CS218215B1 - Hydraulické snímací ústrojí - Google Patents

Abstract

Vynález se týká hydraulického snímacího ústrojí, zejména pro regulátor úhlové rychlosti otáčení strojní součástí, např. rotorů rychloběžných motorů a rotorů vysokootáč­ kových parních turbín. Podle vynálezu jsou v nákružku hřídele rotorové části vytvořeny čerpací' kanály, které propojují v ní upravený vstupní prostor pro přiváděnou kapalinu s výstupním prostorem upraveným v těsnicím prstenci, jenž je neotočně a radiálně kluzně uložen ve snímačovém tělese statorové části a jenž je svým vnitřním obvodem ve stálém kluzném styku s vnějším obvodem nákružku, při­ čemž na výstupní prostor je připojeno vý­ tlačné potrubí pro odváděnou kapalinu. Ve snímačovém tělese je alespoň okolo jednoho okraje nákružku, opatřeného· bočními čerpacími drážkami, vytvořena obvodová protitlaková komora pro těsnicí rotující kapalinový prstenec. Horní část rozváděcího prostoru, upraveného ve snímačovém tělese rotující části a spojeného se vstupním prostorem rotorové části, je propojovacím kaná­ lem připojena na výše uloženou kapalinovou vyrovnávací nádržku.

Description

(54) Hydraulické snímací ústrojí

Vynález se týká hydraulického snímacího ústrojí, zejména pro regulátor úhlové rychlosti otáčení strojní součástí, např. rotorů rychloběžných motorů a rotorů vysokootáčkových parních turbín.

Podle vynálezu jsou v nákružku hřídele rotorové části vytvořeny čerpací' kanály, které propojují v ní upravený vstupní prostor pro přiváděnou kapalinu s výstupním prostorem upraveným v těsnicím prstenci, jenž je neotočně a radiálně kluzně uložen ve snímačovém tělese statorové části a jenž je svým vnitřním obvodem ve stálém kluzném styku s vnějším obvodem nákružku, přičemž na výstupní prostor je připojeno výtlačné potrubí pro odváděnou kapalinu. Ve snímačovém tělese je alespoň okolo jednoho okraje nákružku, opatřeného· bočními čerpacími drážkami, vytvořena obvodová protitlaková komora pro těsnicí rotující kapalinový prstenec. Horní část rozváděcího prostoru, upraveného ve snímačovém tělese rotující části a spojeného se vstupním prostorem rotorové části, je propojovacím kanálem připojena na výše uloženou kapalinovou vyrovnávací nádržku.

Vynález se týká hydraulického snímacího ústrojí, zejména pro regulátor úhlové rychlosti otáčení strojních součástí, například rotorů rychloběžných motorů a rotorů vysokootáčkových parních turbin.

Snímací ustrojí regulátorů úhlové rychlosti otáčení takových strojních částí bývají zpravidla upraveny na volném konci rotoru řízeného -stroje. V praxi se však vyskytují také případy, kdy oba konce rotoru řízeného stroje jsou využity ke spojení s jinými zařízeními, takže snímací ústrojí těchto regulátorů zde není možno umístit. V takových případech je možno ke snímání použít ozubené soukolí, transformující úhlovou rychlost otáčejícího se rotoru na pomocný hřídel, na jehož volném konci je upraveno snímací ústrojí, známé například z čs. autorského osvědčení č. 171816. Nehledě na obtíže související se zvýšením složitosti konstrukce, s dodržením vzdálenosti a rovnoběžnosti os rotoru a pomocného hřídele, při nezbytné velikosti snímacího pastorku, upevněného na poměrně velkém průměru rotoru a při vysokých úhlových rychlostech otáčení vznikají v ozubeních také značné rázv, které v napoieném hydraulickém regulačním zařízení vyvolávají velmi nežádoucí kmitání. Jako snímací ústrojí mohou být využita také známá elektrická čidla, umístěná ve statorové části řízeného zařízení v blízkosti snímacího kotouče, upevněného na rotorové části. Elektrické nebo elektrohydraulické regulační systémy, jejichž vstupy jsou takovými elektrickými snímači osazeny, však musí obsahovat několikastupňové výkonové zesilovače s elektrickými servomotory a s nezbytnými mechanickými převodovými zařízeními, případně musí obsahovat několikastupňové výkonové zesilovače a elektrohydraulické převodníky. Uvedené několikanásobné zesilování a transformace v drahých přídavných zařízeních jsou však vždy nutně provázeny určitým nežádoucím zkreslením, dále zpožděním, případně hysterezními jevy, které zhoršují řídicí vlastnosti regulačního systému. Pokud zmíněná elektrická přídavná zařízení, která vyžadují přívod elektrické energie, máji pracovat v agresivním prostředí, případně ve výbušném prostředí, musí být pro práci v takových podmínkách s velkými náklady upravována.

Uvedené nevýhody ve značné míře odstraňuje hydraulické snímací ústrojí podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v nákružku hřídele rotorové části jsou vytvořeny čerpací kanály, které propojují v ní upravený vstupní prostor pro přiváděnou kapalinu s výstupním prostorem, upraveným v těsnicím prstenci, jenž je otočně a radiálně kluzně uložen ve snímačovém tělese statorové části a jenž je svým vnitřním obvodem ve stálém kluzném styku s vnějším obvodem nákružku, přičemž na výstupní prostor je připojeno výtlačné potrubí pro odváděnou kapalinu. Ve snímačovém tělese je alespoň okolo jednoho okraje nákružku, opatřeného bočními čerpacími drážkami, vytvořena obvodová protitlaková komora pro těsnicí rotující kapalinový prstenec. Horní část ro-zváděcího prostoru, upraveného ve snímačovém tělese rotorové části a spojeného se vstupním prostorem rotorové části, je propojovacím kanálem připojena na výše uloženou kapalinovou vyrovnávací nádržku.

Hydraulické snímací ústrojí podle vynálezu je možno používat i u zařízení, pracujících s nejvyššími obvodovými rychlostmi. Je výrobně jednoduché a provozně je naprosto spolehlivé. Jeho· funkce není ovlivňována ani kolísáním tlaku přiváděné kapaliny.

Příklad provedení hydraulického snímacího ústrojí podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém výkrese, na němž je toto ve svislém osovém řezu nakreslené snímací ústrojí využito k regulaci vysokootáčkové parní turbiny.

V nakresleném provedení hydraulické snímací ústrojí sestává z otočné rotorové části, upravené na hřídeli 2 parní turbiny, a z neotočne statorové části, upravené v neznázorněném statoru této turbiny. Otočnou rotorovou část snímacího ústrojí tvoří na osazeném hřídeli 2 upevňovací pásnicí jednostranně koaxiálně nalisováný prstencový nákružek 1, který svou převislou pásnicí letmo přesahuje nad hřídelové odlehčení a který má v této převislé pásnicí v pravidelných rozestupech vytvořeny v podstatě radiální čerpací kanály 3. Na obou okrajích nákružku 1 jsou taktéž v pravidelných rozestupech vytvořeny v podstatě radiální boční čerpací drážky 12, 13, přičemž první čerpací drážky 12 jsou vytvořeny na okraji převislé pásnice a druhé čerpací drážky 13 jsou vytvořeny na okraji upevňovací pásnice. Neotočnou statorovou část snímacího ústrojí tvoří pouzdrovité osově dělené snímačové těleso* 8 s podobně děleným těsnicím prstencem 7 a těsnicím kroužkem 14, dále potrubními propoji a s vyrovnávací nádržkou 16. V druhém válcovitém vnitřním zahloubení, upraveném okolo nákružku 1 v osové dutině snímačového tělesa 8, ustaveného v neznázorněném statoru soustřeně vzhledem k hřídelí 2, je radiálně přesuvně uložen dvoudílný těsnicí prstenec 7, který je ve zmíněném zahloubení pojištěn proti otáčení kolíkovým zajišťovacím prvkem 21 a který je svým vnitřním obvodem ve stálém kluzném styku s vnějším obvodem nákružku 1. Obě poloviny těsnicího prstence 7 jsou spojeny neznázorněnými šrouby. Podobně v prvním vnitřním válcovitém zahloubení ve snímačovém tělese 8 radiálně plovoucí těsnicí kroužek 14, sestávající také ze dvou navzájem sešroubovaných polovin a pojištěny proti otáčení druhým kolíkovým zajíšfovacím prvkem 26, je svým vnitřním obvodem v kluzném styku s hřídelem 2. Těsnicím prstencem 7 a těsnicím kroužkem 14 ve isnímačovém tělese 8 omezený rozváděči prostor 5 je propojovacím kanálem 19 spojen s výše uloženou vyrovnávací nádržkou 16. S neznázorněným kapalinovým čerpadlem je tento rozváděči prostor 5 spojen příváděcím potrubím 18, ústícím do prvního převáděcího prostoru 25 v prvním vnitřním válcovém zahloubení, dále radiálním příváděcím kanálem 15 a přiváděči drážkou 24, vytvořenými v těsnicím kroužku 14. S neznázorněným zesilovacím členem hydraulického regulačního systému je pak tento rozváděči prostor 5 propojen vstupním prostorem 4 mezi hřídelem 2 a převislou pásnicí nákružku 1, čerpacími kanály 3 v této převislé pásnicí, dále výstupním prostorem 26 a výstupními kanály 6 a dále druhým převáděcím prostorem 27 a výtlačným potrubím 9. Po obou stranách druhého válcovitého vnitřního zahloubení jsou ve snímacím tělese 8 upravena vnitřní osazení, jež ve smontovaném stavu hydraulického snímacího ústrojí vytvářejí spolu s okraji nákružku 1 protitlakové komory 10,

11. Při rotaci hřídele 2 parní turbiny po zprůchodnění přiváděcího potrubí 18 ve směru šipky 22 prvním převáděcím prostorem 25, příváděcím kanálem 15 a přiváděči drážkou 24 do rozváděclho prostoru 5 proudící tlaková kapalina postupně zaplaví vstupní prostor 4 snímacího ústrojí a propojovacím kanálem 19 zaplní výše položenou vyrovnávací nádržku 16 až po přepadovou hranu 17, přes níž její zbytek stéká a neznázorněným prvním vratným potrubím je přiváděn do sacího prostoru uvedeného kapalinového čerpadla. Tlak využívané tlakové kapaliny, procházející čerpacími kanály 3 rotujícího nákružku 1 z jeho vstupního prostoru 4 do nehybného výstupního prostoru 26 a do výstupních kanálů 6, je závislý na úhlové rychlosti otáčení rotoru 2. Část tlakové kapaliny, proudící výstupními kanály 6 do druhého převáděcího prostoru 27, prosakuje vůlemi mezi čelními plochami těsnicího prstence 7 a čelními plochami druhého vnitřního zahloubení do protitlakových komor 10, 11, v nichž se působením lícních čerpacích drážek 12, 13 vytváří rotující kapalinové prstence, které svými obvodovými tlaky brání dalšímu průsaku. Tloušťky těchto kapalinových prstenců jsou dány velikostmi vnitřních průměrů Di, D2, D3 těsnicího prstence 7 a příslušných výkružků ve snímačovém tělese 8. Z druhé protitlakové komory 11 po obvodu levého· výkružku odstřikující kapalina je neznázorněným druhým vratným potrubím odváděna také do sacího prostoru kapalinového čerpadla. Využitím těsnicích účinků rotujících kapalinových prstenců je takto převážná část čerpané kapaliny ve směru šipky 23 odváděna výtlačným potrubím 9 do neznázorněného zesilovacího členu navazujícího hydraulického regulačního systému. Kolísání dodávky a odběru tlakové kapaliny se projevuje jen změnami průtokového množství jejího přes přepadovou hranu 17 se vracejícího přebytku, které však na funkci hydraulického snímacího ústrojí ani na funkci navazujícího hydraulického regulačního systému nemají žádný vliv.

Ve znázorněném a popsaném příkladu provedení hydraulického snímacího ústrojí podle vynálezu je jako pracovní kapalina s výhodou využit mazací turbinový olej, který je odebírán a po použití znovu přiváděn do olejového systému parní turbiny.

Claims (3)

PŘEDMÉT

1. Hydraulické snímací ústrojí, zejména p,ro regulátor úhlové rychlosti otáčení strojních částí, obsahující otočnou rotorovou část a neotočnou statorovou část, vyznačující se tím, že v nákružku (1) hřídele (2) rotorové části jsou vytvořeny čerpací kanály (3), které propojují v ní upravený vstupní prostor (4) pro přiváděnou kapalinu s výstupním prostorem (26), upraveným v těsnicím prstenci (7), jenž je neotočně a radiálně kluzně uložen ve snímačovém tělese (8) statorové části a jenž je svým vnitřním obvodem ve stálém kluzném styku s vnějším obvodem nákružku (1), přičemž na výstupní prostor (26) je připojeno výtlačné potrubí (9) pro odváděnou kapalinu.

2. Hydraulické snímací ústrojí podle bodu 1, vyznačující se tím, že ve snímačovém tělese (8) je nejméně okolo jednoho okraje nákružku (1), opatřeného bočními čerpacími drážkami (13), vytvořena obvodová protitlaková komora (11) pro· těsnicí rotující kapalinový prstenec.

3. Hydraulické snímací ústrojí podle bodu 1, vyznačující se tím, že horní část rozváděcího prostoru (5), upraveného ve snímačovém tělese (8) rotorové části a spojeného se vstupním prostorem (4) rotorové části, je propojovacím kanálem (19) připojena na výše uloženou kapalinovou vyrovnávací nádržku (16).