RU2168023C1

RU2168023C1 - Screw steam engine

Info

Publication number: RU2168023C1
Application number: RU99122952/06A
Authority: RU
Inventors: С.Р. Березин; В.И. Ведайко; А.Н. Носков; А.Г. Щеглов
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Независимая Энергетика"
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: conversion of energy of steam to mechanical energy. SUBSTANCE: specific feature of proposed machine is availability of device for balancing reactive forces in bearing units arising on side of screws, as well as steam and oil separators. Device for balancing reactive forces in bearing units is made in form of cavity formed between shaft and housing and communicated with steam source on one side and with exhaust branch pipe (by means of throttling passages) on other side. Cavity is made in housing on both sides from screws along lateral surface of shaft on section which is opposite to direction of reactive forces. Steam and oil separators are provided with steam and/or oil discharge units. EFFECT: enhanced efficiency at increased service life due to improved sealing of operational and technological clearances between movable and fixed parts of steam engine. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к паровым расширительным машинам объемного вытеснения, а именно к паровым винтовым машинам, предназначенным для преобразования энергии пара в механическую энергию. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to steam expansion machines of volume displacement, namely, steam screw machines designed to convert steam energy into mechanical energy.

Предшествующий уровень техники
Известна паровая винтовая машина (SU, A3, 1838632), содержащая корпус, внутри которого выполнена камера высокого давления с размещенными в ней ведущим и ведомым винтами, находящимися в зацеплении, выходной редуктор и синхронизирующая передача, первый из которых связан с одной стороны с выходным валом машины, а с другой - с ведущим винтом, вторая передача предназначена для синхронизации оборотов винтов, которые установлены в подшипниковых опорах.State of the art
Known steam screw machine (SU, A3, 1838632), comprising a housing, inside which there is a high-pressure chamber with hosted and driven screws located in it, engaged, the output gearbox and synchronization gear, the first of which is connected on one side to the output shaft machines, and on the other hand with a driving screw, the second gear is designed to synchronize the speed of the screws that are installed in the bearing bearings.

Известна также винтовая машина (SU, A, 1146482), содержащая корпус, в котором расположены находящиеся в зацеплении ведущий и ведомый винты, валы которых установлены в подшипниковых узлах, синхронизирующую передачу, впускной и выпускной патрубки для подачи и отвода рабочего тела, в частности пара, цилиндр для компенсации осевых усилий, подвижная деталь которого связана с валом ведущего винта, и система смазки подшипниковых узлов и упомянутых передач, впускной патрубок и цилиндр сообщены с источником пара. Also known is a screw machine (SU, A, 1146482), comprising a housing in which are located the meshed drive and driven screws, the shafts of which are mounted in the bearing assemblies, the synchronizing gear, the inlet and outlet pipes for supplying and discharging the working fluid, in particular steam , a cylinder for compensating axial forces, the movable part of which is connected to the shaft of the driving screw, and a lubrication system for the bearing assemblies and the aforementioned gears, the inlet pipe and the cylinder are in communication with the steam source.

Недостатком известных устройств является относительно невысокий КПД, обусловленный потерями в подшипниковых узлах ввиду проникновения в них пара из области высокого давления и наличия осевых и радиальных перенапряжений от действия винтов. Кроме этого, известные машины обладают небольшим сроком службы ввиду повышенного износа подшипниковых узлов и передач. A disadvantage of the known devices is the relatively low efficiency due to losses in the bearing units due to the penetration of steam from the high pressure region and the presence of axial and radial overvoltages from the action of the screws. In addition, the known machines have a short service life due to increased wear of the bearing assemblies and gears.

В основу настоящего изобретения положена задача создания паровой винтовой машины, обладающей повышенным КПД при одновременном увеличении ее моторесурса за счет улучшения уплотнения эксплуатационных и технологических зазоров между подвижными и неподвижными деталями паровой винтовой машины, включая зазоры между винтами, и более эффективного использования рабочего тела, а также за счет уравновешивания сил, действующих на тела вращения, в том числе в подшипниковых узлах. The basis of the present invention is the creation of a steam screw machine with improved efficiency while increasing its motor resource by improving the sealing of operational and technological gaps between the movable and stationary parts of the steam screw machine, including the gaps between the screws, and more efficient use of the working fluid, as well as due to balancing the forces acting on the bodies of revolution, including in the bearing units.

Поставленная задача решается тем, что известная паровая винтовая машина, содержащая корпус, в котором расположены находящиеся в зацеплении ведущий и ведомый винты, валы которых установлены в подшипниковых узлах, выходная и синхронизирующая передачи, посредством первой из которых ведущий винт связан с выходным валом, а посредством второй - ведущий и ведомый винты связаны между собой, впускной и выпускной патрубки, цилиндр для компенсации осевых усилий, подвижная деталь которого связана с валом ведущего винта, и система смазки подшипниковых узлов и упомянутых передач, при этом выходная и синхронизирующая передачи расположены по разные стороны от упомянутых винтов, а впускной патрубок и цилиндр сообщены с источником пара, она снабжена устройством для уравновешивания реактивных усилий в подшипниковых узлах, возникающих со стороны винтов, и разделителями пара и масла, установленными на валах между винтами и подшипниковыми узлами, при этом устройство для уравновешивания реактивных усилий в подшипниковых узлах выполнено в виде полости, образованной между валом и корпусом и сообщенной с одной стороны с источником пара, а с другой стороны - посредством дросселирующих каналов с выпускным патрубком, причем полость выполнена в корпусе по обе стороны от винтов и размещена вдоль боковой поверхности вала на участке, расположенном противоположно направлению действия реактивных усилий, при этом разделители пара и масла снабжены элементами отвода пара и/или масла. The problem is solved in that the known steam screw machine, comprising a housing, in which are located the driving and driven screws, the shafts of which are installed in the bearing assemblies, the output and synchronizing gears, through the first of which the drive screw is connected to the output shaft, and by the second - the driving and driven screws are interconnected, the inlet and outlet pipes, a cylinder for compensating axial forces, a moving part of which is connected to the shaft of the driving screw, and a lubrication system for bearings units and said gears, while the output and synchronizing gears are located on opposite sides of the said screws, and the inlet pipe and cylinder are in communication with the steam source, it is equipped with a device for balancing the reactive forces in the bearing assemblies arising from the screws, and with steam separators and oil mounted on the shafts between the screws and bearing assemblies, while the device for balancing the reactive forces in the bearing assemblies is made in the form of a cavity formed between the shaft and the housing and communicated on one side with a steam source, and on the other hand through throttling channels with an outlet pipe, the cavity being made in the housing on both sides of the screws and placed along the side surface of the shaft in a section opposite to the direction of action of the reactive forces, with steam separators and oils are provided with steam and / or oil removal elements.

Целесообразно, чтобы каждый разделитель пара и масла был выполнен в виде уплотнительных колец, между которыми расположены элементы отвода пара и/или масла. It is advisable that each separator of steam and oil was made in the form of o-rings, between which there are elements for the removal of steam and / or oil.

Предпочтительно, чтобы каждый элемент отвода пара и/или масла был выполнен в виде, по меньшей мере, двух полостей, каждая из которых расположена между обращенными друг к другу уплотнительными кольцами, причем первая полость - дренажная, расположенная со стороны подшипникового узла, была сообщена каналом с атмосферой, а вторая полость, расположенная со стороны винта, была сообщена посредством канала с выпускным патрубком. Целесообразно, чтобы элемент отвода пара и/или масла был снабжен с механизмом принудительного отвода пара и масла. It is preferable that each element for removing steam and / or oil was made in the form of at least two cavities, each of which is located between the sealing rings facing each other, the first cavity being a drain located on the side of the bearing assembly, communicated by the channel with the atmosphere, and the second cavity located on the side of the screw was communicated through a channel with an outlet pipe. It is advisable that the element for the removal of steam and / or oil was equipped with a mechanism for forced removal of steam and oil.

Целесообразно, чтобы механизм принудительного отвода пара и/или масла был выполнен в виде диафрагмы, расположенной между обращенными друг к другу уплотнительными кольцами с зазорами, один из которых со стороны подшипникового узла сообщен с каналом, связанным с гидробаком системы смазки, а второй зазор, расположенный со стороны винта, сообщен с каналом, связанным с атмосферой, при этом на поверхности вала или диафрагмы на участке их взаимодействия между собой выполнены противоположно направленные винтовые канавки, входы которых сообщены с атмосферой, а выходы - с соответствующим зазором, при этом винтовая канавка, сообщенная с зазором, связанным с гидробаком, выполнена с направлением, соответствующим направлению ведущего винта, с возможностью обеспечения принудительного отвода просочившегося масла в гидробак. It is advisable that the mechanism for forced removal of steam and / or oil was made in the form of a diaphragm located between the sealing rings facing each other with gaps, one of which is connected to the channel connected to the hydraulic tank of the lubrication system from the side of the bearing assembly, and the second gap, located from the side of the screw, it is in communication with a channel connected with the atmosphere, while on the surface of the shaft or diaphragm in the area of their interaction with each other, oppositely directed helical grooves are made, the inputs of which are communicated with the atmosphere, and the exits with the corresponding clearance, while the helical groove communicated with the clearance associated with the hydraulic tank is made in the direction corresponding to the direction of the driving screw, with the possibility of providing forced drainage of the leaked oil into the hydraulic tank.

Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен общий вид паровой винтовой машины; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - разделитель пара и масла паровой винтовой машины; на фиг. 4 - разделитель пара и масла, выполненный с механизмом принудительного их отвода.Brief Description of the Drawings
In FIG. 1 shows a general view of a steam screw machine; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - separator of steam and oil of a steam screw machine; in FIG. 4 - a separator of steam and oil, made with a mechanism for their forced removal.

Лучший вариант осуществления изобретения
Паровая винтовая машина согласно изобретению содержит корпус 1 (фиг. 1), в камере высокого давления которого расположены находящиеся в зацеплении ведущий 2 и ведомый 3 винты, валы 4 и 5 которых установлены в подшипниковых узлах 6. Винты связаны между собой синхронизирующей передачей 7, шестерни которой размещены на валах 4 и 5 с одной стороны винтов. С другой стороны винтов 2 и 3 расположена выходная передача 8, предназначенная для снятия выходной мощности и связанная с одной стороны с ведущим винтом 2, а с другой стороны - с выходным валом 9 машины.The best embodiment of the invention
The steam screw machine according to the invention comprises a housing 1 (Fig. 1), in the high-pressure chamber of which are located the leading 2 and driven 3 screws, the shafts 4 and 5 of which are installed in the bearing assemblies 6. The screws are interconnected by a synchronizing gear 7, gears which are placed on the shafts 4 and 5 on one side of the screws. On the other side of the screws 2 and 3 is located the output gear 8, designed to remove the output power and connected on the one hand with the drive screw 2, and on the other hand, with the output shaft 9 of the machine.

Для подачи и отвода пара служат впускной и выпускной патрубки 10 и 11 (фиг. 1), первый из которых сообщен с камерой высокого давления и с источником пара, обеспечивающим подачу теплоносителя под высоким давлением в упомянутую камеру (изображено в виде стрелки и сплошной линии). Система смазки подшипниковых узлов 6 и передач 7 и 8 выполнена в виде насоса 12 (фиг. 1) с приводом от выходного вала 9. Вход насоса 12 гидравлически связан с гидробаком 13, а выход насоса 12 через охладитель 14 масла и фильтр 15 - с нагнетательным масляным коллектором 16, обеспечивающим подачу масла в зону передач 7 и 8, а также к подшипниковым узлам 6 (изображено в виде стрелки и пунктирной линии). Inlet and outlet pipes 10 and 11 (Fig. 1) are used for supplying and discharging steam, the first of which is in communication with a high-pressure chamber and with a steam source that supplies a coolant under high pressure to the said chamber (shown as an arrow and a solid line) . The lubrication system of the bearing assemblies 6 and gears 7 and 8 is made in the form of a pump 12 (Fig. 1) driven by the output shaft 9. The inlet of the pump 12 is hydraulically connected to the hydraulic tank 13, and the output of the pump 12 through the oil cooler 14 and the filter 15 is connected to the discharge the oil manifold 16, which provides oil supply to the transmission zone 7 and 8, as well as to the bearing assemblies 6 (shown as an arrow and a dashed line).

Для уравновешивания осевых усилий, возникающих на винтах 2 и 3 и, как следствие, в подшипниковых узлах 6, паровая винтовая машина (фиг. 1) снабжена цилиндром 17 для компенсации осевых усилий, поршень 18 которого связан с валом 4 ведущего винта 2, при этом полость цилиндра 17 сообщена с источником пара. To balance the axial forces arising on the screws 2 and 3 and, as a result, in the bearing units 6, the steam screw machine (Fig. 1) is equipped with a cylinder 17 for compensating axial forces, the piston 18 of which is connected to the shaft 4 of the driving screw 2, the cavity of the cylinder 17 is in communication with a source of steam.

На валах 4 и 5 винтов 2 и 3 между подшипниковыми узлами 6 и упомянутыми винтами, т.е. в зонах наиболее вероятного соприкосновения пара и масла, расположены разделители пара и масла. Каждый разделитель пара и масла выполнен в виде установленных в несколько рядов уплотнительных колец 19, отдельные из которых обращены друг к другу с возможностью предотвращения проникновения пара или масла с противоположных направлений. При этом между уплотнительными кольцами 19, обращенными друг к другу, расположены элементы отвода пара и/или масла. On the shafts 4 and 5 of the screws 2 and 3 between the bearing units 6 and the said screws, i.e. in areas of the most probable contact of steam and oil, steam and oil separators are located. Each separator of steam and oil is made in the form of sealing rings 19 installed in several rows, some of which are facing each other with the possibility of preventing the penetration of steam or oil from opposite directions. Moreover, between the sealing rings 19, facing each other, there are elements of the steam and / or oil.

Элемент отвода пара и/или масла выполнен в виде, по меньшей мере, двух полостей 20 и 21 (фиг. 3, 4), каждая из которых расположена между уплотнительными кольцами 19, причем первая 20, расположенная со стороны подшипникового узла, сообщена каналом 22 с атмосферой - выполняет функцию дренажной полости, а вторая полость 21, расположенная со стороны соответствующего винта, сообщена посредством канала 23 с выпускным патрубком. Для повышения эффективности изоляции камеры высокого давления от масла каждый элемент отвода пара и/или масла выполнен с механизмом принудительного отвода пара и/или масла. The steam and / or oil drainage element is made in the form of at least two cavities 20 and 21 (Figs. 3, 4), each of which is located between the sealing rings 19, the first 20 located on the side of the bearing assembly, communicated by the channel 22 with the atmosphere - performs the function of a drainage cavity, and the second cavity 21, located on the side of the corresponding screw, is communicated through the channel 23 with the exhaust pipe. To increase the efficiency of isolation of the high-pressure chamber from oil, each element of the steam and / or oil removal is made with the mechanism of forced removal of steam and / or oil.

Механизм принудительного отвода пара и/или масла выполнен в виде диафрагмы 24 (фиг. 4), расположенной между обращенными друг к другу уплотнительными кольцами 19 с зазорами 25, один из которых со стороны подшипникового узла 6 сообщен с каналом 26 с гидробаком 13 системы смазки, а второй зазор, расположенный со стороны винта, сообщен с каналом 23, связанным с выпускным патрубком 11. The mechanism of forced removal of steam and / or oil is made in the form of a diaphragm 24 (Fig. 4) located between the sealing rings 19 facing each other with gaps 25, one of which is connected to the channel 26 with the hydraulic tank 13 of the lubrication system from the side of the bearing assembly 6, and the second clearance, located on the screw side, is in communication with the channel 23 associated with the exhaust pipe 11.

На поверхностях валов 4 и 5 ( фиг.4) на участке их взаимодействия с диафрагмой 24 выполнены противоположно направленные винтовые канавки 27 и 28, входы которых сообщены посредством выполненных в диафрагме 24 кольцевой проточки 29 и канала 30 с атмосферой, а выходы - с соответствующим зазором 25, при этом винтовая канавка 27, сообщенная с зазором 25, связанным с гидробаком 13, выполнена с направлением, соответствующим направлению ведущего винта 2 для обеспечения принудительного отвода масла в гидробак 13 за счет выталкивания его из зазора 25 напором воздуха, обеспечивая, тем самым, надежную изоляцию масляных и паровых сред, способствующую повышению КПД и срока службы машины в целом. Возможно выполнение винтовых канавок 27 и 28 в диафрагме 24 на участке ее взаимодействия с валом винта. Канал 30 сообщен с атмосферой посредством канала 31. On the surfaces of the shafts 4 and 5 (Fig. 4), in the area of their interaction with the diaphragm 24, there are made oppositely directed helical grooves 27 and 28, the inputs of which are communicated through an annular groove 29 and the channel 30 with the atmosphere made in the diaphragm 24, and the exits with a corresponding clearance 25, while the helical groove 27, communicated with a gap 25 associated with the hydraulic tank 13, is made with a direction corresponding to the direction of the driving screw 2 to force the oil into the hydraulic tank 13 by pushing it out of the gap 25 by air pressure and, providing, thereby, reliable isolation of oil and steam environments, contributing to an increase in efficiency and service life of the machine as a whole. It is possible to perform helical grooves 27 and 28 in the diaphragm 24 in the area of its interaction with the shaft of the screw. Channel 30 communicates with the atmosphere through channel 31.

Устройство для уравновешивания реактивных усилий в подшипниковых узлах также предназначено для достижения этого эффекта. Устройство (фиг. 2) расположено на валах 4 и 5 между винтами 2 и 3 и подшипниковыми узлами 6. Каждое устройство выполнено в виде полости 32, образованной между валом 4 или 5 и корпусом 1 и сообщенной с одной стороны с источником пара, а с другой стороны - посредством, по меньшей мере, одного дросселирующего канала 33 с выпускным патрубком 11, в частности через промежуточную камеру 34. На фиг. 2 изображен вариант выполнения дросселирующего канала 33 в виде щели, образованной между валом винта и выступом 35 корпуса 1. В другом варианте (фиг. 2) дросселирующие каналы 33 выполнены в виде отверстий 36, размещенных в выступах 35. Выступы 35 выполнены на корпусе 1 вдоль валов 4 и 5 и разделяют полость 32 и промежуточную камеру 34. A device for balancing reactive forces in bearing assemblies is also intended to achieve this effect. The device (Fig. 2) is located on the shafts 4 and 5 between the screws 2 and 3 and the bearing assemblies 6. Each device is made in the form of a cavity 32 formed between the shaft 4 or 5 and the housing 1 and communicated on one side with a steam source, and with on the other hand, by means of at least one throttling channel 33 with an outlet pipe 11, in particular through an intermediate chamber 34. In FIG. 2 shows an embodiment of the throttling channel 33 in the form of a gap formed between the screw shaft and the protrusion 35 of the housing 1. In another embodiment (Fig. 2), the throttling channels 33 are made in the form of holes 36 located in the protrusions 35. The protrusions 35 are made on the housing 1 along shafts 4 and 5 and divide the cavity 32 and the intermediate chamber 34.

Полость 32 выполнена в корпусе 1 и размещена вдоль боковой поверхности вала 4 или 5 на участке, расположенном противоположно направлению действия реактивных усилий. The cavity 32 is made in the housing 1 and is placed along the side surface of the shaft 4 or 5 in a section located opposite to the direction of action of the reactive forces.

С целью дополнительного повышения эффективности разделения пара от масла, между поршнем 18 (фиг. 1) и цилиндром 17 для компенсации осевых усилий последовательно расположены в направлении от его полости узел для уплотнения и разделитель пара от масла. In order to further increase the efficiency of separation of steam from oil, between the piston 18 (Fig. 1) and cylinder 17 for compensating axial forces, a sealing assembly and a steam separator from oil are sequentially located in the direction from its cavity.

В одном из вариантов уплотнительное кольцо 19 (фиг. 3, 4) выполнено в виде стакана 37 с размещенным в нем и подпружиненным относительно него уплотнительным элементом, выполненного с кожухом 38. Уплотнительные кольца 19, расположенные на валах 4 и 5, установлены в промежуточном корпусе 39. Работа паровой винтовой машины осуществляется следующим образом. Пар под высоким давлением поступает во впускной патрубок 10 и приводит во вращение винты 2 и 3 (фиг. 1, 3 и 4). Отработанный пар выходит через выпускной патрубок 11 под давлением, превышающим атмосферное. Одновременно пар от его источника под высоким давлением поступает в цилиндр 17, где воздействуя на поршень 18, связанный с валом 4, формирует силу, противодействующую осевым усилиям, обусловленным, в частности, взаимодействием винтов 2 и 3 между собой и с теплоносителем. В процессе преобразования энергии теплоносителя в механическую энергию пар под высоким давлением постоянно подается в полость 32 (фиг. 2) устройства для уравновешивания реактивных усилий в подшипниковых узлах 6. В полостях 32, размещенных вдоль боковой поверхности вала 4 и 5 на участках, противоположно расположенных направлению действия реактивных усилий со стороны винтов, за счет давления пара на вал в этих участках возникает радиальное усилие "P", компенсирующее действие реактивных усилий и разгружающее, тем самым, подшипниковые узлы 6. Кроме этого, при перетекании пара через дросселирующие каналы 33 из полости 32 в промежуточную камеру 34 и далее в выпускной патрубок 11 происходит его конденсация. Образующаяся в процессе конденсации пара жидкость заполняет эксплуатационные и технологические зазоры, повышает сопротивление на пути движения пара, уменьшая тем самым вероятность его проникновения в зону подшипниковых узлов при одновременном обеспечении эффективной разгрузки подшипниковых узлов. In one embodiment, the o-ring 19 (Fig. 3, 4) is made in the form of a cup 37 with a sealing element placed in it and spring-loaded relative to it, made with a casing 38. O-rings 19 located on the shafts 4 and 5 are installed in the intermediate housing 39. The operation of a steam screw machine is as follows. Steam under high pressure enters the inlet pipe 10 and drives the screws 2 and 3 (Fig. 1, 3 and 4). Waste steam leaves through the exhaust pipe 11 at a pressure higher than atmospheric. At the same time, steam from its source under high pressure enters the cylinder 17, where acting on the piston 18, connected to the shaft 4, forms a force that counteracts the axial forces due, in particular, to the interaction of the screws 2 and 3 with each other and with the coolant. In the process of converting heat carrier energy into mechanical energy, steam under high pressure is constantly supplied to the cavity 32 (Fig. 2) of the device for balancing reactive forces in the bearing assemblies 6. In the cavities 32 located along the side surface of the shaft 4 and 5 in areas opposite to the direction the action of reactive forces from the side of the screws, due to the vapor pressure on the shaft in these areas, a radial force "P" arises, compensating for the effect of reactive forces and thereby relieving bearing assemblies 6. Cro e, the overflow when steam through the throttle channel 33 from the cavity 32 into the intermediate chamber 34 and into the outlet conduit 11 is its condensation. The liquid formed in the process of steam condensation fills the operational and technological gaps, increases the resistance to the path of steam movement, thereby reducing the likelihood of its penetration into the area of the bearing units while ensuring efficient unloading of the bearing units.

Насос 12 подает масло под давлением через фильтр 15 и охладитель 14 к передачам 7 и 8, а также в подшипниковые узлы 6. The pump 12 delivers the oil under pressure through the filter 15 and cooler 14 to the gears 7 and 8, as well as to the bearing units 6.

Проникновение масла в камеру высокого давления, а пара в зону работы подшипниковых узлов и передач существенно снижает КПД машины и срок службы отдельных ее узлов. Для исключения этого предусмотрено следующее. The penetration of oil into the high-pressure chamber, and steam into the area of operation of the bearing units and gears significantly reduces the efficiency of the machine and the service life of its individual units. To eliminate this, the following is provided.

В случае выхода пара, находящегося под высоким давлением, за пределы камеры высокого давления и первые ряды уплотнительных колец 19, пар (на фиг. 3 и 4 изображено в виде стрелки и сплошной линии) попадает в полость 21 и далее посредством канала 23 - в выпускной патрубок 11. Учитывая, что давление пара во впускном патрубке 10 превышает атмосферное, значительная его часть, просочившаяся через зазоры и уплотнительные кольца 19, будет отведена за пределы передач и подшипниковых узлов. Оставшаяся часть пара в небольшом количестве через последующие ряды уплотнительных колец 19 попадает в полость 20, сообщенную с атмосферой. В эту же полость 20 с другой стороны, т.е. со стороны подшипникового узла 6, попадает просочившееся через уплотнительные кольца 19 масло. In the event that high-pressure steam leaves the high-pressure chamber and the first rows of o-rings 19, steam (in Figs. 3 and 4 is shown in the form of an arrow and a solid line) enters the cavity 21 and then through the channel 23 to the outlet pipe 11. Given that the vapor pressure in the inlet pipe 10 exceeds atmospheric, a significant part of it, leaked through the gaps and o-rings 19, will be diverted outside the gears and bearing assemblies. The remaining part of the steam in a small amount through subsequent rows of o-rings 19 enters the cavity 20 in communication with the atmosphere. In the same cavity 20 on the other hand, i.e. from the side of the bearing assembly 6, oil leaked through the sealing rings 19 enters.

Соприкосновению масла и пара в полости 20 препятствует диафрагма 24, которая обеспечивает отведение просочившегося масла в гидробак 13, а пара - в атмосферу. The contact of oil and steam in the cavity 20 is prevented by the diaphragm 24, which ensures the diversion of leaked oil into the hydraulic tank 13, and the vapor into the atmosphere.

Для обеспечения стабильного выведения масла и пара применен механизм принудительного отвода пара и/или масла. Согласно варианту, изображенному на фиг. 4, при вращении вала с винтом 2 или 3 противоположно направленные винтовые канавки, выполненные на валу, работая как шнековые насосы, подсасывают воздух (изображено в виде стрелки с точками) из атмосферы через канал, направляют поток воздуха по одной канавке навстречу просочившемуся маслу и по другой канавке - навстречу пару и конденсату, подхватывают их и по зазорам 25 и каналам 26 масло транспортируют в гидробак 13, а по каналам 23 пар и конденсат - в атмосферу. Таким образом создается надежная изоляция масла и пара. To ensure stable removal of oil and steam, a forced steam and / or oil removal mechanism is used. According to the embodiment of FIG. 4, when the shaft with the screw 2 or 3 is rotated, the oppositely directed screw grooves made on the shaft, working as screw pumps, draw in air (shown as arrows with dots) from the atmosphere through the channel, direct the air flow through one groove towards the leaked oil and another groove - towards the steam and condensate, they are picked up and through the gaps 25 and channels 26 the oil is transported to the hydraulic tank 13, and through the channels 23 steam and condensate to the atmosphere. This creates a reliable insulation of oil and steam.

Промышленная применимость
Настоящее изобретение может быть использовано в энергетических установках, наземных и водных транспортных средств.Industrial applicability
The present invention can be used in power plants, land and water vehicles.

Claims

1. A steam screw machine, comprising a housing in which are located the driving and driven screws, the shafts of which are mounted in the bearing assemblies, the output and synchronizing gears, through the first of which the drive screw is connected to the output shaft, and through the second drive and driven screws interconnected, inlet and outlet pipes, a cylinder for compensating axial forces, a moving part of which is connected to the shaft of the drive screw, and a lubrication system for the bearing assemblies and the aforementioned gears, while the output and synchronizing gears are located on opposite sides of the said screws, and the inlet pipe and cylinder are in communication with a steam source, characterized in that it is equipped with a device for balancing reactive forces in the bearing assemblies arising from the side of the screws, and steam and oil separators mounted on the shafts between the screws and the bearing units, while the device for balancing the reactive forces in the bearing units is made in the form of a cavity formed between the shaft and the housing and communicated on one side with a steam source, and on the other hand, by means of throttling channels with an outlet pipe, the cavity being made in the housing on both sides of the screws and placed along the side surface of the shaft in a section opposite to the direction of the reactive forces, while the steam and oil separators are equipped with elements steam and / or oil venting.

2. A steam screw machine according to claim 1, characterized in that each steam and oil separator is made in the form of opposed sealing rings, between which there are steam and / or oil removal elements.

3. A steam screw machine according to claims 1 and 2, characterized in that the steam and / or oil drainage element is made in the form of at least two cavities, each of which is located between the sealing rings facing each other, the first cavity being the drainage located on the side of the bearing assembly is in communication with the atmosphere and the second cavity located on the screw side is in communication with the outlet pipe.

4. Steam screw machine according to claims 1 to 3, characterized in that the element for removing steam and / or oil is made with a mechanism for forced removal of steam and / or oil.

5. A steam screw machine according to claim 4, characterized in that the mechanism for forced removal of steam and / or oil is made in the form of a diaphragm located between the sealing rings with a gap, one of which is connected to the channel associated with the hydraulic tank of the lubrication system from the side of the bearing assembly and the second gap, located on the screw side, is in communication with the channel associated with the atmosphere, while on the surface of the shaft or diaphragm in the area of their interaction with each other, oppositely directed helical grooves are made, the inputs of which are connected us with the atmosphere, and the outputs - to the corresponding gap, the spiral groove is communicated with the gap associated with the hydraulic reservoir is formed with the direction corresponding to the direction of the lead screw.