию крышкой подшипника на конус стержня. В аварийном состоянии в момент раскрытия разъемного соединения подшипника на величину, лишь незначительно превышающую высоту выступов, конусообразным окончанием стержня усилием пружины шары сместятся в стороны и обеспечат перекрытие золотником маслоподводящего канала 1 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению, а более конкретно, к турбогенераторам и турбовозбудителям с выносными подшипниками.

Известен регулирующий многоступенчатый клапан для регулирования расхода пропускаемой среды. Клапан управляется рычажной системой от электрического исполнительного механизма [1] Однако эти клапаны имеют сложную многоступенчатую конструкцию и функциональное несоответствие.

Наиболее близким аналогом является дифференциальный регулятор давления масла, встраиваемый в напорный маслопровод, в виде регулятора перепада давления. Регулятор содержит золотник, перемещающийся в буксе и удерживающий после себя постоянное давление [2] Непосредственное использование указанного регулятора, как и клапана регулирующего, невозможно из-за его функционального несоответствия и относительной сложности устройства. В турбогенераторах и их турбовозбудителях в случае резкого увеличения вибрации опор, например, при обрыве лопаток турбины, разрыве бандажного кольца ротора турбогенератора, при превышении критического числа оборотов и т. п. может произойти раскрытие соединения между крышкой и корпусом опорного подшипника или отрыв крышки опорного подшипника, а также разрушение подшипников уплотнений вала, что сопровождается прорывом масла наружу и возможным его возгоранием. Для турбогенераторов с водородным охлаждением в указанных, хотя в практике крайне редких случаях виброразрушение опорных подшипников и водородных уплотнений вала сопровождается прорывом водорода наружу, что, в свою очередь, увеличивает размеры аварии.

Техническим результатом является повышение надежности турбогенератора и уменьшение масштабов возможной аварии.

Это решается тем, что в устройстве для ограничения расхода масла через подшипник ротора турбогенератора, содержащем клапан, состоящий из золотника, размещенного в углублении, выполненном от разъема через подводящий масло канал подшипника, в углублении со стороны разъема размещены два диска с ограничительными кольцевыми выступами, обращенными один к другому, и центральными отверстиями, оси которых совпадают с осью золотника, который с одной стороны подпружинен, а с другой стороны имеет конусообразное окончание, клапан снабжен шарами, расположенными между кольцевыми выступами дисков и конусообразным окончанием стержня, причем высота выступов равна величине потенциального раскрытия разъема подшипника, а диск со стороны подводящего канала закреплен к корпусу.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для ограничения расхода масла. Устройство для ограничения расхода масла через подшипник ротора турбогенератора имеет встроенный клапан, который состоит из золотника 1 со стержнем 2, имеющим упор 3 и конусообразное окончание 4. На дне углубления 5 расположена сжатая пружина 6. Упор 3 и конусообразное окончание 4 стержня 2 пересекают подводящий масло канал 7 к подшипнику 8. Конусообразное окончание 4 стержня 2 упирается в шары 9 и 10, удерживаемые выступами 11 и 12 в дисках 13, 14 снизу и сверху шаров вокруг конусообразного окончания стержня, проходящего через центральное отверстие в нижнем диске, закрепленном винтами 15 к корпусу, причем общая высота верхнего и нижнего выступов равна величине потенциального раскрытая разъема между корпусом 16 и крышкой 17 подшипника, соединенных болтами 18 (показана ось болта).

Золотник 1 содержит кольцевой канал 19, который пропускает часть масла, достаточную лишь для аварийного останова и не представляющую опасности в пожарном отношении.

Установка золотника 1 в канал 7 и сжатие пружины 6 производится до установки крышки 17 путем предварительного сжатия пружины 6 через золотник 1 сверху и фиксации золотника 1 ниже канала размещением в подводящий канал 7 распорной пластины (на фиг. 1 не изображено). Пластина удаляется после окончательной установки крышки 17.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме турбогенератора золотник 1 удерживает пружину 6 на дне углубления 5 в сжатом состоянии благодаря нажатию крышкой 17 подшипника на конус стержня 2 шарами 9, 10, в нижнем 13 и верхнем 14 дисках. Шары 9, 10 от смещения в стороны расклинивающим действием конусообразного окончания стержня 2 удерживаются сверху и снизу кольцевыми выступами 11, 12 в дисках 13, 14 фиксирующими положение шаров 9, 10.

В аварийном состоянии в момент раскрытия разъемного соединения подшипника виброразрушительной вибрацией на величину, лишь незначительно превышающую высоту выступов, конусообразным окончанием стержня 2 усилием пружины 6 шары 9, 10 сместятся в стороны и перекатятся через кольцевые выступы 11, 12, перемещая усилием пружины 6 золотник 1 до упора в нижнюю обойму 1, 3, обеспечивая перекрытие золотником 1 маслоподводящего канала 7.

Так как пружина 6 сжата крышкой 17 подшипника в зоне разъема, то устройство срабатывает как при частичном, определяемом конструктивными размерами устройства, так и при полном отрыве крышки подшипника от корпуса.

В процессе эксплуатации все элементы устройства неподвижны и находятся в среде масла, что обеспечивает их надежность срабатывания.

Формула изобретения

Устройство для ограничения расхода маcла через подшипник ротора турбогенератора, содержащее клапан, состоящий из золотника, размещенного в углублении, выполненном от разъема через подводящий масло канал подшипника, отличающееся тем, что в углублении со стороны разъема размещены два диска с ограничительными кольцевыми выступами, обращенными один к другому, и центральными отверстиями, оси которых совпадают с осью золотника, который с одной стороны подпружинен, а с другой имеет конусообразное окончание, клапан снабжен шарами, расположенными между кольцевыми выступами дисков и конусообразным окончанием стержня, причем высота выступов равна величине потенциального раскрытия разъема подшипника, а диск со стороны подводящего канала закреплен к корпусу.