CS259684B1 - Stator vícestupňového axiálního turbokorapresoru - Google Patents

Abstract

Řešení ae týká problematiky současného použití natáčivých statorových lopatek u turbokompresorů s možností současného měření tlaků a teplot uvnitř lopatkování. Řešení spočívá v tom, že v nosných prstencích statorových lopatek je nad alespoň jednou mezerou mezi řadami statorových a rotorových lopatek vytvořena kruhová obvodová drážka, ve které ^e uložen v obvodovém směru přestavitelny nosný kroužek nosiče měřicích čidel. Na nosný kroužek je připevněn dílec ovládacího ústrojí, který’ je volně pohyblivý v segmentových průchodech, vvtvořených v nosném prstenci. Přípojný dílec je svým druhým koncem napojen ozubeným převodem na pastorkový segment hřídelíku ovládacího ústrojí, který je souose s osou stroje uložen v dutině skříně turbokompresoru. Na hřídelíku jsou s výhodou nejméně dva pastorkové segmentv, jejichž převodový poměr je různý. Příčný průřez nosného kroužku je s výhodou tvaru "T" či čtyřúhelníka' se zaoblenými rohy. Styčné plochy nosného kroužku v obvodové drážce jsou s výhodou opatřeny vrstvou samomazného materiálu, nebo kuličkami.

Description

Vynález se týká statoru vícestupňového axiálního turbokompresoru,děleného v horizontální rovině, který je opatřen statorovými lopatkami natáčenými za provozu, které jsou uchyceny v nosných prstencích, uložených*souose za sebou v dutině statorové skříně.

U axiálních turbokompresorů, které se vyznačuji poměrně strmou charakteristikou, jsou s výhodou používány za provozu natáčené statorové lopatky, které jsou svými válcovými cepy otočné uchyceny ve. vlastním nosném prstenci. Nosné prstence jsou uloženy ve vybráni horizontálně dělené skříně statoru tak, že na sebe v axiálním směru dosedají a vytvářejí svým vnitřním povrchem průtočnou část turbokompresoru v rozsahu lopatkování. V dutině mezi válcovou stěnou nosných prstenců a stěnou skříně statoru je pak umístěn mechanismus, pomocí něhož jsou statorové lopatky natáčeny. Uvedené provedení se jeví jako nejvýhodnějsi jak z konstrukčního, tak i z provozního hlediska, je vsak naopak naprosto nevyhovující v takovém případě, kdy je nutno provést aerodynamická měření uvnitř průtočné části turbokompresoru. Takový požadavek se vyskytuje často nejen u výzkumných experimentálních strojů, ale také při vývoji axiálních turbokompresorů, které mají pracovat při extrémních podmínkách a podobně. Podrobná aerodynamická měření je pak nutno provést bučí u vlastních strojů, nebo na zmenšených modelech, což znamená zabudovat do lopatkování v několika rovinách sondy celkového a statického tlaku a celkové teploty. Tyto sondy musí být řešeny tak, aby mohly být obvodově posouvány minimálně o celou roztec lopatek statorové mříže, aby bylo možno proměřit podrobný tlakový a teplotní profil, případně další parametry.

Hlavni potíž při řešeni tohoto problému je dána tím, že natáčecí mechanismus a ostatní faktory brání konvenčnímu řešení. Zasunutí sond z venku a jejich obvodové posouvání v tomto případe není možné a pro proměření tlaků a teplot uvnitř lopatkování by bylo nutno volit některé nouzové a časově a finančně náročné řešení.

Problematiku současného použití natáčivých statorových lopatek se současným plynulým měřením tlaků a teplot uvnitř lopatkování řeší provedení statoru vícestupňového axiáního turbokompresoru podle vynálezu. Podstata řešení spočívá v tom, že v nosných prstencích je nad alespoň jednou mezerou mezi řadami statorových lopatek a rotorových lopatek vytvořena kruhová obvodová dražka, ve které je uložen v obvodovém směru přestavitelný nosný kroužek nosiče měřicích čidel. Na nosný kroužek je upevněn jedením koncem přípojný dílec ovládacího ústrojí, jehož druhý konec je opatřen převodovým elementem, např. ozubeným segmentem, zapadajícím do ozubení pastorkového segmentu, naklínovaného na ovládacím hřídelíku ovládacího ústrojí. Hřídelík je souosý s osou stroje a je uložen v dutině skříně. Přípojný dílec stejně jako vývody impulsu od měřicích čidel jsou vyvedeny segmentovými průchody, vytvořenými v nosném prstenci, do dutiny Statorové skříně.

Na ovládacím hřídelíku jsou s výhodou naklínovány nejméně dva « , pastorkové segmenty.

Převodový poměr ozubení ozubeného segmentu a pastorkového segmentu u jednotlivých nosných kroužků je rozdílný.

Stykové plochy mezi nosným prstencem a nosným kroužkem-jsou opatřeny valivými elementy, např. kuličkami, případně antifrikčnf vrstvou ze samomazného materiálu.

Příčný průřez kruhové drážky a v ní uloženého nosného kroužku má tvar písmene ”T.

Příčný průřez kruhové drážky a v ní uloženého kroužku má tvar čtyřúhelníka, který je v rozích případně zaoblen.

'259684

Výhodou provedeni statoru vícestupňového axiálního turbokompresoru podle vynálezu je, ze umožňuje zabudování natáčivých lopatek za provozu současné se zabudováním všech sond potřebných k podrobnému a plynulému proměření tlakového a teplotního profilu za každou statorovou mříží. Další velká přednost statoru vícestupňového axiálního kompresoru podle vynálezu spočívá v tom, že kompletní statorové mříže včetně měřicího zařízení je možno smontovat v předmontáži mimo vlastní stroj a takto smontované pak vložit do stroje. Provedení podle vynálezu také umožňuje zachovat těsnost mezi jednotlivými řadami, a tak zamezit přefukování komprimovaného média natáčecím a přestavovacím mechanismem.

Příklad provedení statoru vícestupňového axiálního turbokompresoru podle vynálezu je znázorněn na připojených schematických výkresech. Na obr. 1 je nakreslen podélný řez částí statoru a rotoru v místě uložení mechanismu na přestavování nosného kroužku s měřicími sondami. Na obr. 2 je znázorněn příčný řez částí statoru v rovině A-A z obr. 1. V levé polovině obrázku je nakreslen pohled na tu část nosného prstence, v níž je uložen nosič měřicích čidel, v pravé polovině ta část nosného prstence^ v níž je k nosnému kroužku přišroubován přípojný dílec ovládacího ústrojí. Na obr. 3 je podélný řez jedním stupněm v místě uchycení měřicí sondy a na obr. 4, 5, 6 jsou znázorněny v příčném řezu alternativní tvary drážek a v nich umístěných nosných kroužku v nosném prstenci.

Axiální turbokompresor, jehož část je znázorněna na obr. 1^ sestává v podstatě z vlastního rotoru £ na kterém jsou uchyceny rotorové lopatky 2, dále pak ze statorové skříně 3^νθ které jsou uloženy jednotlivé nosné prstence 4,v nichž jsou otočně uchyceny válcové čepy £ statorových lopatek £. Mez-i vnitřní válcovou částí 7 nosného prstence 4 a stěnou skříně £ je umístěn regulační prstenec 8,v jehož dutině je otočně uložen válcový otočný kámen 9. Do vidlicovitě uspořádaného konce otočného kamene £ je zalícován regulační kolík, který je uchycen druhou stranou v otvoru válcového čepu £ statorové lopatky 6. V nosném prstenci 4 je nad mezerou ££ mezi statorovými lopatkami £ a rotorovými lopatkami 2 vytvořena kruhová obvodová drážka 12, do které je suvně uložen přestavitelný nosný .kroužek 1 3 · Na nosném kroužku 13 jsou uchyceny nosiče 14 měřicích čidel 15 (obr. 3-6). V místě, na kterém je na nosném kroužku 13 uchycen nosič 14^ jsou na vnější části nosného prstence 4 vytvořeny obvodové segmentové průchody 16. Na nosný kroužek 13 je šrouby 17 připojen jedním koncem dílec 18 ovládacího ústrojjehož druhý konec je opatřen ozubeným segmentem 19 zapadajícím do ozubení 20 pastorkového segmentu 21 naklínovaného na ovládacím hřídelíku 22. Ovládací hřídelík 22 nezakresleného mechanismu má osu rovnoběžnou s osou stroje a je uložen v dutině skříně 2· Přípojný dílec-, 18 stejně jako vývody 23 impulsu od měřicích čidel 15 jsou vyvedeny segmentovými průchody 16 do dutiny statorové skříně 3· Nosný kroužek 13 dle obr. 4 má v příčném řezu tvar obdélníka, který je na styčné ploše s nosným prstencem £ opatřen kuličkami 24. Nosný kroužek 13 dle obr. 5 má v příčném řezu tvar písmene T_z přičemž styčná plocha mezi nosným prstencem 4 a nosným kroužkem 13 je opatřena samomaznou vrstvou 23 (směs PTPE + Pb naválcovaná do pórovitého cínového bronzu). Nosný kroužek 13 dle obr. € má v příčném řezu tvar lichoběžníka se zaoblenými rohy. Rovinné styčné plochy s nosným prstencem 4 jsou opět opatřeny samomaznou vrstvou 23♦

Nezakreslený vnější mechanismus natáčí, přes ovládací hřídelík 22 s·pastorkovým segmentem 21 a jeho ozubením 20 a přípojný dílec 18, nosným kroužkem 13 v nosném prstenci 4· Relativní natočení nosného kroužku 13 v nosném prstenci' 4 v obvodovém směru a odvedení vývodů 23 impulsů umožňují segmentové průchody 16, ¹ kteřými lze provést obvodový pohyb přípojného dílce 18 ovládacího ústrojí.

Claims (7)

1. Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru, dělený v horizontální rovině, který je pro každý stupeň opatřen kruhovou radou statorových lopatek natáčených za provozu a uchycených včetně části příslušejícího natácecího mechanismu v nosných prstencích, uložených souose za sebou. v dutině.skříně a tvořících vnitřním obvodem stěnu průtočného prostoru turbokompresoru, vyznačující se tím, že v nosných prstencích (4) je nad alespoň jednou mezerou (11) mezi řadou statorových lopatek‘(6) a rotorových lopatek (2) vytvořena kruhová obvodová drážka (12)^ ve které je suvně uložen v obvodovém směru přestavitelný nosný kroužek (13) nosiče (14) měřicích čidel (15), přičemž na nosný kroužek (13) je upevněn jedním koncem přípojný dílec (18) ovládacího ústrojí, jehož druhý konec je op.atřen převodovým elementem, např. ozubeným segmentem (19) zapadajícím do ozubení (29) pastorkového segmentu (21) naklínovaného na ovládacím hřídelíku (22) ovládacího ústrojí, který je uložen rovnoběžně s osou stroje v dutině skříně (3), přičemž přípojný dílec (18), stejně jako vývody (23) impulsů od měřicích čidel (15) jsou přivedeny segmentovými průchody (16), vytvořenými v nosném prstenci (4), do dutiny statorové skříně (3).

2. Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru podle bodu 1, vyznačující se tím, že na ovládacím hřídelíku (22) jsou naklínovány nejméně dva pastorkové segmenty (21).

3. Stator vícestupňového axiálního turbokompesoru podle bodů 1 a ¹ 2, vyznačující se tím, že převodový poměr ozubení ozubeného segmentu (19) a pastorkového segmentu (21) u jednotlivých nosných kroužků (13) je rozdílný.

4. Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že stykové plochy mezi nosným prstencem (4) a nosným kroužkem (13) jsou opatřeny valivými elementy, např. kuličkami (24).

5· Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru podle bodů 1 až 3, vynačující se tím, že stykové plochy mezi nosnými prstencem (4) a nosným kroužkem (13) jsou opatřeny antifrikční vrstvou ze samomazného materiálu.

6. Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že příčný průřez kruhové drážky (12) a v ní uloženého nosného kroužku (13) má tvar písmene ’’T.

7· Stator vícestupňového axiálního turbokompresoru podle bodů 1, 2, 3, 5t vyznačující se tím, že příčný průřez kruhové drážky (12) a v ní uloženého nosného kroužku (13) má tvar čtyřúhelníka, který je v rozích připadne zaoblen.