CS243039B1 - Expanzníturbina - Google Patents

Abstract

Expanzní turbina malých rozměrů, určená pro nízkoteplotní zařízení, sestává z tělesa, z hřídele uloženého v ložiskách a z nízkoteplotní části s rozváděcími lopatkami, opatřené potrubím pro přívod a odvod plynu. Spojení nízkoteplotní části s tělesem /1/ je provedeno tenkostěnným rotačním profilem /17/ upevněným jedním koncem v přírubě /16/ spojená s tělesem /1/, a druhým koncem v přírubě /5/, spojená s vlkem /8/ nízkoteplotní části. Příruba /16/ tvoří ve středu tenkostěnného rotačního profilu /17/ vedení /15/ pro ucpávku /14/.

Description

Vynález řeší nízkoteplotní Sást expanzní turbiny, zejména expanzní turbiny malých rozměrů, u které je omezen přívod tepla k pracovnímu ztupni.

U stávajících řeSení expanzních turbin bývá nízkoteplotní Sást spojena s tělesem expanzní turbiny, které má teplotu blízkou okolí, společným odlitkem skříně. Nastavení základních vůlí a poloh Sásti expanzní turbiny je provedeno bihem montáže, což vylučuje případnou pozdější výměnu pouze vadných celků expanzní turbiny.

výměna celé expanzní turbiny je možné pouze po odpojení od vstupních a výstupních potrubí, což je obvykle spojeno s řadou komplikací. Pro vysoký tepelný tok k nízkoteplotní části je toto řeěení používáno pouze u expanzních turbin a velkými průtoky plynu.

Expanzní turbiny malých nízkoteplotních zařízení pracují obvykle v rozmezí teplot -200 až -260 °C. Vyznačují ae malými rozměry, průměr pracovních kol bývá do 20 mm, a frekvence otáčeni 200 000 až 300 000 1/min.

Obvykle jsou umístěny ve vakuovém izolačním pláěti a proto je u těchto expanzních turbin používána změněná konstrukce nízkoteplotní části, která je nesena dvojicí tenkostinných kuželových nebo válcových částí.

To sice umožňuje umístění nízkoteplotní části expanzní turbiny ve vakuovém prostoru i usnadňuje demontovatelnost, ale u nejmenSích provedení expanzních turbin je tato koncepce opět z důvodu velkých tepelných toků k nízkoteplotní části nepoužitelná.

Uvedené nedostatky odstraňuje expanzní turbina sestávající z tělesa, z hřídele uloženého v ložiskách, a z nízkoteplotní části s rozváděcími lopatkami opatřené potrubím pro přívod a odvod plynu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nízkoteplotní část je spojena s tělesem tenkostěnným rotačním profilem upevněným jedním koncem v přírubě spojené s tělesem, a druhým koncem v přírubě spojené s víkem nízkoteplotní části.

Příruba spojená s tělesem tvoří ve středu tenkostěnného rotačního profilu vedení ucpávky. Víko nízkoteplotní části je spojeno s přírubou nízkoteplotní části pomocí Šroubů přes těsnění víka nízkoteplotní části.

Uvnitř víka nízkoteplotní části je kontaktní kroužek umístěný mezi čela rozváděčích lopatek a nízkoteplotní těsněni kontaktního kroužku.

Provedení spojení nízkoteplotní části s tělesem, které má teplotu okolí, pomocí tenkostěnného rotačního profilu, způsobuje omezení tepelných toků k nízkoteplotní části. Démonto vatelný spoj nízkoteplotní části zajiSluje přístup k pracovnímu kolu a rozváděcím lopatkám, což umožňuje přesné nastaveni jejich vzájemné polohy.

Dále toto řeěení umožňuje snadnou demontáž a montáž expanzní turbiny ze zařízení, případně montáž nové expanzní turbiny bez nutnosti rozpojovat vstupní a výstupní potrubí. Vynález součesně řeží uspořádání labyrintově ucpávky s intenzívním přívodem tepla, který je umožněn vhodnou volbou tepelné vodivosti a průřezu materiálu pouzdra ubpévky a vedení, ve kterém je pouzdro zalisováno.

Přívodem tepla dochází k výraznějšímu ohřevu plynu unikajícího ucpávkou a tím zvětšování jeho objemu, což vede k celkovému omezení úniku chladného plynu ucpávkou.

Na výkrese je schematicky znázorněno příkladné provedení nízkoteplotní části expanzní turbiny podle vynálezu.

V tělese χ expanzní turbiny jsou umístěna ložiska i, ve kterýchs se otáčí hřídel 2 pracovním kolem £. Spojení těleea X β nízkoteplotní částí je provedeno tenkostěnným rotačním profilem X2i upevněným jedním koncem v přírubě 16. spojené s tělesem χ a druhým koncem v přírubě £, spojené s víkem £ nízkoteplotní části* Příruba X£ tvoří ve středu tenkoetěnného rotačního profilu vedení X£ ucpávky X£. Rozváděči lopatky £, vytvořené v přírubě £ nízkoteplotní části, jsou z čela uzavřeny kontaktním kroužkem 2 , který současně uzavířá kanály oběžných lopatek. Kontaktní kroužek 2 jo svoji válcovou částí středěn ve víku £ nízkoteplotní části. Nízkoteplotní těsnění kontaktního kroužku £, které si-zachovává pružnost i za nízké teploty, dotlačuje kontaktní kroužek 2 na čela rozváděčích lopatek £, eliminuje teplotní dilatace a současně zabraňuje úniku tlakového plynu do potrubí X£ pro odvod plynu.

Víko £ nízkoteplotní části je připevněno k nosiči £ nízkoteplotní části Šrouby 13 a je těsněno nepohyblivým, obvykle indiovým těsněním X£. Po sejmutí víka £ nízkoteplotní části se získá snadný přístup k oběžným lopatkám pracovního kola £ i rozváděcím lopatkám £, Což usnadňuje kontrolu při seřizování pracovní polohy kola £. Labyrintová ucpávka odděluje ^prostory a tlakem plynu shodným s tlakem za rozváděcími lopatkami £ od prostoru těleea X expanzní turbiny.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Expanzní turbina sestávající z tělesa, z hřídele uloženého v ložiskách, a z nízkoteplotní části s rozváděcími lopatkami, opatřené potrubím pro přívod a odvod plynu, vyznačující ae tím, že nízkoteplotní část je spojená s tělesem /1/ tenkostinným rotačním profilem /17/ upevněným jedním koncem v přírubě /16/ spojené s tělesem /1/, a druhým koncem v přírubě /5/ spojené s víkem /8/ nízkoteplotní části, přičemž příruba /16/ tvoří ve středu tenkoetěnného rotačního profilu /17/ vedení /15/ ucpávky /14/.
2. 2. Expanzní turbina podle bodu 1, vyznačující se tím, že víko /8/ nízkoteplotní části je spojeno 8 přírubou /5/ nízkoteplotní části ěrouby /13/ přes těsnění /10/ víka nízkoteplotní částí.
3. 3. Expanzní turbina podle bodu 1 a 2, vyznačující se tim, že uvnitř víka /8/ nízkoteplotní části je kontaktní kroužek /7/, umístěný mezi čela rozváděčích lopatek /6/ a nízkoteplotní těsněni kontaktního kroužku /9/.