Демпфирующий узел

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в быстровращающихся роторах машин и приборов. Сущность изобретения заключается в том, что демпфирующий узел, включающий демпфер, содержит подвижный элемент с подшипником для гибкой опоры ротора с центрирующими пружинами в верхней его части и шарнирно опертый в резервуаре корпуса, заполненном демпфирующей жидкостью. Поверхность демпфирующей жидкости в резервуаре закрыта теплопроводной крышкой, на которой установлен термоэлектрический охладитель с вакуумными вводами электропитания. Одна из поверхностей термоэлектрического охладителя прикреплена к крышке, другая через теплопроводную пластину соединена с корпусом демпфирующего узла. Между крышкой и корпусом расположена теплоизоляционная прокладка, одновременно являющаяся посадочным элементом для периферии крышки. Техническим результатом является снижение расхода демпфирующей жидкости, уменьшение загрязнения рабочего вещества парами демпфирующей жидкости и снижение количества реагирующих веществ и продуктов реакции. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в быстровращающихся роторах машин и приборов, например газовых центрифугах.

Известен демпфирующий узел газовой центрифуги [1], выполненный с подвижным элементом в виде конусообразного демпфирующего элемента с подшипником для гибкой опоры ротора, расположенным в верхней части демпфирующего элемента. Демпфирующий элемент установлен на шарнире, расположенном в нижней части элемента в резервуаре с демпфирующей жидкостью, и удерживается в вертикальном положении пружинами для центровки, расположенными в верхней части демпфирующего элемента.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является демпфирующий узел быстровращающегося вертикального ротора [2], выполненный в виде цилиндрического демпфирующего элемента, упруго установленного в резервуаре с демпфирующей жидкостью, поверхность которой частично закрывает цилиндрический демпфирующий элемент.

Конструкции известных демпфирующих узлов не обеспечивают удержания паров демпфирующей жидкости. Пары демпфирующей жидкости проникают в зароторное пространство, откачиваются молекулярными насосами (молекулярными уплотнениями) в рабочую полость газовой центрифуги, что ведет к расходу демпфирующей жидкости и загрязнению рабочего вещества парами демпфирующей жидкости. При несовместимости паров демпфирующей жидкости и рабочего вещества происходят нежелательные химические процессы, например, между парами углеводородной демпфирующей жидкости и гексафторида урана в зароторном пространстве, в рабочей полости центрифуги и в каналах подачи и отвода рабочего вещества, что приводит к нежелательным явлениям: химическому взаимодействию продуктов химических процессов, например, фтористого водорода с упрочняющей нитью, образованию нелетучих соединений в роторе, что ведет к повышению биения ротора, забитию каналов подачи и отвода рабочего вещества.

Задачей изобретения является создание конструкции демпфирующего узла, обеспечивающей снижение расхода демпфирующей жидкости, уменьшение загрязнения рабочего вещества парами демпфирующей жидкости путем снижения давления этих паров в зароторном пространстве на входе молекулярных насосов и соответственно снижение количества реагирующих веществ и продуктов реакции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном демпфирующем узле, содержащем подвижный элемент с подшипником для гибкой опоры ротора и центрирующими пружинами в верхней его части и шарнирно опертый в резервуаре корпуса, заполненном демпфирующей жидкостью, поверхность демпфирующей жидкости в резервуаре закрыта теплопроводной крышкой, на которой установлен термоэлектрический охладитель с вакуумными вводами электропитания, одна из поверхностей (холодная) термоэлектрического охладителя прикреплена к крышке, другая (теплая) - через теплопроводную пластину соединена с корпусом демпфирующего узла, причем между крышкой и корпусом расположена теплоизоляционная прокладка, повышающая градиент температуры между крышкой и корпусом путем уменьшения теплоотвода от крышки к корпусу, одновременно являющаяся посадочным элементом для периферии крышки. Увеличение градиента температуры приводит к уменьшению давления паров демпфирующей жидкости на выходе из отверстия крышки, и, как следствие, уменьшается расход демпфирующей жидкости и загрязненность рабочего вещества парами демпфирующей жидкости.

При необходимости подогрева демпфирующей жидкости изменяется полярность электропитания термоэлектрического холодильника. При этом термоэлектрический холодильник становится термоэлектрическим нагревателем.

Теплопроводная крышка может иметь плоскую сферическую или коническую форму (в дальнейшем крышка).

На чертеже схематично изображен вертикальный разрез демпфирующего узла.

Демпфирующий узел содержит ротор 1 с полуосью 2, в которую установлена гибкая опора в виде иглы 3, опирающаяся на подпятник 4 подшипника опоры, установленный в верхней части подвижного элемента 5 демпфера, нижняя часть которого установлена на шарнире 6 в резервуаре 7 с демпфирующей жидкостью, закрытой теплопроводной крышкой 8, оборудованной термоэлектрическим охладителем 9 с вакуумными вводами электропитания 10, одна из сторон термоэлектрического охладителя прикреплена к крышке 8, другая - через теплопроводную пластину 11 соединена с корпусом демпфирующего узла 12, между крышкой и корпусом расположена теплоизоляционная прокладка 13, одновременно являющаяся посадочным элементом для периферии крышки, подвижной элемент удерживается в вертикальном положении центрирующими пружинами 14.

Демпфирующий узел работает следующим образом.

При приведении ротора 1 во вращение на термоэлектрический охладитель 9 через вакуумные вводы 10 подается рассчитанное напряжение электропитания, чтобы теплопроводная крышка 8 охлаждалась по отношению к корпусу 12 на требуемую величину. Пары демпфирующей жидкости из резервуара 7 конденсируются на внутренней поверхности охлажденной крышки 8, конденсат стекает обратно в резервуар 7.

Применение демпфирующего узла, в котором резервуар, заполненный демпфирующей жидкостью, закрыт теплопроводной крышкой, на которую установлен термоэлектрический охладитель с вакуумными вводами электропитания, одна из поверхностей (холодная) термоэлектрического охладителя прикреплена к крышке, другая (теплая) - через теплопроводную пластину соединена с корпусом демпфирующего узла, между крышкой и корпусом находится теплоизоляционная прокладка, уменьшает расход демпфирующей жидкости ~ в два раза, поскольку, как показывает массоспектрометрический анализ газа в зароторном пространстве газовой центрифуги, парциальное давление паров демпфирующей жидкости в зароторном пространстве уменьшается в два раза.

Следовательно, уменьшается загрязнение парами демпфирующей жидкости рабочего вещества, на котором работает газовая центрифуга. В случае, если пары вступают во взаимодействие с рабочим веществом, например, углеводородное масло и гексафторид урана, то уменьшаются потери рабочего вещества. При этом улучшается вакуумная гигиена в зароторном пространстве, а также уменьшается негативное воздействие продуктов взаимодействия таких, как фтористый водород, с упрочняющей нитью ротора.

Источники информации 1. Патент ФРГ 1071593, 82в9 В 04 b, 1957.

2. Описание изобретения к патенту Российской Федерации 2044937 (51) 6 F 16 F 9/10, 15/020, (22) 03.07.92.

Формула изобретения

Демпфирующий узел, включающий демпфер, содержащий подвижный элемент с подшипником для гибкой опоры ротора с центрирующими пружинами в верхней его части и шарнирно опертый в резервуаре корпуса, заполненном демпфирующей жидкостью, отличающийся тем, что поверхность демпфирующей жидкости в резервуаре закрыта теплопроводной крышкой, на которой установлен термоэлектрический охладитель с вакуумными вводами электропитания, причем одна из поверхностей термоэлектрического охладителя прикреплена к крышке, другая через теплопроводную пластину соединена с корпусом демпфирующего узла, при этом между крышкой и корпусом расположена теплоизоляционная прокладка, одновременно являющаяся посадочным элементом для переферии крышки.

РИСУНКИ

Рисунок 1