CS199655B2 - Rotary system with details,arranged in order to decrease loss of oil from this system - Google Patents

Description

Vynález se týká otáčivých sestav mazaných olejem pod .tlakem a zejména uspořádání jejich částí pro zmenšení úniku oleje z nich.

U otáčivých strojních zařízení je obvyklé, že otáčivý hřídel je nesen ložisky, do kterých se přivádí olej pod tlakem. Pro odstranění obtíží vyplývajících z vniknutí oleje do jiných částí . stroje je zapotřebí udržet mazací olej v oblasti ložisek před tím, než je dopraven zpět do nádrže nebo jímky.

V mnohých strojních zařízeních s otáčivými sestavami je možno- opatřit hřídel v bodech, kde prochází pouzdrem, těsnicími prostředky, jako pístními kroužky, avšak v mnohých případech přes to dochází k netěsnostem, obzvláště když je tlak uvnitř pouzdra vyšší, než je venkovní tlak.

Vynález- sl klade za úkol odstranit tyto nedostatky a přinést takové uspořádání částí otáčivé sestavy, umožňující snížit únik oleje z této sestavy.

Tento úkol je podle vynálezu řešen tím, že otáčivá sestava -obsahující hřídel, otáčivě uložený v ložiskové sestavě, uložené v pouzdře, je pro zmenšení úniku oleje uspořádána tak, že uvedené . pouzdro obsahuje dutinu, obklopující část hřídele a probíhající mezi uvedenou ložiskovou sestavou a koncovou stěnou pouzdra, dále obsahuje odvrhovací člen uložený na této části hřídele -otáčivé s tímto hřídelem u koncové -stěny pouzdra, a nepohyblivý usměrňovač oleje, umístěný v dutině mezi odvrhovacím členem a ložiskovou sestavou, přičemž usměrňovač -oleje je opatřen otvorem pro průchod hřídele a žlábkem -otevřeným do dutiny na straně odvrácené od hřídele.

K proudění uvnitř pouzdra způsobenému vyrovnáváním tlaku mezi vnitřkem a vnějškem pouzdra, vyvolávajícím únik oleje, bude docházet při řešení podle vynálezu po obvodě usměrňovače oleje, tj. v části dutiny vyplňované vzduchem a olejovou pěnou, spíše než mezi hřídelem -a usměrňovačem oleje, kde se může shromažďovat kapalný -olej, když jeho proudění směřuje směrem ven. Olej míjející usměrňovač -bude mít sklon se zachycovat ve žlábku -a bude usměrňován zpět do jímky. Jakékoli množství, které přejde za žlábek, bude mít sklon k tomu, aby bylo odhazováno směrem ven a od místa, kde hřídel opouští dutinu (kde by mohlo dojít k úniku) odvrhovacím členem.

S výhodou je usměrňovač oleje na straně přivrácené k ložisku talířovitě prohlouben.

Usměrňovač oleje je s výhodou uložen vzhledem ke hřídeli s jen malou vůlí.

V jednom -výhodném provedení obsahuje usměrňovač oleje dva talířovité prohlou199655 bené prstencovitá členy, spojené spolu svými plochými zadními stranami.

Prstencový člen umístěný na straně u ložiska je s výhodou tvořen vnitřní prstencovitou přírubou, nesoucí po obvodě talířovitě vyhnutou prstencovitou obrubu, která je spojena po obvodě pomocí krátkých spojek s vnějším prstencem pro· zajištění usměrňovače oleje uvnitř pouzdra.

Vynález je použitelný všeobecně pro otáčivé sestavy, avšak je obzvláště vhodný pro· použití v turbokompresorech, jako kompresorech hnaných plynovou turbinou, používaných v přetlakových motorech s vnitřním spalováním. V takových strojích musí být zabráněno· vstupu oleje do kompresorové nebo turbinové komory.

Vynález je dále popisován na příkladu konkrétního provedení s poukazem na výkresy, ve kterých značí: obr. 1 příčný řez turbokompresorem s otáčivou sestavou s uspořádáním pro zmenšení úniku oleje podle vynálezu, jehož část je znázorněna ve větším měřítku na obr. IA, a obr. ' 2 pohled ve směru šipky A na část uspořádání z obr. 1.

Turbokompresor znázorněný na obr. 1 zahrnuje turbinové pouzdro 10, ložiskové pouzdro 12 a kompresorové pouzdro 14.

Turbinové pouzdro 10 je obvyklé konstrukce a zahrnuje kanálky 16, do nichž vstupuje plyn s vysokou energií, jako např. výfukový plyn z motoru s vnitřním spalováním, a které ho usměrňují k turbinovému kolu 16, otočně uloženému v turbinovém pouzdře 10, a dále zahrnuje výstup 20 pro plyny po průchodu turbinovým kolem 18. Mezi turbinovým pouzdrem 10 a ložiskovým pouzdrem 12 je vložena prstencovitá zadní stěna 19 pro turbinové kolo 18. Turbinové kolo· 18 tvoří celek s hřídelem 22, který je otočně uložen v ložiskovém pouzdře pomocí dvojice otočných objímkovitých ložisek 24, 26, která sama jsou uložena v otvoru 28 kruhového průřezu, vytvořeném v ložiskovém nosiči 30, tvořícím část ložiskového pouzdra

12. Ložiskový .nosič 30 zahrnuje středový odtok 31 na olej a každé z otočných objímkovitých ložisek je opatřeno skupinou otvorů 32. V ložiskovém pouzdře 12 je dále vytvořen další odtok 33 pro olej.

Hřídel 22 sestává ze tří částí 34, 36, 38 o různých průměrech. Část o· největším průměru 34 prochází otvorem 40 vytvořeným v ložiskovém pouzdře 12 a těsněným pístním kroužkem 42, umístěným v drážce 44 v otvoru 40. Část 36 hřídele o středním průměru prochází otočnými objímkovitými ložisky 24, 26 a končí v osazení 48. K části 38 o nejmenším průměru hřídele 22 je připojeno· pro· otáčení s ním kompresorové kolo· 48, uložené v kompresorovém pouzdře 14. Kompresorové pouzdro 14 je řešeno· obvyklým způsobem a zahrnuje vpusť 50 píro plyn a kanálek 52 s postupně se rozšiřující průřezovou plochou, do kterého je plyn usměrňován kompresorem 48. Kompresorové kolo 4 nese koncovou stěnu 54 pouzdra 12 a je udr žováno ve své poloze po svém vnějším obvodu kruhovými příchytkami 56, 58. V drážce 62 je uložen kroužek 60 oválného· průřezu, · který těsně · dosedá proti vnějšímu průměru koncové stěny 54.

Mezi koncovou stěnou 54 a ložiskovým· pouzdrem 12 je vymezena dutina 64.

Okolo části 38 hřídele 22 jsou pří otáčení s tímto· hřídelem a při vložení mezi kompresorové kolo 4 a osazení 46 hřídele 22 vložena první objímka 66, procházející otvorem 68 v koncové stěně 54, prstenec 70 a druhá objímka 72. První objímka 66 má v sobě vytvořenu prstencovitou drážku 74. V drážce 74 je uložen pístní kroužek 76, dosedající proti okraji otvoru 68. První objímka 66 nese odvrhovací člen 78, umístěný mezi konci této· objímky 66 a zabíhající do dutiny 64. Druhá objímka 72 je opatřena přírubou 80 uloženou okolo osazení 46 a v kombinaci s prstencem 70 vytváří prstencovitý kanálek 82. Příruba 80 a prstenec 70 spolu působí jako osová ložiska.

V dutině 64 je umístěn usměrňovač 84 toku oleje, obsahující první a druhý talířovitě prohloubený prstencový člen 90, 92, přisazené k sobě svými plochými zadními stran ami.

První prstencový člen 92, umístěný na straně u ložiska 24, je tvořen prstencovitou přírubou 128 se středovým otvorem 86. Otvor 86 má průměr 130 objímky 66 s malou vůlí. S prstencovitou přírubou 128 tvoří celek talířovitě vyhnutá prstencovitá obruba 132, která je spojena po obvodě pomocí krátkých spojek 89 s vnějším prstencem 88, pomocí kterého je usměrňovač oleje 84 zajištěn uvnitř pouzdra 12.

Druhý prstencový člen 90 je tvořen prstencovitou přírubou 134 s podobným vnějším průměrem jako· má prstencovitá příruba 128, a se středovým otvorem 136, který může být jakékoliv vhodné velikosti. S prstencovitou přírubou 134 tvoří celek talířovitě vyhnutá prstencovitá obruba 138. Vzhledem ke vzájemnému přisazení prstencových členů 90, 92 jejich zadními plochými stranami a vzájemně soustředného· uložení tvoří talířovitě vyhnuté obruby 132, 138 směrem ven obrácený prstencovitý žlábek 94. Prstencové členy 90 a 92 mohou být připojeny k sobě navzájem v prstencovitých· přírubách 128, 136 snýtováním, bodovým svařením nebo · po¹dobnými prostředky.

Jak již bylo uvedeno, je usměrňovač · oleje 84 udržován ve své poloze vnějším prstencem 88, který je vložen mezi koncovou stěnou 54 a kruhovou příchytkou 58, přičemž mezi vnitřním průměrem vnějšího· prstence 88 a vnějším okrajem · talířovitě vyhnuté prstencovité obruby 132 probíhá řada krátkých spojek 89 na šířku mezery 126. S výhodou mohou být první prstencový člen 92, vnější prstenec 88 a spojky 89 vytvořeny lisováním z jednoho kusu.

Na obr. 2 je znázorněn jiný pohled na

S usměrňovač oleje 84 a vnější prstenec 88 s připojenými spojkami 89,

Ve žlábku 82 je umístěna opěrná deska 96, udržovaná ve své poloze přídržnou ložiskovou deskou 98, která také slouží pro přidržování otočného objímkového ložiska 24 proti osovému pohybu směrem ke kompresorovému konci sestavy. Kruhová příchytka 35, umístěná v drážce 45 v otvoru 28 v ložiskovém nosiči 30 slouží pro přidržování otočného objímkového ložiska směrem к turbinovému konci sestavy.

V ložiskovém pouzdře 12 je vytvořen ústupek 100 pro spojení s neznázorněným zdrojem tlakového oleje, a je spojen průchody 102, 104 v ložiskovém pouzdře 12 s otočnými objímkovými ložisky 24, 26 a průchodem 106 v ložiskovém pouzdře 12, průchodem 108 přídržnou ložiskovou deskou 98, a průchody 110, 112 v opěrné desce 96 je spojen s osovými ložisky vytvářenými prstencem 70 a přírubou 80,

Za chodu turbokompresoru je olej pod tlakem dopravován od ústupku 100 průchody 102, 104 na obvod otáčivých objímkových ložisek 24, 26 a průchody 32 do vrtání těchto objímkových ložisek. Tlakový olej je pak protlačován vůlemi mezi otočnými objímkovými ložisky a průchodem 28 v ložiskovém nosiči 30, a vůlemi mezi otočnými objímkovými ložisky a hřídelem 22. V případě otočného objímkového ložiska 24 vytéká olej, protékající obvodovou vůlí směrem к turbinovému konci sestavy, vůlí mezi kruhovou příchytkou 35 a přilehlým koncovým čelem ložiska do středového odtoku 31 na olej. Olej tekoucí obvodovou vůlí ke kompresorovému konci sestavy prochází před vytékáním středovým průchodem 121 v přídržné ložiskové desce 98 do dutiny 64 vůlí mezi touto přídržnou ložiskovou deskou 98 a přilehlým koncovým čelem ložiska 24.

Za normálního chodu působí otáčení kompresorového kola 48 vztahování vzduchu vpustí 50 a jeho stlačování do průchodu 62, ze kterého je veden do bodu, kde je ho potřeba. Za určitých pracovních podmínek, kdy rychlost turbiny je nízká, je možné, aby stroj nasával více vzduchu než může kompresor dodat a za takových podmínek mohou být v kompresorovém pouzdře a v oblasti za kompresorovým kolem tlaky pod úrovní atmoisférického tlaku. Tlak v dutině 64 je normálně okolo atmosférického tlaku nebo mírně nad ním, neboť směřuje к olejovému odtoku 33, takže mezi dutinou 64 a kompresorovou stranou zadní desky 54 může vzniknout tlakový rozdíl, nutící tekutý obsah dutiny téci na kompresorovou stranu zadní desky 54.

К tomuto toku by normálně docházelo v oblasti nejblíže ke hřídeli, což by mělo za následek, že olej z ložisek by byl vtahován do kompresoru. Přítomnost usměrňovače oleje 84 v této oblasti v těsné blízkosti hřídele však bude mít za následek, že olej poteče okolo vnějšího obvodu usměrňovače spíše než v těsné blízkosti hřídele. Oblast vnějšího obvodu usměrňovače 84 bude především obsahovat vzdušnou a olejovou pěnu spíše než kapalný olej, čímž se sníží na minimum vtékání oleje do kompresoru. Jakýkoli olej, 'který přes to přeteče okolo obvodu usměrňovače 84, avšak bude zachycen ve žlábku 94 a bude usměrňován dolů ven z této sestavy, kde odteče odtokem 33 do neznázorněné olejové jímky. I v tom případě, že by olej protekl středním průchodem 86 usměrňovače 84, anebo že by nebyl zachycen ve žlábku 94, bude odhozen směrem ven z dráhy ke kompresoru odvrhovacím členem 78.

Odborníkům je zřejmé, že vynález může být podroben řadě obměn, aniž by se opustila jeho základní irtyšlenka, a že otáčivá sestava ve znázorněné nebo obměněné podobě může být použita v jiných strojních zařízeních než v turbokompresorech.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZŮ

   1. Otáčivá sestava s částmi, uspořádanými pro zmenšení úniku oleje z této sestavy a obsahující hřídel, otáčivě uložený v ložiskové soustavě uložené v pouzdře, vyznačená tím, že pouzdro- (12) obsahuje dutinu (64), obklopující část (38) hřídele (22) a probíhající mezi ložiskovou soustavou (24, 26) a koncovou stěnou (54) pouzdra (12), odvrhovací člen (78), . uložený na části (38) hřídele (22) a otáčivě s tímto hřídelem (22) u koncové stěny (54) pouzdra (12), a dále nepohyblivý usměrňovač oleje (84), umístěný v dutině (64) mezi odvrhovacím členem (78) a ložiskovou soustavou (24, 26), přičemž usměrňovač oleje (84) je opatřen otvorem (86) pro hřídel (22) -a žlábkem (94), otevřeným do dutiny (64) na straně odvrácené od hřídele (22).
2. 2. Otáčivá sestava podle bodu 1, vyznačená -tím, že usměrňovač -oleje (84) je na stra ně přivrácené - k ložisku (24) talířovitě - prohlouben.
3. 3. Otáčivá -sestava podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že usměrňovač oleje (84) je vzhledem ke hřídeli (22) uložen s vůlí.
4. 4. Otáčivá sestava podle bodů 1 -až 3, vyznačená tím, že usměrňovač oleje (84) obsahuje dva talířovitě prohloubené prstencové členy (90, 92), přisazené k sobě svými plochými zadními stěnami.
5. 5. Otáčivá sestava podle bodů 1 až 4, vyznačená tím, že prstencový člen (92) umístěný na straně u ložiska (24), je tvořen vnitřní prstencovitou přírubou (128), nesoucí po- pbvodě talířovitě vyhnutou prstencovitou obrubu (132), která je spojena po obvodě pomocí krátkých spojek (89) s- vnějším prstencem (88) pro zajištění usměrňovače oleje (84) uvnitř pouzdra (12).