RU155515U1

RU155515U1 - Турбоэлектрокомпрессор с разрезными уплотнительными кольцами из немагнитных материалов

Info

Publication number: RU155515U1
Application number: RU2014140924/06U
Authority: RU
Inventors: Валерий Наумович Каминский; Роман Валерьевич Каминский; Сергей Владимирович Сибиряков; Сергей Анатольевич Корнеев; Алексей Витальевич Лазарев; Иван Николаевич Григоров; Евгений Александрович Костюков; Владимир Васильевич Котунов; Вячеслав Вартанович Пахалов; Михаил Андреевич Бирюков; Александр Сергеевич Филиппов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Турботехника"
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-10-10

Abstract

Турбоэлектрокомпрессор с разрезными уплотнительными кольцами из немагнитных материалов

Турбоэлектрокомпрессор содержит турбину, корпус с подшипниками и электрической машиной, компрессор, последовательно размещенные на роторе. Турбоэлектрокомпрессор содержит также кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки, выполненные на роторе, расположенные в части корпуса со стороны турбины, и кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки кольцедержателя, размещенного на роторе в задней стенке корпуса компрессора. Разрезные уплотнительные кольца выполнены из немагнитного материала. Технический результат заключается в повышении надежности динамического уплотнения масляной полости турбоэлектрокомпрессора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к турбоэлектрокомпрессорам.

Уплотнительные кольца, устанавливаемые на роторы (валы) турбоэлектрокомпрессоров, проектируют таким образом, чтобы под действием собственных сил упругости они без зазора прилегали по наружной поверхности к поверхности расточек в корпусе подшипников. При этом зазор в замке колец выполняют минимальным, исходя из технологических возможностей для минимизации возможных утечек. Торцевые зазоры между стенками канавок и устанавливаемыми в них уплотнительными кольцами выбираются на основании справочных эмпирических данных. Ротор с канавками вращается относительно уплотнительных колец, которые неподвижны относительно корпуса подшипников. Гидродинамические силы, возникающие при взаимном перемещении торцевых поверхностей канавок и уплотнительных колец (в зазоре между ними) обеспечивают динамическое уплотнение ротора турбоэлектрокомпрессора. Это известное решение, которое широко применяется в конструкциях турбомашин.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является решение, в котором раскрыт турбоэлектрокомпрессор, содержащий турбину, корпус с подшипниками и электрической машиной, компрессор, последовательно размещенные на роторе, кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки, выполненные на роторе, расположенные в части корпуса со стороны турбины, и кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки кольцедержателя, размещенного на роторе в задней стенке корпуса компрессора, причем уплотнительные кольца выполнены из чугуна (http://web.archive.org/web/20131007222848/http://kamturbo.ru/?page=ustroistvo.html, 07.10.2013).

Проблема в известном решении заключается в том, что ротор электрической машины состоит из постоянных магнитов с высокой степенью намагниченности, которые вызывают намагничивание уплотнительных колец, изготовленных из магнитного материала (чугуна). Под действием сил магнитного взаимодействия уплотнительные кольца прижимаются к торцевым поверхностям канавок, что при высоких скоростях вращения ротора ведет, с одной стороны, к быстрому износу и уплотнительных колец и канавок, с другой стороны - к потере герметичности уплотнения.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат заключается в повышении надежности динамического уплотнения масляной полости турбоэлектрокомпрессора и достигается тем, что турбоэлектрокомпрессор содержит турбину, корпус с подшипниками и электрической машиной, компрессор, последовательно размещенные на роторе, кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки, выполненные на роторе, расположенные в части корпуса со стороны турбины, и кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки кольцедержателя, размещенного на роторе в задней стенке корпуса компрессора, причем разрезные уплотнительные кольца выполнены из немагнитного материала.

В качестве немагнитного материала может быть использована немагнитная нержавеющая сталь.

Полезная модель поясняется чертежами:

Фиг. 1 - продольный разрез турбоэлектрокомпрессора;

Фиг. 2 - увеличено показаны кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки, выполненные на роторе, расположенные в части корпуса со стороны турбины.

Турбоэлектрокомпрессор содержит последовательно размещенные на роторе 1 турбину 2, корпус 3 с подшипниками и электрической машиной 4, компрессор 5. Турбоэлектрокомпрессор также содержит кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец 6, установленных в канавки, выполненные на роторе 1, расположенные в части корпуса 3 со стороны турбины 2, и кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец 7, установленных в канавки кольцедержателя 8, размещенного на роторе 1 в задней стенке 9 корпуса компрессора 5.

Вышеуказанные кольцевые уплотнения, содержащие разрезные уплотнительные кольца 6, 7, изготовленные из немагнитного материала, предназначены для динамического уплотнения масляной полости турбоэлектрокомпрессора. Внутри этой полости расположены ротор 10 электрической машины 4, посаженный на ротор 1 турбоэлектрокомпрессора и статор 11 электрической машины 4, запрессованный в корпус 3. Также в этой полости размещены радиальные и упорный подшипники ротора 1 турбоэлектрокомпрессора, смазываемые маслом под давлением. Чтобы не допустить попадания масла в турбинную и компрессорную ступени турбоэлектрокомпрессора, кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец 6, установленных в канавки, выполненные на роторе 1, располагают в части корпуса 3 со стороны турбины 2, а уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец 7, установленных в канавки кольцедержателя 8, размещенного на роторе 1, устанавливают в задней стенке 9 корпуса компрессора 5. Возможны следующие варианты кольцевых уплотнений:

- одно кольцо в одной канавке;

- два кольца в одной канавке;

- два кольца (и более) в отдельных канавках.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает надежную герметизацию масляной полости турбоэлектрокомпрессора за счет использования кольцевых уплотнений с улучшенными эксплуатационными характеристиками и увеличенным сроком службы.

Claims

1. Турбоэлектрокомпрессор, содержащий турбину, корпус с подшипниками и электрической машиной, компрессор, последовательно размещенные на роторе, кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки, выполненные на роторе, расположенные в части корпуса со стороны турбины, и кольцевые уплотнения в виде разрезных уплотнительных колец, установленных в канавки кольцедержателя, размещенного на роторе в задней стенке корпуса компрессора, отличающийся тем, что разрезные уплотнительные кольца выполнены из немагнитного материала.

2. Турбоэлектрокомпрессор, отличающийся тем, что в качестве немагнитного материала используется немагнитная нержавеющая сталь.