RU164589U1

RU164589U1 - TURBINE DRIVE

Info

Publication number: RU164589U1
Application number: RU2016103928/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Кузнецов; Владимир Леонидович Химич; Александр Борисович Чуваков; Сергей Николаевич Хрунков; Артем Александрович Крайнов
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2016-09-10

Abstract

Турбинный привод, содержащий вал, корпус с камерой низкого давления, турбинную ступень и регулировочную камеру с упругим кольцом, причем регулировочная камера установлена на валу между турбинной ступенью и камерой низкого давления, образована двумя боковыми стенками и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена с камерой низкого давления с помощью группы выпускных окон, выполненных в боковой стенке регулировочной камеры, обращенной к камере низкого давления, и размещенных в соосном валу цилиндрическом сечении, а упругое кольцо размещено соосно валу и установлено с прилеганием к боковым стенкам регулировочной камеры в цилиндрическом сечении меньшего диаметра, чем внутренний диаметр расположения группы выпускных окон, отличающийся тем, что с периферийной стороны регулировочной камеры и турбинной ступени размещен перепускной канал, сообщенный с выходным сечением турбинной ступени и регулировочной камерой, причем перепускной канал сообщен с регулировочной камерой с помощью группы впускных окон, выполненных в его периферийной цилиндрической стенке, а упругое кольцо установлено с возможностью перемещения в центробежном направлении для перекрытия проходного сечения регулировочной камеры на участке между наружным диаметром расположения группы выпускных окон и периферийной цилиндрической стенкой.A turbine drive comprising a shaft, a housing with a low pressure chamber, a turbine stage and an adjustment chamber with an elastic ring, wherein the adjustment chamber is mounted on the shaft between the turbine stage and the low pressure chamber, is formed by two side walls and a peripheral cylindrical wall and communicates with the low pressure chamber with using a group of exhaust windows made in the side wall of the adjustment chamber facing the low-pressure chamber and placed in a coaxial shaft with a cylindrical section, and the elastic ring It is still coaxial to the shaft and installed with a smaller diameter than the inner diameter of the outlet group, which is adjacent to the side walls of the control chamber in a cylindrical section, characterized in that a bypass channel is connected on the peripheral side of the control chamber and the turbine stage, which communicates with the output section of the turbine stage and the control camera, and the bypass channel is in communication with the adjustment chamber using a group of inlet windows made in its peripheral cylindrical wall, and the elastic count tso movably mounted in the centrifugal direction for closing the flow section control chamber in the area between the outer diameter of the location of the group of exhaust ports and a cylindrical peripheral wall.

Description

Турбинный приводTurbine drive

Полезная модель относится к области турбинных приводов, применяемых, в частности, в ручных пневматических шлифовальных машинах. The utility model relates to the field of turbine drives, used, in particular, in manual pneumatic grinders.

Производительность процесса шлифования и качество обрабатываемых поверхностей во многом определяется стабильностью частоты вращения турбинных приводов при изменяющейся нагрузке. Это обусловливает необходимость их оснащения регуляторами частоты вращения, которые должны обладать высоким быстродействием, быть компактными и надежными. Практика показывает, что наиболее эффективными являются регуляторы частоты вращения, принцип действия которых основан на реализации принципа отрицательной обратной связи между расходом газа через турбинный привод и частотой его вращения. The performance of the grinding process and the quality of the machined surfaces are largely determined by the stability of the speed of the turbine drives under varying loads. This makes it necessary to equip them with speed controllers, which must have high speed, be compact and reliable. Practice shows that the most effective are speed controllers, the principle of which is based on the implementation of the principle of negative feedback between the gas flow through the turbine drive and its speed.

Известен датчик частоты вращения (А.с. СССР №1144092, G05D 13/04, 1985) с исполнительным элементом, выполненным в виде центробежных грузов и чувствительным элементом, выполненным в виде штока с конусной частью, эквидистантной конусной расточке установленного на валу корпуса. Датчик частоты вращения описанной конструкции совместно с золотником образовал регулятор частоты вращения, который был применен в турбинном пневмодвигателе (А.с. СССР №1809129, F01D 21/02, 1993). Золотник в турбинном пневмодвигателе был установлен с возможностью осевых перемещений под воздействием штока для воздействия на расход газа через турбинный пневмодвигатель. Турбинный пневмодвигатель содержит радиальную центробежную турбину, центробежные сопловые лопатки которой выполнены на торцевой поверхности золотника. Подвод газа к радиальной центробежной турбине осуществляется с ее внутренней стороны вдоль оси вращения вала.A known speed sensor (AS USSR No. 1144092, G05D 13/04, 1985) with an actuator made in the form of centrifugal loads and a sensing element made in the form of a rod with a conical part, an equidistant conical bore mounted on the shaft of the housing. The speed sensor of the described construction together with the spool formed a speed controller, which was used in a turbine air motor (A.S. USSR No. 1809129, F01D 21/02, 1993). The spool in the turbine air motor was installed with the possibility of axial movements under the influence of the rod to affect the gas flow through the turbine air motor. The turbine air motor contains a radial centrifugal turbine, centrifugal nozzle blades of which are made on the end surface of the spool. Gas is supplied to the radial centrifugal turbine from its inner side along the axis of rotation of the shaft.

Недостатком турбинного пневмодвигателя является его конструктивная сложность, а также низкое быстродействие регулирования, обусловленное большой суммарной массой перемещающихся деталей.The disadvantage of a turbine air motor is its structural complexity, as well as the low speed of regulation due to the large total mass of moving parts.

Известен турбинный привод (Патент РФ на полезную модель №123839, F01D 21/02, 2013), который выбран за прототип. Турбинный привод содержит вал, корпус с камерой низкого давления, турбинную ступень и регулировочную камеру с упругим кольцом, причем регулировочная камера установлена на валу между турбинной ступенью и камерой низкого давления, образована двумя боковыми стенками и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена с камерой низкого давления с помощью группы выпускных окон, выполненных в боковой стенке регулировочной камеры, обращенной к камере низкого давления, и размещенных в соосном валу цилиндрическом сечении, а упругое кольцо размещено соосно валу и установлено с прилеганием к боковым стенкам регулировочной камеры в цилиндрическом сечении меньшего диаметра, чем внутренний диаметр расположения группы выпускных окон.A known turbine drive (RF Patent for utility model No. 123839, F01D 21/02, 2013), which is selected as the prototype. The turbine drive comprises a shaft, a housing with a low pressure chamber, a turbine stage and an adjustment chamber with an elastic ring, wherein the adjustment chamber is mounted on the shaft between the turbine stage and the low pressure chamber, is formed by two side walls and a peripheral cylindrical wall and is in communication with the low pressure chamber by groups of exhaust windows made in the side wall of the adjustment chamber facing the low pressure chamber and placed in a coaxial shaft of cylindrical section, and the elastic ring is placed It is coaxial to the shaft and installed with a fit to the side walls of the adjustment chamber in a cylindrical section of a smaller diameter than the inner diameter of the location of the group of outlet windows.

В турбинном приводе по прототипу регулировочная камера совместно с упругим кольцом образует регулятор частоты вращения. Регулировочная камера сообщена с выходным сечением турбинной ступени через группу впускных окон, выполненных в боковой стенке регулировочной камеры, обращенной к турбинной ступени. При этом наружный диаметр расположения группы выпускных окон не превышает внутренний диаметр расположения группы впускных окон. Упругое кольцо установлено с возможностью перемещения в центробежном направлении для перекрытия проходного сечения регулировочной камеры на участке между внутренним диаметром расположения группы впускных окон и наружным диаметром расположения группы выпускных окон. Высокое быстродействие регулятора частоты вращения обеспечивается за счет относительно малой массы упругого кольца, совмещающего в себе функции чувствительного и исполнительного элементов регулятора частоты вращения.In the turbine drive of the prototype, the control chamber together with the elastic ring forms a speed controller. The adjustment chamber is in communication with the outlet section of the turbine stage through a group of inlet windows made in the side wall of the adjustment chamber facing the turbine stage. Moreover, the outer diameter of the location of the group of outlet windows does not exceed the inner diameter of the location of the group of inlet windows. The elastic ring is installed with the possibility of movement in the centrifugal direction to overlap the bore of the adjustment chamber in the area between the inner diameter of the group of inlet windows and the outer diameter of the group of outlet windows. High speed control of the speed controller is provided due to the relatively small mass of the elastic ring, combining the functions of the sensitive and actuating elements of the speed controller.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к турбинным приводам ручных пневматических шлифовальных машин, является их компактность. В прототипе рассмотрен вариант конструкции турбинного привода, в которой турбинная ступень выполнена в виде радиальной центростремительной турбины, образованной размещенным в корпусе сопловым аппаратом с венцом центростремительных сопловых лопаток и установленным на валу рабочим колесом с венцом центростремительных рабочих лопаток (В.Д. Левенберг. Судовые турбоприводы. Справочник, с.65, рис.4.2,б. Л.: «Судостроение», 1983. - 328 с.). Радиальная центростремительная турбина энергетически эффективна и технологична, однако ее широкому применению в ручных пневматических шлифовальных машинах препятствует недостаточная компактность, обусловленная подводом газа к турбинной ступени с ее периферийной стороны в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала.One of the most important requirements for turbine drives of hand-held pneumatic grinders is their compactness. The prototype considered a design option for a turbine drive, in which the turbine stage is made in the form of a centripetal radial turbine, formed by a nozzle apparatus located in the housing with a centripetal nozzle blade rim and an impeller mounted on the shaft with a centripetal rotor blade rim (VD Levenberg. Ship turbo drives . Handbook, p.65, Fig. 4.2, b. L .: "Shipbuilding", 1983. - 328 p.). A radial centripetal turbine is energy-efficient and technological, but its widespread use in hand-held pneumatic grinders is hindered by insufficient compactness due to the gas supply to the turbine stage from its peripheral side in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft.

Наилучшим образом для применения в турбинных приводах ручных пневматических шлифовальных машин подходит турбинная ступень, выполненная в виде радиальной центробежной турбины, образованной размещенным в корпусе сопловым аппаратом с венцом центробежных сопловых лопаток и установленным на валу рабочим колесом с венцом центробежных рабочих лопаток (В.Д. Левенберг. Судовые турбоприводы. Справочник, с.65, рис.4.2,в. Л.: «Судостроение», 1983. - 328 с.). Компактность радиальной центробежной турбины достигается за счет подвода газа с ее внутренней стороны вдоль оси вращения вала. The turbine stage, made in the form of a radial centrifugal turbine formed by a nozzle apparatus with a crown of centrifugal nozzle blades and an impeller mounted on a shaft with a crown of centrifugal rotor blades, is best suited for use in turbine drives of hand-held pneumatic grinding machines (V.D. Levenberg Ship Turbo Drives. Handbook, p.65, Fig. 4.2, v. L .: "Shipbuilding", 1983. - 328 p.). The compactness of the radial centrifugal turbine is achieved by supplying gas from its inner side along the axis of rotation of the shaft.

Однако совместное применение радиальной центробежной турбины и регулятора частоты вращения по прототипу не может обеспечить компактности турбинного привода в целом. Это обусловлено конструкцией регулировочной камеры, в которой группа впускных окон выполнена в ее боковой стенке. В регулировочной камере описанной конструкции внутренний диаметр расположения группы впускных окон должен превышать наружный диаметр радиальной центробежной турбины. При этом наружный диаметр регулировочной камеры оказывается существенно выше наружного диаметра радиальной центробежной турбины.However, the combined use of a radial centrifugal turbine and a speed controller according to the prototype cannot ensure the compactness of the turbine drive as a whole. This is due to the design of the adjustment chamber, in which a group of inlet windows is made in its side wall. In the adjustment chamber of the described construction, the inner diameter of the inlet window group should exceed the outer diameter of the radial centrifugal turbine. Moreover, the outer diameter of the adjustment chamber is significantly higher than the outer diameter of the radial centrifugal turbine.

Таким образом, недостатком описанного турбинного привода является недостаточная компактность, которая, в частности, затрудняет его использование в ручных пневматических шлифовальных машинах.Thus, the disadvantage of the described turbine drive is the lack of compactness, which, in particular, complicates its use in manual pneumatic grinders.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, - усовершенствование турбинного привода.The problem solved by the proposed utility model is the improvement of the turbine drive.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении компактности турбинного привода.The technical result from the use of the utility model is to increase the compactness of the turbine drive.

Указанный результат достигается тем, что в турбинном приводе, содержащем вал, корпус с камерой низкого давления, турбинную ступень и регулировочную камеру с упругим кольцом, причем регулировочная камера установлена на валу между турбинной ступенью и камерой низкого давления, образована двумя боковыми стенками и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена с камерой низкого давления с помощью группы выпускных окон, выполненных в боковой стенке регулировочной камеры, обращенной к камере низкого давления, и размещенных в соосном валу цилиндрическом сечении, а упругое кольцо размещено соосно валу и установлено с прилеганием к боковым стенкам регулировочной камеры в цилиндрическом сечении меньшего диаметра, чем внутренний диаметр расположения группы выпускных окон, с периферийной стороны регулировочной камеры и турбинной ступени размещен перепускной канал, сообщенный с выходным сечением турбинной ступени и регулировочной камерой, причем перепускной канал сообщен с регулировочной камерой с помощью группы впускных окон, выполненных в его периферийной цилиндрической стенке, а упругое кольцо установлено с возможностью перемещения в центробежном направлении для перекрытия проходного сечения регулировочной камеры на участке между наружным диаметром расположения группы выпускных окон и периферийной цилиндрической стенкой.The specified result is achieved in that in a turbine drive comprising a shaft, a housing with a low pressure chamber, a turbine stage and an adjustment chamber with an elastic ring, the adjustment chamber mounted on the shaft between the turbine stage and the low pressure chamber, is formed by two side walls and a peripheral cylindrical wall and communicated with the low-pressure chamber using a group of exhaust windows made in the side wall of the adjustment chamber facing the low-pressure chamber, and placed in the coaxial shaft a cylindrical cross section, and the elastic ring is placed aligned with the shaft and mounted adjacent to the side walls of the control chamber in a cylindrical section of a smaller diameter than the inner diameter of the group of outlet windows, a bypass channel connected to the output section of the turbine stage is located on the peripheral side of the control chamber and the turbine stage and an adjustment chamber, the bypass channel being in communication with the adjustment chamber by means of a group of inlet windows made in its peripheral cylindrical th wall, and the elastic ring is installed with the possibility of movement in the centrifugal direction to overlap the bore of the adjustment chamber in the area between the outer diameter of the group of outlet windows and the peripheral cylindrical wall.

На фиг.1 приведен продольный разрез турбинного привода. На фиг.2 приведено местное сечение «А» на фиг.1 (в увеличенном масштабе). На фиг.3 приведено сечение «Б-Б» на фиг.1.Figure 1 shows a longitudinal section of a turbine drive. Figure 2 shows the local section "A" in figure 1 (on an enlarged scale). In Fig.3 shows a section "BB" in Fig.1.

Турбинный привод содержит вал 1, корпус 2 с камерой низкого давления 3, турбинную ступень и регулировочную камеру 4 с упругим кольцом 5. В рассматриваемом варианте конструкции турбинного привода турбинная ступень выполнена в виде радиальной центробежной турбины, которая, как отмечалось выше, наиболее компактна и может успешно применяться в турбинном приводе ручных пневматических шлифовальных машин. Радиальная центробежная турбина образована установленным в корпусе 2 сопловым аппаратом 6 с венцом центробежных сопловых лопаток 7 и установленным на валу 1 рабочим колесом 8 с венцом центробежных рабочих лопаток 9. Выходное сечение венца центробежных рабочих лопаток 9 образует выходное сечение турбинной ступени. Наружный диаметр D₁ регулировочной камеры 4 соответствует наружному диаметру рабочего колеса 8. В корпусе 2 с внутренней стороны турбинной ступени размещена камера высокого давления 10, предназначенная для подвода газа к венцу центробежных сопловых лопаток 7.The turbine drive contains a shaft 1, a housing 2 with a low-pressure chamber 3, a turbine stage and an adjustment chamber 4 with an elastic ring 5. In the considered design variant of the turbine drive, the turbine stage is made in the form of a radial centrifugal turbine, which, as noted above, is the most compact and can successfully used in the turbine drive of hand-held pneumatic grinders. The radial centrifugal turbine is formed by a nozzle apparatus 6 installed in the housing 2 with a crown of centrifugal nozzle blades 7 and an impeller 8 mounted on the shaft 1 with a crown of centrifugal rotor blades 9. The output section of the centrifugal rotor blade crown 9 forms an output section of the turbine stage. The outer diameter D _{1 of the} adjusting chamber 4 corresponds to the outer diameter of the impeller 8. In the housing 2 on the inner side of the turbine stage there is a high-pressure chamber 10, designed to supply gas to the crown of centrifugal nozzle blades 7.

Регулировочная камера 4 установлена на валу 1 между рабочим колесом 8 и камерой низкого давления 3. Регулировочная камера 4 образована боковой стенкой 11, обращенной к турбинной ступени, боковой стенкой 12, обращенной к камере низкого давления 3, и периферийной цилиндрической стенкой 13. Регулировочная камера 4 сообщена с камерой низкого давления 3 с помощью группы выпускных окон 14, выполненных в боковой стенке 12 и размещенных в цилиндрическом сечении, соосном валу 1. Перепускной канал 15 c наружным диаметром D₂ размещен с периферийной стороны регулировочной камеры 4 и сообщен с выходным сечением турбинной ступени. Перепускной канал 15 также сообщен с регулировочной камерой 4 с помощью группы впускных окон 16, выполненных в ее периферийной цилиндрической стенке 13. C наружной стороны периферийной цилиндрической стенки 13, напротив боковой стенки 12 установлено уплотнительное кольцо 17, прикрепленное к корпусу 2.The adjustment chamber 4 is mounted on the shaft 1 between the impeller 8 and the low pressure chamber 3. The adjustment chamber 4 is formed by a side wall 11 facing the turbine stage, a side wall 12 facing the low pressure chamber 3, and a peripheral cylindrical wall 13. The adjustment chamber 4 communicated with the low-pressure chamber 3 using a group of exhaust windows 14, made in the side wall 12 and placed in a cylindrical section, coaxial to the shaft 1. The bypass channel 15 with an outer diameter of D _{2 is} placed on the peripheral side of the regulator lining chamber 4 and communicated with the output section of the turbine stage. The bypass channel 15 is also in communication with the adjusting chamber 4 by means of a group of inlet windows 16 made in its peripheral cylindrical wall 13. On the outer side of the peripheral cylindrical wall 13, opposite the side wall 12, an o-ring 17 is attached to the housing 2.

Регулировочная камера 4 совместно с упругим кольцом 5 образует регулятор частоты вращения. Упругое кольцо 5 размещено соосно валу 1 и установлено с прилеганием к боковым стенкам 11 и 12 регулировочной камеры 4 в цилиндрическом сечении с диаметром D₃, который меньше, чем внутренний диаметр расположения D₄ группы выпускных окон 14. Упругое кольцо 5 установлено с возможностью перемещения в центробежном направлении для перекрытия проходного сечения регулировочной камеры 4 на участке между наружным диаметром расположения D₅ группы выпускных окон 14 и периферийной цилиндрической стенкой 13. The adjustment chamber 4 together with the elastic ring 5 forms a speed controller. The elastic ring 5 is placed coaxially with the shaft 1 and is mounted adjacent to the side walls 11 and 12 of the adjustment chamber 4 in a cylindrical section with a diameter D ₃ that is smaller than the inner diameter of the arrangement D ₄ of the outlet window 14. The elastic ring 5 is mounted with the possibility of movement in centrifugal direction to overlap the bore of the adjustment chamber 4 in the area between the outer diameter of the location D _{5 of the} group of outlet windows 14 and the peripheral cylindrical wall 13.

Турбинный привод работает следующим образом. Поток газа проходит вдоль оси вращения вала 1, разворачивается в центробежном направлении и через камеру высокого давления 10 поступает в центробежную турбину (показано стрелками). Затем поток газа ускоряется в венце центробежных сопловых лопаток 7 соплового аппарата 6 и далее, проходя через венец центробежных рабочих лопаток 9 рабочего колеса 8 (показано стрелками), передает свою энергию валу 1. The turbine drive operates as follows. The gas flow passes along the axis of rotation of the shaft 1, turns in the centrifugal direction and through the high-pressure chamber 10 enters the centrifugal turbine (shown by arrows). Then the gas flow is accelerated in the crown of centrifugal nozzle blades 7 of the nozzle apparatus 6 and further, passing through the crown of centrifugal rotor blades 9 of the impeller 8 (shown by arrows), transfers its energy to the shaft 1.

За выходным сечение турбинной ступени поток газа поступает в перепускной канал 15. Уплотнительное кольцо 17 препятствует протечке газа из перепускного канала 15 в камеру низкого давления 3. Из перепускного канала 15 поток газа поступает в регулировочную камеру 4 через группу впускных окон 16, выполненных в периферийной цилиндрической стенке 13 (показано стрелками). Пройдя через регулировочную камеру 4, поток газа поступает в камеру низкого давления 3 через группу выпускных окон 14, выполненных в боковой стенке 12 (показано стрелками). Далее поток газа покидает турбинный привод. Behind the outlet cross section of the turbine stage, the gas flow enters the bypass channel 15. The sealing ring 17 prevents gas from flowing from the bypass channel 15 to the low pressure chamber 3. From the bypass channel 15, the gas stream enters the control chamber 4 through a group of inlet windows 16 made in a peripheral cylindrical wall 13 (shown by arrows). Having passed through the adjustment chamber 4, the gas flow enters the low pressure chamber 3 through a group of exhaust windows 14 made in the side wall 12 (shown by arrows). Further, the gas stream leaves the turbine drive.

В момент запуска турбинного привода и на номинальных режимах работы упругое кольцо 5 размещено в регулировочной камере 4 соосно валу в цилиндрическом сечении с диаметром D₃, который меньше, чем внутренний диаметр расположения D₄ группы выпускных окон 14. Поэтому упругое кольцо 5 не создает сопротивления потоку газа и свободно пропускает его через регулировочную камеру 4. At the time of starting the turbine drive and at nominal operating conditions, the elastic ring 5 is placed in the adjustment chamber 4 coaxially to the shaft in a cylindrical section with a diameter D ₃ that is smaller than the inner diameter of the arrangement D ₄ of the outlet window 14. Therefore, the elastic ring 5 does not create flow resistance gas and freely passes it through the adjustment chamber 4.

В процессе работы турбинного привода регулировочная камера 4 вращается совместно с валом 1 и передает вращение упругому кольцу 5. Передача вращения осуществляется за счет контакта упругого кольца 5 с обращенными друг к другу поверхностями боковых стенок 11 и 12.In the process of operation of the turbine drive, the adjustment chamber 4 rotates together with the shaft 1 and transmits the rotation to the elastic ring 5. The rotation is transmitted by contacting the elastic ring 5 with the surfaces of the side walls 11 and 12 facing each other.

В регуляторе частоты вращения реализован принцип отрицательной обратной связи между расходом газа через турбинный привод и частотой его вращения. При снижении нагрузки на турбинный привод его частота вращения увеличивается. Это приводит к возрастанию центробежных сил, действующих на упругое кольцо 5. В результате упругое кольцо 5, взаимодействуя с обращенными друг к другу поверхностями боковых стенок 11 и 12, преодолевая сопротивление сил упругости, смещается в центробежном направлении и приближается к наружному диаметру расположения D₅ группы выпускных окон 14 (это положение упругого кольца 5 изображено тонкими штрихпунктирными линиями). При этом упругое кольцо 5 сохраняет соосное положение относительно вала 1. In the speed controller, the principle of negative feedback between the gas flow through the turbine drive and its speed is implemented. With a decrease in the load on the turbine drive, its speed increases. This leads to an increase in the centrifugal forces acting on the elastic ring 5. As a result, the elastic ring 5, interacting with the facing surfaces of the side walls 11 and 12, overcoming the resistance of the elastic forces, is shifted in the centrifugal direction and approaches the outer diameter of the group D ₅ exhaust windows 14 (this position of the elastic ring 5 is depicted by thin dash-dotted lines). In this case, the elastic ring 5 maintains a coaxial position relative to the shaft 1.

В результате смещения в центробежном направлении упругое кольцо 5 частично перекрывает проходное сечение регулировочной камеры 4 на участке между наружным диаметром расположения D₅ группы выпускных окон 14 и периферийной цилиндрической стенкой 13. Из-за возникновения препятствия по ходу потока газа в регулировочной камере 4 уменьшается расход газа через турбинный привод, вместе с ним снижается и частота вращения последнего. При снижении частоты вращения турбинного привода упругое кольцо 5 под воздействием сил упругости смещается в центростремительном направлении и, таким образом, возвращается к положению, обеспечивающему свободный проход потока газа через регулировочную камеру 4.As a result of the centrifugal displacement, the elastic ring 5 partially overlaps the passage section of the adjustment chamber 4 in the section between the outer diameter of the arrangement D ₅ of the outlet window group 14 and the peripheral cylindrical wall 13. Due to the occurrence of an obstacle along the gas flow in the adjustment chamber 4, the gas flow through a turbine drive, the rotational speed of the latter decreases with it. With a decrease in the speed of rotation of the turbine drive, the elastic ring 5 under the influence of elastic forces is displaced in the centripetal direction and, thus, returns to a position that provides free passage of the gas flow through the control chamber 4.

Описанный регулятор частоты вращения обеспечивает стабильную работу турбинного привода под изменяющейся нагрузкой. Его применение не приводит к возникновению дополнительных потерь энергии на номинальных режимах работы турбинной ступени. Высокое быстродействие регулятора частоты вращения обеспечивается за счет относительно малой массы упругого кольца 5, совмещающего в себе функции чувствительного и исполнительного элементов регулятора частоты вращения.The described speed controller ensures stable operation of the turbine drive under varying loads. Its use does not lead to the occurrence of additional energy losses at the nominal operating modes of the turbine stage. High speed control of the speed controller is provided due to the relatively small mass of the elastic ring 5, combining the functions of the sensitive and actuating elements of the speed controller.

При совместном применении в турбинном приводе радиальной центробежной турбины и регулятора частоты вращения описанной конструкции наружный диаметр D₁ регулировочной камеры 4 соответствует наружному диаметру турбинной ступени. При этом перепускной канал 15 заявляемого турбинного привода имеет наружный диаметр D₂, не превышающий наружный диаметр турбинного привода с обычной радиальной центробежной турбиной (В.Д. Левенберг. Судовые турбоприводы. Справочник, с.65, рис.4.2,в. Л.: «Судостроение», 1983. - 328 с.). Наружный диаметр D₂ перепускного канала 15 не превышает также и наружный диаметр упомянутого выше турбинного пневмодвигателя с радиальной центробежной турбиной и регулятором частоты вращения (А.с. СССР №1809129, F01D 21/02, 1993). Это позволяет сделать вывод об улучшении компактности заявляемой турбинного привода по сравнению с прототипом.When combined use in a turbine drive of a radial centrifugal turbine and a speed controller of the described design, the outer diameter D _{1 of the} control chamber 4 corresponds to the outer diameter of the turbine stage. In this case, the bypass channel 15 of the inventive turbine drive has an outer diameter D ₂ not exceeding the outer diameter of the turbine drive with a conventional radial centrifugal turbine (V.D. Levenberg. Ship turbo drives. Handbook, p. "Shipbuilding", 1983. - 328 p.). The outer diameter D _{2 of the} bypass channel 15 does not exceed the outer diameter of the above-mentioned turbine air motor with a radial centrifugal turbine and speed controller (AS USSR No. 1809129, F01D 21/02, 1993). This allows us to conclude about the improvement of the compactness of the inventive turbine drive compared to the prototype.

Отметим, что регулятор частоты вращения по заявляемой полезной модели может эффективно использоваться не только с радиальной центробежной, но и с осевой турбинной ступенью, также обеспечивающей высокую компактность турбинного привода за счет возможности осуществления подвода газа вдоль оси вращения вала.Note that the speed controller according to the claimed utility model can be effectively used not only with a radial centrifugal, but also with an axial turbine stage, which also provides high compactness of the turbine drive due to the possibility of gas supply along the axis of rotation of the shaft.

Турбинный привод энергетически эффективен, прост и технологичен. Его основные элементы могут изготавливаться на обычном обрабатывающем оборудовании.The turbine drive is energy efficient, simple and technologically advanced. Its main elements can be manufactured on conventional processing equipment.

Claims

A turbine drive comprising a shaft, a housing with a low pressure chamber, a turbine stage and an adjustment chamber with an elastic ring, wherein the adjustment chamber is mounted on the shaft between the turbine stage and the low pressure chamber, is formed by two side walls and a peripheral cylindrical wall and communicates with the low pressure chamber with using a group of exhaust windows made in the side wall of the adjustment chamber facing the low-pressure chamber and placed in a coaxial shaft with a cylindrical section, and the elastic ring It is still coaxial to the shaft and installed with a smaller diameter than the inner diameter of the outlet group, which is adjacent to the side walls of the control chamber in a cylindrical section, characterized in that a bypass channel is connected on the peripheral side of the control chamber and the turbine stage, which communicates with the output section of the turbine stage and the control camera, and the bypass channel is in communication with the adjustment chamber using a group of inlet windows made in its peripheral cylindrical wall, and the elastic count tso movably mounted in the centrifugal direction for closing the flow section control chamber in the area between the outer diameter of the location of the group of exhaust ports and a cylindrical peripheral wall.