RU2785955C1 - Element and device for gas compression or expansion, method for element control and elastic component for use in element - Google Patents
Element and device for gas compression or expansion, method for element control and elastic component for use in element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785955C1 RU2785955C1 RU2021137167A RU2021137167A RU2785955C1 RU 2785955 C1 RU2785955 C1 RU 2785955C1 RU 2021137167 A RU2021137167 A RU 2021137167A RU 2021137167 A RU2021137167 A RU 2021137167A RU 2785955 C1 RU2785955 C1 RU 2785955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- relative
- housing
- axis
- inner chamber
- Prior art date
Links
- 238000007906 compression Methods 0.000 title description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 claims description 18
- 230000035512 clearance Effects 0.000 claims description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к элементу для сжатия или расширения газа и способу управления таким элементом.The present invention relates to an element for compressing or expanding a gas and a method for controlling such an element.
Более конкретно, изобретение относится к элементу, содержащему жесткий корпус, содержащий внутреннюю камеру и ротор, расположенный в упомянутой внутренней камере, причем упомянутый ротор установлен с одним или более зазорами относительно стенки внутренней камеры, причем упомянутый элемент снабжен отдельным упругим компонентом, который является позиционно регулируемым относительно упомянутого корпуса таким образом, что можно оказывать воздействие на по меньшей мере на один из упомянутых зазоров. More specifically, the invention relates to an element containing a rigid body containing an inner chamber and a rotor located in said inner chamber, wherein said rotor is installed with one or more gaps relative to the wall of the inner chamber, and said element is provided with a separate elastic component, which is positionally adjustable relative to said housing in such a way that at least one of said gaps can be influenced.
Из уровня техники известны элементы, в которых газ может подвергаться сжатию или расширению между входом и выходом упомянутого элемента при вращении одного или более роторов в корпусе, при этом внутренняя камера в упомянутом корпусе разделяется посредством упомянутых роторов на множество практически изолированных друг от друга рабочих камер, которые находятся под разным давлением и при вращении роторов перемещаются от упомянутого входа к упомянутому выходу. Elements are known from the prior art, in which the gas can undergo compression or expansion between the inlet and outlet of said element during the rotation of one or more rotors in the housing, while the inner chamber in said housing is divided by said rotors into a plurality of working chambers practically isolated from each other, which are under different pressure and during the rotation of the rotors move from the said inlet to the said outlet.
В этом случае роторы установлены во внутренней камере с одним или более зазорами относительно стенки внутренней камеры и/или относительно друг друга для предотвращения механического контакта между роторами и стенкой внутренней камеры и/или между роторами друг с другом. Такой механический контакт может в конечном итоге приводить к чрезмерным механическим напряжениям в роторах или корпусе, которые вызывают повреждение элемента. In this case, the rotors are installed in the inner chamber with one or more gaps relative to the wall of the inner chamber and/or relative to each other to prevent mechanical contact between the rotors and the wall of the inner chamber and/or between the rotors with each other. Such mechanical contact can eventually lead to excessive mechanical stresses in the rotors or housing which cause damage to the element.
Данные зазоры, с одной стороны, не должны быть слишком большими, чтобы предотвратить чрезмерные потоки утечки между рабочими камерами, каковые потоки утечки снижают эффективность элемента.These gaps, on the one hand, should not be too large in order to prevent excessive leakage flows between the working chambers, which leakage flows reduce the efficiency of the element.
С другой стороны, упомянутые зазоры не могут все время быть или оставаться уменьшенными до требуемого минимума вследствие:On the other hand, said clearances cannot always be or remain reduced to the required minimum due to:
- допусков на механическую обработку для компонентов элемента;- machining tolerances for element components;
- теплового расширения компонентов элемента во время работы элемента;- thermal expansion of the element components during element operation;
- вибрации роторов во время работы элемента;- vibration of the rotors during the operation of the element;
- механической нагрузки на компоненты элемента во время работы элемента в результате сжимающих усилий на один или более роторов в сочетании с чрезмерным сжатием подшипников и прогибом роторов;- mechanical stress on the element components during element operation as a result of compressive forces on one or more rotors combined with excessive bearing compression and deflection of the rotors;
- износа или осаждения грязи на поверхностях компонентов элемента со временем.- wear or deposition of dirt on the surfaces of the components of the element over time.
Выражение «во время работы элемента» в данном случае означает, что элемент находится в рабочем состоянии, в котором роторы элемента вращаются. The expression "during the operation of the element" in this case means that the element is in working condition, in which the rotors of the element rotate.
Кроме того, требуемый размер зазоров зависит от разных рабочих условий элемента.In addition, the required size of the gaps depends on the different operating conditions of the element.
Непосредственно после запуска элемента, когда температура элемента относительно низкая по сравнению с номинальными рабочими условиями, относительно большие зазоры способны придавать элементу механическую устойчивость.Immediately after the start of the element, when the temperature of the element is relatively low compared to the nominal operating conditions, relatively large gaps are able to give the element mechanical stability.
Когда элемент работает в режиме холостого хода, в котором элемент уже вращается, но не должен подводить или получать никакой или практически никакой мощности к или от газа, относительно большие зазоры желательны также для ограничения такой подводимой или получаемой мощности по сравнению с элементом в режиме полной нагрузки. When the element is operating at idle, in which the element is already rotating but must not supply or receive any or virtually no power to or from the gas, relatively large clearances are also desirable to limit such input or output compared to the element at full load. .
Когда элемент работает в скоростном режиме, в котором возникают повышенные вибрации на резонансной частоте ротора (роторов) и/или подшипников, большие зазоры желательны также для обеспечения механической устойчивости элемента. When the element is operating at high speeds, in which increased vibration occurs at the resonant frequency of the rotor(s) and/or bearings, large clearances are also desirable to provide mechanical stability to the element.
В номинальных рабочих режимах, когда температура элемента относительно высокая относительно температуры во время запуска элемента, относительно небольшие зазоры способны также обеспечивать высокую эффективность сжатия. Under nominal operating conditions, when the element temperature is relatively high relative to the temperature during element start-up, relatively small gaps can also provide high compression efficiency.
Это вызывало потребность в системе для активного управления зазорами в упомянутом элементе во время работы элемента.This has necessitated a system to actively manage clearances in said element during operation of the element.
US 10,539,137 В2 описывает компрессорный элемент, содержащийUS 10,539,137 B2 describes a compressor element containing
- корпус с каналом;- housing with a channel;
- винтовой ротор, выполненный с возможностью установки с некоторым зазором ротора в упомянутом канале во время работы компрессорного элемента;- a helical rotor configured to be installed with a certain clearance of the rotor in said channel during operation of the compressor element;
- регулируемый подшипник, например, магнитный подшипник, в котором установлен упомянутый винтовой ротор; и- an adjustable bearing, for example a magnetic bearing, in which said helical rotor is mounted; and
- контроллер, выполненный с возможностью управления упомянутым регулируемым подшипником во время работы компрессорного элемента таким образом, что регулируемый подшипник перемещает ротор так, что зазор ротора подвергается уменьшению или увеличению. - a controller configured to control said adjustable bearing during operation of the compressor element in such a way that the adjustable bearing moves the rotor so that the rotor gap is subjected to decrease or increase.
Однако подшипники, и в частности магнитные подшипники, обычно являются довольно ненадежными компонентами компрессорного элемента, которые могут легко повреждаться во время своей работы в результате чрезмерных механических нагрузок и возникающих при этом возможных взаимных смещений между частями подшипника.However, bearings, and in particular magnetic bearings, are usually rather unreliable components of the compressor element, which can easily be damaged during their operation as a result of excessive mechanical loads and the resulting possible mutual displacements between the parts of the bearing.
В частности, конкретным недостатком магнитного подшипника является очень малая жесткость, которая не позволяет обеспечить в достаточной степени демпфирование вибраций в элементе, возникающих вследствие пульсаций при сжатии и расширении газа, происходит. Вибрации в элементе могут приводить к значительным резким отклонениям между частями магнитного подшипника и соответственно элемента.In particular, a specific disadvantage of the magnetic bearing is the very low rigidity, which does not allow sufficient damping of vibrations in the element, which occur due to pulsations during compression and expansion of the gas. Vibrations in the element can lead to significant sharp deviations between the parts of the magnetic bearing and, accordingly, the element.
Таким образом, не целесообразно управлять зазорами в элементе для сжатия или расширения газа на основе взаимных положений частей подшипников. Thus, it is not advisable to control the gaps in the element for compressing or expanding the gas based on the mutual positions of the parts of the bearings.
Техническая проблема настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить решение по меньшей мере одного из вышеупомянутых и/или других недостатков, возникающих в результате управления зазорами в элементе для сжатия или расширения газа на основе взаимного расположения частей подшипника. Таким образом, технический результат, который должен быть достигнут, заключается в создании надежного, но при этом целенаправленного и гибкого управления одним или более зазорами в элементе для сжатия или расширения газа. С этой целью, изобретение относится к элементу для сжатия или расширения газа, содержащемуThe technical problem of the present invention is to provide a solution to at least one of the above and/or other disadvantages resulting from the control of gaps in a gas compression or expansion element based on the relative position of the bearing parts. Thus, the technical result to be achieved is to create a reliable, but targeted and flexible control of one or more gaps in the element for compressing or expanding gas. To this end, the invention relates to an element for compressing or expanding a gas, containing
- жесткий корпус, содержащий внутреннюю камеру;- a rigid body containing an inner chamber;
- ротор, расположенный в упомянутой внутренней камере и содержащий ось ротора; и- a rotor located in said inner chamber and containing the axis of the rotor; and
- один или более подшипников, в котором упомянутая ось ротора поддерживается, при этом ротор с его осью ротора установлен с возможностью вращения относительно упомянутого корпуса посредством данных подшипников,- one or more bearings in which said rotor axis is supported, while the rotor with its rotor axis is mounted for rotation relative to said housing by means of these bearings,
причем упомянутый ротор установлен с одним или более зазорами относительно стенки внутренней камеры,wherein said rotor is installed with one or more gaps relative to the wall of the inner chamber,
причем упомянутый элемент отличается тем, что данный элемент снабжен отдельным упругим компонентом, содержащимmoreover, said element is characterized in that this element is provided with a separate elastic component containing
- неподвижную часть, занимающую неподвижное или практически неподвижное положение относительно корпуса; и- a fixed part occupying a fixed or practically fixed position relative to the body; and
- часть, которая является позиционно регулируемой относительно корпуса, причем упомянутая позиционно регулируемая часть выполнена с возможностью воздействия на по меньшей мере один из упомянутых зазоров,a part which is positionally adjustable with respect to the body, said positionally adjustable part being capable of acting on at least one of said gaps,
причем упомянутый отдельный упругий компонент не прикреплен непосредственно к ротору.wherein said separate resilient component is not attached directly to the rotor.
В данном случае выражение «жесткий корпус» означает корпус, в котором, в рабочих условиях элемента, при деформации корпуса отклонение некоторой точки корпуса относительно других точек корпуса остается ограниченным 10 мкм.In this case, the expression "rigid body" means a body in which, under the operating conditions of the element, when the body is deformed, the deviation of a certain point of the body relative to other points of the body remains limited to 10 microns.
В данном случае, выражение ось ротора «поддерживается» в одном или более подшипников, означает, что ось ротора прочно зафиксирована в своих аксиальном и радиальном направлениях относительно части упомянутого одного или более подшипников, которая совместно вращается относительно оси ротора.In this case, the expression "supported" in one or more bearings means that the rotor axis is firmly fixed in its axial and radial directions relative to the part of said one or more bearings that co-rotates with respect to the rotor axis.
Выражение «упругий компонент» в данном случае означает компонент, содержащий поверхность, точка которой под действием усилия на упомянутую поверхность, по сравнению с первоначальным положением относительно корпуса, когда упомянутое усилие не приложено к упомянутой поверхности, может быть перемещена по меньшей мере на 30 мкм в направлении упомянутого усилия без пластической деформации данного компонента. The expression "elastic component" in this case means a component containing a surface, the point of which, under the action of a force on said surface, in comparison with the initial position relative to the body, when said force is not applied to said surface, can be moved by at least 30 μm in direction of said force without plastic deformation of the given component.
Выражение «отдельный упругий компонент» в данном случае означает, что упругий компонент не выполнен за одно целое с корпусом. Другими словами, отдельный упругий компонент не образует часть корпуса и может быть соответственно установлен в или удален из упомянутого элемента отдельно от корпуса.The expression "separate elastic component" in this case means that the elastic component is not made in one piece with the body. In other words, the separate resilient component does not form part of the housing and can be respectively installed in or removed from said element separately from the housing.
В данном случае выражение «неподвижная часть, занимающая неподвижное или практически неподвижное положение относительно корпуса» означает, что какое бы то ни было перемещение упомянутой неподвижной части относительно корпуса не оказывает существенного влияния на упомянутый один или более зазоров.In this case, the expression "fixed part occupying a fixed or substantially fixed position relative to the body" means that any movement of said fixed part relative to the body does not significantly affect said one or more gaps.
В данном случае выражение «часть, которая является позиционно регулируемой относительно корпуса» означает, что по меньшей мере одна точка упомянутой позиционно регулируемой части может смещаться относительно некоторой точки корпуса. In this case, the expression "a part that is positionally adjustable with respect to the body" means that at least one point of said positionally adjustable part can be displaced relative to a certain point of the body.
Преимущество состоит в том, что посредством размещения отдельного упругого компонента в жестком корпусе можно оказывать более локализованное и направленное воздействие на зазоры, чем в том случае, если бы весь корпус был реализован упругим. The advantage is that by placing a single resilient component in a rigid housing, it is possible to exert a more localized and directed action on the gaps than if the entire housing were implemented resiliently.
Реализация упомянутого отдельного упругого компонента отдельно от корпуса облегчает также соединение друг с другом отдельного упругого компонента с корпусом из разного материала или изготовление отдельного упругого компонента и корпуса на основе разной технологии изготовления.The implementation of said separate elastic component separately from the housing also facilitates the connection of the individual elastic component with a housing of different material to each other or the production of a separate elastic component and a housing based on different manufacturing techniques.
Посредством оказания воздействия на упомянутые зазоры может быть достигнут оптимальный баланс между предотвращением чрезмерных потоков утечки в элементе между ротором и стенкой внутренней камеры, с одной стороны, и предотвращением больших механических напряжений между ротором и корпусом в зоне стенки внутренней камеры, с другой стороны.By influencing said gaps, an optimal balance can be achieved between preventing excessive leakage flows in the element between the rotor and the wall of the inner chamber, on the one hand, and preventing large mechanical stresses between the rotor and the housing in the area of the wall of the inner chamber, on the other hand.
Кроме того, отдельный упругий компонент позволяет воздействовать на зазоры между ротором и стенкой внутренней камеры без необходимости воздействия в данном случае непосредственно на работу подшипников или на взаимные положения частей подшипников. In addition, a separate elastic component makes it possible to act on the gaps between the rotor and the wall of the inner chamber without the need in this case to directly affect the operation of the bearings or the mutual positions of the bearing parts.
Преимущество также состоит в том, что позиционное регулирование отдельного упругого компонента относительно корпуса может осуществляться без необходимости учета влияния вращения ротора на отдельный упругий компонент во время работы элемента, например, такого как центробежная сила, действующая на отдельный упругий компонент.It is also advantageous that the positional control of the individual elastic component relative to the housing can be carried out without having to take into account the influence of the rotation of the rotor on the individual elastic component during operation of the element, such as, for example, the centrifugal force acting on the individual elastic component.
В предпочтительном варианте осуществления элемента, один подшипник из упомянутого одного или более подшипников целиком выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса; и упомянутая позиционно регулируемая часть выполнена с возможностью контакта с частью упомянутого подшипника, которая не вращается относительно корпуса, и в данном случае для оказания усилия на данную невращающуюся часть.In a preferred embodiment of the element, one bearing of said one or more bearings is entirely movable relative to the housing; and said positionally adjustable part is configured to contact a part of said bearing that does not rotate relative to the housing, and in this case to exert force on this non-rotating part.
Таким образом, упомянутый подшипник целиком, совместно с ротором, подвергается смещению относительно корпуса.Thus, the mentioned bearing as a whole, together with the rotor, is subjected to displacement relative to the housing.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления элемента, упомянутая позиционно регулируемая часть выполнена с возможностью перемещения соответственно в или из по меньшей мере одного из упомянутых зазоров. In the preferred embodiment of the element described below, said positionally adjustable portion is movable respectively into or out of at least one of said gaps.
Таким образом, посредством упомянутой позиционно регулируемой части по меньшей мере один из упомянутых зазоров подвергается уплотнению или открыванию. Thus, by means of said positionally adjustable part, at least one of said gaps is sealed or opened.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления изобретения, упомянутый элемент содержит множество роторов, причем упомянутое множество роторов установлены с взаимным зазором таким образом, что посредством роторов во внутренней камере образуется множество практически изолированных друг от друга рабочих камер, и упомянутая позиционно регулируемая часть выполнена с возможностью изменения упомянутого взаимного зазора между роторами по размеру.In the preferred embodiment of the invention described below, said element comprises a plurality of rotors, wherein said plurality of rotors are installed with mutual clearance in such a way that a plurality of working chambers practically isolated from each other are formed by means of rotors in the inner chamber, and said positionally adjustable part is configured to change said mutual clearance between the rotors in size.
Преимущество в данном случае состоит в том, что могут быть также предотвращены чрезмерные механические напряжения и/или потоки утечки между роторами, так что упомянутые зазоры могут быть установлены оптимально для каждого рабочего режима элемента. The advantage in this case is that excessive mechanical stresses and/or leakage flows between the rotors can also be prevented, so that said clearances can be set optimally for each operating mode of the element.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, упомянутый отдельный упругий компонент содержит радиальный роторный позиционер, выполненный таким образом, что ротор и корпус, с учетом оси ротора, могут быть смещены радиально относительно друг друга.In the preferred embodiment of the element according to the invention described below, said separate resilient component comprises a radial rotary positioner designed in such a way that the rotor and housing, taking into account the axis of the rotor, can be displaced radially relative to each other.
Таким образом, радиальный зазор, в соответствии с осью ротора, в элементе между ротором (роторами) и стенкой внутренней камеры и/или между роторами, может быть увеличен или уменьшен.Thus, the radial clearance, corresponding to the axis of the rotor, in the element between the rotor(s) and the wall of the inner chamber and/or between the rotors can be increased or decreased.
В более предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, по меньшей мере один из вышеупомянутых подшипников представляет собой радиальный подшипник, который целиком выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса; и упомянутый радиальный роторный позиционер содержит первый деформируемый элемент, причем упомянутый первый деформируемый элемент выполнен с возможностью контакта с частью радиального подшипника, не вращающейся относительно корпуса, и в данном случае для оказания усилия на данную невращающуюся часть. In a more preferred embodiment of the element according to the present invention, at least one of the aforementioned bearings is a radial bearing which is entirely movable relative to the housing; and said radial rotary positioner comprises a first deformable element, wherein said first deformable element is configured to contact a non-rotating part of the radial bearing with respect to the housing, and in this case to exert force on that non-rotating part.
Таким образом, упомянутый радиальный подшипник целиком, совместно с ротором, подвергается смещению относительно корпуса. Thus, said radial bearing as a whole, together with the rotor, is subject to displacement relative to the housing.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, упомянутый отдельный упругий компонент содержит аксиальный роторный позиционер, выполненный таким образом, что ротор и корпус, с учетом оси ротора, могут быть смещены аксиально относительно друг друга. In the preferred embodiment of the element according to the invention described below, said separate resilient component comprises an axial rotary positioner designed in such a way that the rotor and housing, taking into account the rotor axis, can be displaced axially relative to each other.
Таким образом, аксиальный зазор, в соответствии с осью ротора, в элементе между ротором и стенкой внутренней камеры, может быть увеличен или уменьшен.Thus, the axial clearance, in accordance with the axis of the rotor, in the element between the rotor and the wall of the inner chamber can be increased or decreased.
Если упомянутый элемент содержит множество роторов, то взаимный зазор между роторами может быть также изменен по размеру посредством аксиального перемещения, в соответствии с его осью ротора, одного из упомянутого множества роторов относительно корпуса. If said element contains a plurality of rotors, then the mutual gap between the rotors can also be changed in size by axial movement, in accordance with its rotor axis, of one of the said plurality of rotors relative to the housing.
В более предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, по меньшей мере один из вышеупомянутых подшипников представляет собой аксиальный подшипник, который целиком выполнен с возможностью перемещения относительно корпуса; и упомянутый аксиальный роторный позиционер содержит второй деформируемый элемент, причем упомянутый второй деформируемый элемент выполнен с возможностью контакта с частью аксиального подшипника, которая не вращается относительно корпуса, и данном случае для оказания усилия на данную невращающуюся часть.In a more preferred embodiment of the element according to the present invention, at least one of the aforementioned bearings is an axial bearing which is entirely movable relative to the housing; and said axial rotary positioner comprises a second deformable element, wherein said second deformable element is configured to contact a non-rotating portion of the axial bearing relative to the housing, and in this case to exert force on that non-rotating portion.
Таким образом, упомянутый аксиальный подшипник целиком, совместно с ротором, подвергается смещению относительно корпуса.Thus, the mentioned axial bearing as a whole, together with the rotor, is subjected to displacement relative to the housing.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, упомянутый отдельный упругий компонент содержит радиально адаптируемый кольцевой элемент, окружающий ось ротора, причем внешний периметр упомянутого радиально адаптируемого кольцевого элемента прочно зафиксирован относительно корпуса и упомянутый радиально адаптируемый кольцевой элемент выполнен таким образом, что внешний внутренний радиус, радиальный в соответствии с осью ротора, упомянутого радиально адаптируемого кольцевого элемента может быть изменен по размеру. In the preferred embodiment of the element according to the invention described below, said separate elastic component comprises a radially adaptable annular element surrounding the rotor axis, wherein the outer perimeter of said radially adaptable annular element is firmly fixed relative to the housing and said radially adaptable annular element is designed in such a way that the outer inner radius , radial in accordance with the axis of the rotor, said radially adaptable annular element can be changed in size.
Посредством уменьшения или увеличения упомянутого внешнего внутреннего радиуса упомянутого радиально адаптируемого кольцевого элемента, радиальный зазор, в соответствии с осью ротора, в элементе между осью ротора и корпусом, может быть соответственно уплотнен или открыт посредством упомянутого радиально адаптируемого кольцевого элемента. By reducing or increasing said outer inner radius of said radially adaptable annular element, the radial clearance, in accordance with the rotor axis, in the element between the rotor axis and the housing, can be respectively sealed or opened by said radially adaptable annular element.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления элемента согласно данному изобретению, упомянутая внутренняя камера содержит канал в соответствии с направлением оси ротора.In the preferred embodiment of the element according to the invention described below, said inner chamber comprises a channel in accordance with the direction of the rotor axis.
В более предпочтительном варианте осуществления данного элемента, упомянутый отдельный упругий компонент содержит аксиально адаптируемый элемент, который прикреплен к концевой поверхности упомянутого канала, причем упомянутый аксиально адаптируемый элемент имеет первую особую деформируемую форму, выполненную с возможностью уплотнения или открытию аксиального зазора, в соответствии с осью ротора, между ротором и концевой поверхностью таким образом, что первая рабочая камера во внутренней камере может быть соответственно изолирована от или сообщаться по текучей среде со второй рабочей камерой во внутренней камере. In a more preferred embodiment of this element, said separate elastic component comprises an axially adaptable element that is attached to the end surface of said channel, wherein said axially adaptable element has a first particular deformable shape configured to seal or open an axial gap, in accordance with the axis of the rotor , between the rotor and the end surface so that the first working chamber in the inner chamber can be suitably isolated from or in fluid communication with the second working chamber in the inner chamber.
В нижеописанном более предпочтительном варианте осуществления данного элемента, упомянутый отдельный упругий компонент содержит радиально адаптируемый элемент, прикрепленный к поверхности вращения упомянутого канала, причем упомянутый радиально адаптируемый элемент имеет вторую особую деформируемую форму, выполненную с возможностью уплотнения или открытию радиального зазора, в соответствии с осью ротора, между ротором и поверхностью вращения таким образом, что третья рабочая камера во внутренней камере может быть соответственно изолирована от или сообщаться по текучей среде с четвертой рабочей камерой во внутренней камере.In a more preferred embodiment of this element described below, said separate resilient component comprises a radially adaptable element attached to the rotation surface of said channel, said radially adaptable element having a second particular deformable shape capable of sealing or opening a radial gap, in accordance with the axis of the rotor , between the rotor and the surface of revolution in such a way that the third working chamber in the inner chamber can be suitably isolated from or in fluid communication with the fourth working chamber in the inner chamber.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления изобретения, упомянутый элемент содержит механическое, гидравлическое и/или пневматическое средство для позиционного регулирования упомянутой позиционно регулируемой части относительно корпуса. In the preferred embodiment of the invention described below, said element comprises mechanical, hydraulic and/or pneumatic means for positioning said positionally adjustable part relative to the housing.
Преимущество состоит в том, что такое механическое, гидравлическое и/или пневматическое средство является механически надежным и что упругие компоненты, которые являются позиционно регулируемыми посредством такого механического, гидравлического и/или пневматического средства, способны выдерживать более высокие механические нагрузки, чем упругие компоненты, которые являются позиционно регулируемые посредством, например, (электро)магнитных средств, как в случае с магнитным подшипником.The advantage is that such mechanical, hydraulic and/or pneumatic means is mechanically reliable and that elastic components which are positionally adjustable by means of such mechanical, hydraulic and/or pneumatic means are capable of withstanding higher mechanical loads than elastic components which are are positionally adjustable by, for example, (electro)magnetic means, as is the case with a magnetic bearing.
Другое преимущество состоит в том, что перемещение механического средства или давление для приведения в действие гидравлического или пневматического средства, может быть точно контролируемым, во всяком случае более точным, чем, например, температура для приведения в действие теплового средства, которое может вызывать тепловое расширение или сжатие позиционно регулируемой части отдельного упругого компонента. Another advantage is that the movement of the mechanical means, or the pressure to actuate the hydraulic or pneumatic means, can be precisely controlled, in any case more precise than, for example, the temperature to actuate the thermal means, which may cause thermal expansion or compression of the positionally adjustable part of the individual elastic component.
В нижеописанном предпочтительном варианте осуществления изобретения, упомянутый элемент содержит контроллер для приведения в движение упомянутой позиционно регулируемой части.In the preferred embodiment of the invention described below, said element comprises a controller for driving said positionally adjustable part.
При помощи такого контроллера может быть осуществлено воздействие на один или более упомянутых зазоров без необходимости ручного вмешательства в работу элемента человеком-оператором.With such a controller, one or more of said gaps can be acted upon without the need for manual intervention in the operation of the element by a human operator.
Изобретение относится к устройству для сжатия или расширения газа, содержащему элемент в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления. The invention relates to a device for compressing or expanding a gas, containing an element in accordance with one of the embodiments described above.
Само собой разумеется, что такое устройство обладает такими же преимуществами, как и элемент в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления. It goes without saying that such a device has the same advantages as the element according to one of the above described embodiments.
Кроме того, изобретение относится также к отдельному упругому компоненту для использования в элементе в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления или в соответствии с вышеописанным устройством. In addition, the invention also relates to a separate elastic component for use in an element in accordance with one of the above described embodiments or in accordance with the above described device.
Кроме того, изобретение относится также к способу управления элементом для сжатия или расширения газа, причем упомянутый элемент содержитIn addition, the invention also relates to a method for controlling an element for compressing or expanding a gas, said element comprising
- жесткий корпус, содержащий внутреннюю камеру;- a rigid body containing an inner chamber;
- ротор, расположенный в упомянутой внутренней камере и содержащий ось ротора; и- a rotor located in said inner chamber and containing the axis of the rotor; and
- один или более подшипников, в котором упомянутая ось ротора поддерживается, причем упомянутый ротор с его осью ротора установлен с возможностью вращения относительно корпуса посредством данных подшипников,- one or more bearings in which said rotor axis is supported, wherein said rotor with its rotor axis is rotatably mounted relative to the housing by means of these bearings,
причем упомянутый ротор установлен с одним или более зазоров относительно стенки внутренней камеры,wherein said rotor is installed with one or more gaps relative to the wall of the inner chamber,
причем упомянутый способ отличается тем, что упомянутый способ включает этап воздействия на по меньшей мере один из упомянутых зазоров посредством позиционного регулирования позиционно регулируемой части отдельного упругого компонента упомянутого элемента относительно корпуса, при этом неподвижная часть отдельного упругого компонента удерживается в неподвижном или практически неподвижном положении относительно корпуса, иmoreover, said method is characterized in that said method includes the step of acting on at least one of said gaps by positional regulation of the positionally adjustable part of the individual elastic component of the said element relative to the housing, while the fixed part of the individual elastic component is held in a stationary or practically stationary position relative to the housing , and
при этом данный отдельный упругий компонент не прикреплен непосредственно к ротору.however, this separate elastic component is not attached directly to the rotor.
Само собой разумеется, что такое устройство обладает такими же преимуществами, как и элемент в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления.It goes without saying that such a device has the same advantages as the element according to one of the above described embodiments.
В предпочтительном варианте осуществления способа согласно данному изобретению, управление по меньшей мере одним из упомянутого одного или более зазоров осуществляется во время работы элемента.In a preferred embodiment of the method according to the invention, at least one of said one or more gaps is controlled during operation of the element.
Преимущество в данном случае состоит в том, что во время работы управление зазорами может осуществляться на основе рабочих условий элемента и соответственно может быть установлен оптимальный баланс между предотвращением чрезмерных потоков утечки в элементе, с одной стороны, и предотвращением больших механических напряжений между ротором и корпусом в зоне стенки внутренней камеры, с другой стороны.The advantage in this case is that during operation the clearances can be controlled based on the operating conditions of the element and accordingly an optimal balance can be struck between preventing excessive leakage flows in the element on the one hand and avoiding high mechanical stresses between rotor and housing on the other hand. zone of the wall of the inner chamber, on the other hand.
Для того чтобы более наглядно продемонстрировать характерные особенности изобретения, ниже в качестве примера без какого-либо ограничения описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления элемента согласно данному изобретению для сжатия или расширения газа, со ссылкой на сопроводительные чертежи, из которых: In order to more clearly demonstrate the characteristics of the invention, some preferred embodiments of the element according to the invention for compressing or expanding a gas are described below, by way of example without any limitation, with reference to the accompanying drawings, of which:
Фиг.1 показывает разрез первого варианта осуществления элемента согласно данному изобретению;Fig. 1 shows a section through a first embodiment of an element according to the present invention;
Фиг.2 показывает более подробно часть первого отдельного упругого компонента в элементе, показанном на фиг.1;Fig. 2 shows in more detail part of the first separate elastic component in the element shown in Fig. 1;
Фиг.3 показывает разрез второго альтернативного варианта осуществления элемента согласно данному изобретению;3 shows a section through a second alternative embodiment of an element according to the present invention;
Фиг.4 показывает более подробно в разрезе второй отдельный упругий компонент в элементе, показанном на фиг.3;Fig.4 shows in more detail in section the second separate elastic component in the element shown in Fig.3;
Фиг.5 показывает разрез третьего альтернативного варианта осуществления элемента согласно данному изобретению;Fig. 5 shows a section through a third alternative embodiment of an element according to the present invention;
Фиг.6 показывает более подробно в разрезе участок, обозначенный F6 на фиг.5, каковой участок показывает третий отдельный упругий компонент в элементе, показанном на фиг.5;Fig. 6 shows in more detail in section the section indicated by F6 in Fig. 5, which section shows the third separate elastic component in the element shown in Fig. 5;
Фиг.7 показывает разрез четвертого альтернативного варианта осуществления элемента согласно данному изобретению;7 shows a sectional view of a fourth alternative embodiment of an element according to the present invention;
Фиг.8 показывает более подробно в разрезе участок, обозначенный F8 на фиг.7, каковой участок показывает четвертый отдельный упругий компонент в элементе, показанном на фиг.7;Fig. 8 shows in more detail, in section, the portion indicated by F8 in Fig. 7, which portion shows the fourth separate elastic component in the element shown in Fig. 7;
Фиг.9 показывает разрез пятого альтернативного варианта осуществления элемента согласно данному изобретению;Fig. 9 shows a sectional view of a fifth alternative embodiment of an element according to the present invention;
Фиг.10 показывает более подробно в разрезе участок, обозначенный F10 на фиг.9, каковой участок показывает пятый отдельный упругий компонент в элементе, показанном на фиг.9; иFig. 10 shows in more detail, in section, the region indicated by F10 in Fig. 9, which region shows the fifth individual elastic component in the element shown in Fig. 9; and
Фиг.11 показывает разрез шестого альтернативного варианта осуществления элемента согласно данному изобретению.11 shows a sectional view of a sixth alternative embodiment of an element according to the present invention.
Используемая терминология предназначена только для описания в качестве примера предпочтительных вариантов осуществления и не должна восприниматься как ограничивающая объем патентной охраны, определенный в формуле изобретения.The terminology used is only intended to describe by way of example the preferred embodiments and should not be taken as limiting the scope of patent protection as defined in the claims.
Термины в единственном числе могут также обозначать данные термины во множественном числе.Terms in the singular may also refer to these terms in the plural.
Хотя термины «первый», «второй», «третий», «четвертый» или «пятый» используются ниже для обозначения разных деформируемых элементов, полостей, давлений или рабочих камер, эти деформируемые элементы, полости, давления или рабочие камеры не ограничены данными терминами. Данные термины используются главным образом только для выделения типа деформируемого элемента, полости, давления или рабочей камеры. В тех случаях, когда ниже используются такие термины как «первый», «второй», «третий», «четвертый» или «пятый», данные термины не указывают на какую-либо конкретную последовательность или порядок. А значит первый деформируемый элемент, полость, давление или рабочая камера может быть точно так же назван, например, вторым или третьим деформируемым элементом, полостью, давлением или рабочей камерой без отхода в данном случае от объема примерных вариантов осуществления. Необходимо также отметить, что может быть предусмотрено множество первых, вторых, третьих, четвертых или пятых деформируемых элементов, полостей, давлений или рабочих камер.Although the terms "first", "second", "third", "fourth" or "fifth" are used below to refer to various deformable elements, cavities, pressures or working chambers, these deformable elements, cavities, pressures or working chambers are not limited to these terms. . These terms are mainly used to distinguish the type of deformable element, cavity, pressure or working chamber. Where terms such as "first", "second", "third", "fourth", or "fifth" are used below, these terms do not indicate any particular sequence or order. And so the first deformable element, cavity, pressure or working chamber can be exactly the same, for example, the second or third deformable element, cavity, pressure or working chamber without departing in this case from the scope of the exemplary embodiments. It should also be noted that a plurality of first, second, third, fourth or fifth deformable elements, cavities, pressures or working chambers may be provided.
Фиг.1 показывает элемент 1 согласно данному изобретению для сжатия газа. 1 shows an
Упомянутый элемент 1 содержит жесткий корпус 2, содержащий внутреннюю камеру. Упомянутый корпус 2 в данном случае выполнен из нескольких частей, которые могут быть легко соединены друг с другом или разъединены соответственно для установки ротора 3а, 3b в или удаления его из внутренней камеры.Said
В элементе 1, показанном на фиг.1 расположены два ротора 3а, 3b, каждый содержащий ось 4а, 4b ротора во внутренней камере. В данном случае упомянутые два ротора 3а, 3b выполнены в виде двух находящихся во взаимном зацеплении винтовых роторов, установленных с зазорами относительно стенки 5 внутренней камеры и относительно друг друга, при этом внутренняя камера разделяется винтовыми роторами на множество рабочих камер, изолированных друг от друга, за исключением зазоров.In the
При вращении роторов 3а, 3b газ будет всасываться из входного отверстия 6 в рабочую камеру, соединенную с данным входным отверстием во внутренней камере. При дальнейшем вращении роторов 3а, 3b данная рабочая камера будет перемещаться аксиально, относительно оси 4а, 4b ротора, от входного отверстия 6 и будет изолирована от входного отверстия 6, после чего, при дальнейшем вращении роторов 3а, 3b, всосанный в рабочую камеру газ будет подвергаться сжатию. As the
Это означает, что в аксиально расположенных последовательно рабочих камерах, относительно оси 4а, 4b ротора, от входного отверстия 6, всосанный газ во внутренней камере подвергается сжатию с постоянно увеличивающимся давлением. This means that in the working chambers arranged axially in series, relative to the
Вследствие разности в давлении между упомянутыми последовательно расположенными рабочими камерами, возникают потоки утечки газа через упомянутые зазоры в направлении входного отверстия 6.Due to the difference in pressure between said successive working chambers, gas leakage flows occur through said gaps in the direction of the
Оси 4а, 4b роторов 3а, 3b опираются на подшипники 7, при этом роторы 3а, 3b со своими осями 4а, 4b установлены с возможностью вращения относительно корпуса 2 посредством подшипников 7. The
Подшипники 7 могут быть реализованы в виде:
- радиального подшипника 8, способного воспринимать механическую нагрузку, радиальную относительно оси 4а, 4b ротора; и/или- a
- аксиального подшипника 9, способного воспринимать механическую нагрузку, аксиальную относительно оси 4а, 4b ротора.- an
Хотя подшипники 7, показанные на фиг.1, расположены вокруг конца оси 4а, 4b ротора, удаленного от входного отверстия 6 элемента, не исключено в пределах объема данного изобретения, что подшипники 7 расположены в конце оси 4а, 4b ротора около входного отверстия 6. Although the
Без какого-либо предпочтения, элемент 1 в данном случае представляет собой компрессорный элемент с впрыском масла.Without any preference,
Не исключено в пределах объема данного изобретения, что упомянутый элемент представляет собой компрессорный элемент без впрыска масла во внутренней камере, в котором вращения роторов во внутренней камере синхронизированы, например, посредством находящихся во взаимном зацеплении зубчатых колес на осях данных роторов. It is not excluded within the scope of the present invention that said element is a compressor element without oil injection in the inner chamber, in which the rotations of the rotors in the inner chamber are synchronized, for example, by means of intermeshing gears on the axes of these rotors.
Не исключено также в пределах объема данного изобретения, что упомянутый элемент представляет собой элемент для расширения газа. It is also possible within the scope of the present invention that said element is a gas expansion element.
Для оказания воздействия на по меньшей мере один из упомянутых зазоров корпус 2 снабжен по меньшей мере одним отдельным упругим компонентом 10, который является позиционно регулируемым относительно корпуса 2.In order to act on at least one of said gaps, the
Выражение «оказание воздействия на один из зазоров» означает, что посредством отдельного упругого компонента 10 минимальное поперечное сечение зазора между ротором 3а, 3b и стенкой 5 внутренней камеры или между роторами 3а, 3bThe expression "acting on one of the gaps" means that by means of a separate
- подвергается уменьшению или увеличению; и/или- undergoes a decrease or increase; and/or
- подвергается уплотнению или открыванию. - subjected to sealing or opening.
В случае элемента 1, показанного на фиг.1, отдельный упругий компонент 10 реализован в вид радиального роторного позиционера 11, причем упомянутый радиальный роторный позиционер 11 выполнен с возможностью радиального смещения ротора 3а, 3b и корпуса 2 в соответствии с осью 4а, 4b ротора относительно друг друга.In the case of the
Фиг.2 показывает более подробный и конкретный пример части такого радиального роторного позиционера 11. 2 shows a more detailed and specific example of a part of such a radial
Радиальный роторный позиционер 11 содержит первый деформируемый элемент 12, содержащий сквозное отверстие 13. The radial
В сквозном отверстии 13, не вращающаяся относительно корпуса часть одного из подшипников 7, который в данном случае представляет собой радиальный подшипник 8, должна быть прочно зафиксирована. In the through
Кроме того, первый деформируемый элемент 12 содержит в себе несколько первых полостей 14, изолированных или практически изолированных от внутренней камеры, причем каждая из первых полостей 14 находится под отдельным первым давлением, при этом в плоскости, перпендикулярной оси 4а, 4b ротора первая 14а из упомянутых первых полостей 14 расположена прямо напротив по меньшей мере одной второй 14b из данных первых полостей 14 относительно оси 4а, 4b ротора. In addition, the first
Первый деформируемый элемент 12 выполнен таким образом и регулируется таким образом, что, когда первое давление в первой 14а из первых полостей 14 увеличивается,The first
- объем упомянутой первой 14а из первых полостей 14 увеличивается; и- the volume of said first 14a of the
- первое давление в упомянутой по меньшей мере одной второй 14b из первых полостей 14 уменьшается таким образом, что объем упомянутой по меньшей мере одной второй 14b из первых полостей 14 уменьшается, - the first pressure in said at least one second 14b of the
так что радиальный подшипник 8 совместно с ротором 3а, 3b подвергается смещению относительно корпуса 2 в радиальном относительно оси 4а, 4b ротора направлении к упомянутой по меньшей мере одной второй 14b из первых полостей 14. so that the
Более конкретно, радиальный роторный позиционер 11 содержит наружное кольцо 15, внутреннее кольцо 16 и пространство, изолированное или практически изолированное от внутренней камеры, между наружным кольцом 15 и внутренним кольцом 16.More specifically, the radial
В данном случае наружное кольцо 15 прочно зафиксировано относительно корпуса 2, например, посредством фланца 15а, который представляет собой часть наружного кольца 15, а внутреннее кольцо 16 прочно прикреплено к не вращающейся относительно корпуса 2 части радиального подшипника 8. In this case, the
Не исключено в данном случае в пределах объема данного изобретения, что наружное кольцо 15 прочно прикреплено к не вращающейся относительно корпуса 2 части радиального подшипника 8, а внутреннее кольцо 16 прочно прикреплено к корпусу 2. It is possible in this case, within the scope of this invention, that the
Радиальный роторный позиционер 11 в данном случае снабжен пружинной конструкцией 17 в вышеупомянутом пространстве между наружным кольцом 15 и внутренним кольцом 16, причем пружинная конструкция 17 соединена с наружным кольцом 15 с одной стороны и с внутренним кольцом 16 с другой стороны. Таким образом, вышеупомянутое пространство разделено на множество взаимно разделенных, по существу имеющих форму сегмента круга отделений, при этом каждое из данных отделений служит одной из вышеупомянутых первых полостей 14. The radial
Каждое из данных отделений может быть снабжено точкой подсоединения (не показанной на фиг.1 или 2) для подачи или выпуска рабочей текучей среды для увеличения или уменьшения первоначального давления в каждом из данных отделений, соответственно.Each of these compartments may be provided with a connection point (not shown in Figure 1 or 2) for supplying or discharging working fluid to increase or decrease the initial pressure in each of these compartments, respectively.
Часть радиального роторного позиционера, показанная на фиг.2, включает также дисковые уплотнительные пластины (не показанные на фиг.2), которые, в соответствии с осью 4а, 4b ротора, аксиально прикреплены к обеим сторонам наружного кольца 15 и служат для уплотнения пространства между наружным кольцом 15 и внутренним кольцом 16 в соответствии с осью 4а, 4b ротора аксиально от внутренней камеры.The part of the radial rotary positioner shown in FIG. 2 also includes disc sealing plates (not shown in FIG. 2) which, corresponding to the
Фиг.3 показывает второй альтернативный вариант осуществления элемента 1 согласно данному изобретению. Fig.3 shows a second alternative implementation of the
В случае элемента 1, показанного на фиг.3, отдельные упругие компоненты 10 реализованы в виде аксиального роторного позиционера 18, причем упомянутый аксиальный роторный позиционер 18 выполнен с возможностью смещения ротора 3а, 3b и корпуса 2 аксиально в соответствии с осью 4а, 4b ротора относительно друг друга. In the case of the
Аксиальный роторный позиционер 18 расположен между корпусом 2 и не вращающейся относительно корпуса 2 частью по меньшей мере одного из подшипников 7, который в данном случае должен быть аксиальным подшипником 9. The axial
Фиг.4 показывает более подробный и конкретный пример такого аксиального роторного позиционера 18.4 shows a more detailed and specific example of such an
Аксиальный роторный позиционер 18 содержит второй деформируемый элемент, который содержит в себе вторую полость 20, изолированную или практически изолированную от внутренней камеры.The axial
В данном случае, второй деформируемый элемент 19 выполнен и регулируется таким образом, что аксиальный, в соответствии с осью 4а, 4b ротора, размер второго деформируемого элемента 19 увеличивается или уменьшается при увеличении или уменьшении второго давления во второй полости 20, соответственно. In this case, the second
С этой целью, второй деформируемый элемент 19 может быть снабжен точкой 35 подсоединения для подачи или выпуска рабочей текучей среды для увеличения или уменьшения второго давления во второй полости 20, соответственно.To this end, the second
При увеличении аксиального размера второго деформируемого элемента 19, второй деформируемый элемент 19 смещает аксиальный подшипник 9 совместно с ротором 3а, 3b в аксиальном направлении, в соответствии с осью 4а, 4b ротора, относительно корпуса 2. При уменьшении аксиального размера второго деформируемого элемента 19, аксиальный подшипник 9 и ротор 3а, 3b могут возвращаться в свое первоначальное положение аксиально в соответствии с осью 4а, 4b ротора.With an increase in the axial size of the second
Таким образом, аксиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и корпусом 2 может быть увеличен или уменьшен.Thus, the axial clearance corresponding to the
Фиг.5 показывает третий альтернативный вариант осуществления элемента 1 согласно данному изобретению.Fig.5 shows a third alternative implementation of the
В случае элемента 1, показанного на фиг.5, отдельные упругие компоненты 10 реализованы в виде радиально адаптируемого кольцевого элемента 21, окружающего ось 4а, 4b ротора. Внешний периметр 22 радиально адаптируемого кольцевого элемента 21 прочно зафиксирован относительно корпуса 2. Кроме того, радиально адаптируемый кольцевой элемент 21 выполнен таким образом, что радиальный внешний внутренний радиус 23 в соответствии с осью 4а, 4b ротора радиально адаптируемого кольцевого элемента 21 может быть изменен по размеру. In the case of the
«Радиальный внешний внутренний радиус в соответствии с осью ротора радиально адаптируемого кольцевого элемента» означает прямой радиус"Radial outer inner radius corresponding to the rotor axis of the radially adaptable annular element" means a straight radius
- расположенный в плоскости, перпендикулярной оси 4а, 4b ротора;- located in a plane perpendicular to the
- первая конечная точка которого расположена на оси 4а, 4b ротора;- the first end point of which is located on the
- вторая конечная точка которого является точкой радиально адаптируемого кольцевого элемента 21; и- the second end point of which is the point of the radially adaptable
- каждая точка которого между первой конечной точкой и второй конечной точкой не является точкой радиально адаптируемого кольцевого элемента.- each point of which between the first end point and the second end point is not a point of a radially adaptable annular element.
Фиг.6 показывает более подробный и конкретный пример радиально адаптируемого кольцевого элемента 21.6 shows a more detailed and specific example of a radially adaptable
Радиально адаптируемый кольцевой элемент 21 содержит кольцеобразный третий деформируемый элемент 24, который содержит в себе третью полость 25, изолированную или практически изолированную от внутренней камеры. The radially adaptable
Упомянутый третий деформируемый элемент 24 выполнен таким образом, что радиальный внешний внутренний радиус 243 в соответствии с осью 4а, 4b ротора уменьшается или увеличивается при увеличении или уменьшении третьего давления в третьей полости 25, соответственно.Said third
С этой целью, третий деформируемый элемент 24 может быть снабжен точкой подсоединения (не показанной на фиг.5 или 6) для подачи или выпуска рабочей текучей среды для увеличения или уменьшения третьего давления в третьей полости 25, соответственно.To this end, the third
При уменьшении радиального внешнего внутреннего радиуса 23, радиально адаптируемый кольцевой элемент 21 расширяется радиально внутрь вокруг оси 4а, 4b ротора в соответствии с осью 4а, 4b ротора. Соответственно, при увеличении радиального внешнего внутреннего радиуса 23 радиальное расстояние в соответствии с осью 4а, 4b ротора между радиально адаптируемым кольцевым элементом 21 и осью 4а, 4b ротора соответственно увеличивается. As the radial outer
Таким образом, радиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между осью 4а, 4b ротора и корпусом 2 может быть соответственно уменьшен или увеличен. Thus, the radial clearance corresponding to the
Фиг.7 показывает четвертый альтернативный вариант осуществления элемента 1 согласно данному изобретению. Fig.7 shows a fourth alternative implementation of the
Внутренняя камера содержит канал 26 в соответствии с направлением оси 4а, 4b ротора.The inner chamber contains a
В случае элемента 1, показанного на фиг.7, отдельные упругие компоненты 10 реализованы в виде аксиально адаптируемого элемента 27, который прикреплен к концевой поверхности 28 канала 26. In the case of the
Данный аксиально адаптируемый элемент 27 имеет первую особую деформируемую форму, выполненную с возможностью уплотнения и разуплотнения аксиального зазора в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и концевой поверхностью 28 таким образом, что первая рабочая камера во внутренней камере может быть соответственно изолирована от или сообщаться по текучей среде со второй рабочей камерой во внутренней камере.This axially
Хотя концевая поверхность 28, показанная на фиг.7, расположена на стороне канала 26, удаленной от входного отверстия 6 элемента, не исключено в пределах объема данного изобретения, что упомянутая концевая поверхность расположена на стороне канала 26 около входного отверстия 6.Although the
Фиг.8 показывает более подробный и конкретный пример аксиально адаптируемого элемента 27.8 shows a more detailed and specific example of an axially
Аксиально адаптируемый элемент 27 содержит четвертый деформируемый элемент 29, который содержит в себе четвертую полость 30, изолированную или практически изолированную от внутренней камеры.The axially
Четвертый деформируемый элемент 29 выполнен таким образом, что аксиальный размер в соответствии с осью 4а, 4b ротора четвертого деформируемого элемента 29 увеличивается или уменьшается при увеличении или уменьшении четвертого давления в четвертой полости 30, соответственно. The fourth
С этой целью четвертый деформируемый элемент 29 может быть снабжен точкой подсоединения (не показанной на фиг.7 или 8) для подачи или выпуска рабочей текучей среды для увеличения или уменьшения четвертого давления в четвертой полости 30, соответственно.To this end, the fourth
При увеличении аксиального размера в соответствии с осью 4а, 4b ротора четвертого деформируемого элемента 29, четвертый деформируемый элемент 29 увеличивается относительно ротора 3а, 3b в аксиальном направлении в соответствии с осью 4а, 4b ротора. В результате аксиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и корпусом 2 может быть уплотнен таким образом, что вышеупомянутая первая рабочая камера во внутренней камере может быть изолирована от вышеупомянутой второй рабочей камеры во внутренней камере.As the axial dimension increases in accordance with the
Соответственно, при уменьшении аксиального размера в соответствии с осью 4а, 4b ротора четвертого деформируемого элемента 29, четвертый деформируемый элемент 29 ротора 3а, 3b уменьшается в аксиальном направлении в соответствии с осью 4а, 4b ротора. В результате аксиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и корпусом 2 соответственно разуплотняется таким образом, что вышеупомянутая первая рабочая камера во внутренней камере сообщается по текучей среде с вышеупомянутой второй рабочей камерой во внутренней камере.Accordingly, when the axial size decreases in accordance with the
Не исключено в пределах объема данного изобретения, что в том случае, если элемент содержит множество роторов, зазор между концевой поверхностью с одной стороны и обоими роторами с другой стороны может быть уплотнен или открыт посредством одного и того же аксиально адаптируемого элемента. It is not excluded within the scope of the present invention that, if the element contains a plurality of rotors, the gap between the end surface on one side and both rotors on the other side can be sealed or opened by the same axially adaptable element.
Фиг.9 показывает пятый альтернативный вариант осуществления элемента 1 согласно данному изобретению.Fig.9 shows a fifth alternative implementation of the
В данном пятом варианте осуществления, внутренняя камера также содержит канал 26 в соответствии с направлением оси 4а, 4b ротора. In this fifth embodiment, the inner chamber also contains a
В случае элемента 1, показанного на фиг.9, отдельные упругие компоненты 10 реализованы в виде радиально адаптируемого элемента 31, прикрепленного к поверхности вращения 32 канала 26.In the case of the
Упомянутый радиально адаптируемый элемент 31 имеет вторую особую деформируемую форму, выполненную с возможностью уплотнения и разуплотнения радиального зазора в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и поверхностью вращения 32 таким образом, что третья рабочая камера во внутренней камере может быть соответственно изолирована или сообщаться по текучей среде с четвертой рабочей камерой во внутренней камере. Said radially
Фиг.10 показывает более подробный и конкретный пример радиально адаптируемого элемента 31.10 shows a more detailed and specific example of a radially
Радиально адаптируемый элемент 31 содержит пятый деформируемый элемент 33, который содержит в себе пятую полость 34, изолированную или практически изолированную от внутренней камеры. The radially
Упомянутый пятый деформируемый элемент 33 выполнен таким образом, что радиальный размер в соответствии с осью 4а, 4b ротора пятого деформируемого элемента 33 увеличивается или уменьшается при увеличении или уменьшении пятого давления в пятой полости 34, соответственно. Said fifth
С этой целью пятый деформируемый элемент 33 может быть снабжен точкой подсоединения (не показанной на фиг.9 или 10) для подачи или выпуска рабочей текучей среды для увеличения или уменьшения пятого давления в пятой полости 34, соответственно.To this end, the fifth
При увеличении радиального размера в соответствии с осью 4а, 4b ротора пятого деформируемого элемента 33, пятый деформируемый элемент 33 увеличивается относительно ротора 3а, 3b в радиальном относительно оси 4а, 4b ротора направлении. В результате радиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и корпусом 2 может быть уплотнен таким образом, что вышеупомянутая третья рабочая камера во внутренней камере может быть изолирована от вышеупомянутой четвертой рабочей камеры во внутренней камере.As the radial size increases in accordance with the
Соответственно, при уменьшении радиального размера в соответствии с осью 4а, 4b ротора пятого деформируемого элемента 33, пятый деформируемый элемент 33 ротора 3а, 3b уменьшается в радиальном относительно оси 4а, 4b ротора направлении. В результате радиальный зазор в соответствии с осью 4а, 4b ротора между ротором 3а, 3b и корпусом 2 соответственно разуплотняется таким образом, что вышеупомянутая третья рабочая камера во внутренней камере соответственно сообщается по текучей среде с вышеупомянутой четвертой рабочей камерой во внутренней камере.Accordingly, when the radial size decreases in accordance with the
Не исключено в пределах объема данного изобретения, что в том случае, если элемент содержит множество роторов, посредством одного и того же радиально адаптируемого элемента зазор между поверхностью вращения канала с одной стороны и обоими роторами с другой стороны может быть уплотнен или разуплотнен. It is not excluded within the scope of the present invention that, if the element contains a plurality of rotors, the gap between the rotational surface of the channel on one side and both rotors on the other side can be sealed or decompressed by means of the same radially adaptable element.
Фиг.11 показывает шестой альтернативный вариант осуществления элемента 1 согласно данному изобретению.Fig.11 shows a sixth alternative implementation of the
В упомянутом шестом альтернативном варианте осуществления, корпус 2 снабжен всеми вышеописанными разными типами отдельных упругих компонентов 10. In the aforementioned sixth alternative embodiment, the
Упомянутый элемент 1 может также содержать механическое, гидравлическое и/или пневматическое средство для позиционного регулирования отдельных упругих компонентов 10, такое как, например, механический привод или гидравлическая или пневматическая схема.Said
Кроме того, элемент 1 может также содержать контроллер для приведения в движение отдельных упругих компонентов 10.In addition, the
Управление зазорами может осуществляться, когда элемент не функционирует, и/или управление может осуществляться на основе заданной величины до приведения в действие элемента 1. The clearance control may be performed when the element is not in operation and/or the control may be performed based on a predetermined value before the
Управление зазорами может также осуществляться, когда упомянутый элемент 1 функционирует.The clearance control can also be carried out when said
Управление зазорами может осуществляться на основе:Clearances can be managed based on:
- измерения рабочих характеристик элемента 1;- measuring the performance of
- измерений вибрации; и/или- vibration measurements; and/or
- непосредственного измерения зазоров.- direct measurement of gaps.
Разумеется, не исключено в пределах объема данного изобретения, что корпус 2 снабжен только некоторыми из данных разных типов отдельных упругих компонентов 10.Of course, it is not excluded within the scope of the present invention that the
Не исключено также в пределах объема данного изобретения, что отдельный упругий компонент объединяет в себе несколько технических характеристик или функций вышеописанных отдельных упругих компонентов 10.It is also possible, within the scope of the present invention, that a single elastic component combines several technical characteristics or functions of the individual
Не исключено также, что элемент 1 не является винтовым компрессорным элементом. Другими возможностями являются, например, элемент винтового вентилятора, элемент винтового вакуумного насоса, элемент винтового расширителя, элемент зубчатого компрессора, элемент зубчатого вентилятора, элемент зубчатого вакуумного насоса, элемент зубчатого расширителя, элемент шестеренчатого компрессора, элемент шестеренчатого вентилятора, элемент шестеренчатого вакуумного насоса, элемент шестеренчатого расширителя, элемент турбокомпрессора, элемент турбовентилятора, элемент вакуумного турбонасоса или элемент турборасширителя. It is also possible that
Изобретение никоим образом не ограничено вариантами осуществления, описанными в качестве примера и показанными в чертежах, при этом элемент согласно данному изобретению для сжатия или расширения газа может быть реализован в нескольких вариантах, формах и размерах без отхода от объема данного изобретения, определенного в формуле изобретения.The invention is in no way limited to the embodiments described by way of example and shown in the drawings, but the element according to the invention for compressing or expanding a gas can be implemented in several embodiments, shapes and sizes without departing from the scope of the invention as defined in the claims.
Claims (53)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BEBE2020/5940 | 2020-12-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2785955C1 true RU2785955C1 (en) | 2022-12-15 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU389289A1 (en) * | 1971-01-25 | 1973-07-05 | Авторы изобретени витель | SCREW MACHINE |
SU964239A1 (en) * | 1981-02-03 | 1982-10-07 | Предприятие П/Я А-3884 | Rotor machine |
GB2169361A (en) * | 1985-01-02 | 1986-07-09 | Sabroe & Co As | An adjustable bearing mounting for a rotor |
CN102713157A (en) * | 2009-10-08 | 2012-10-03 | 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 | Method for the axial positioning of bearings on a shaft journal |
US10539137B2 (en) * | 2015-04-06 | 2020-01-21 | Trane International Inc. | Active clearance management in screw compressor |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU389289A1 (en) * | 1971-01-25 | 1973-07-05 | Авторы изобретени витель | SCREW MACHINE |
SU964239A1 (en) * | 1981-02-03 | 1982-10-07 | Предприятие П/Я А-3884 | Rotor machine |
GB2169361A (en) * | 1985-01-02 | 1986-07-09 | Sabroe & Co As | An adjustable bearing mounting for a rotor |
CN102713157A (en) * | 2009-10-08 | 2012-10-03 | 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 | Method for the axial positioning of bearings on a shaft journal |
US10539137B2 (en) * | 2015-04-06 | 2020-01-21 | Trane International Inc. | Active clearance management in screw compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11105332B2 (en) | Scroll compressor having stable back pressure chamber with sealing members | |
US6854736B2 (en) | Seal assembly for a rotary machine | |
KR101117943B1 (en) | Electric supercharger | |
EP2098686B1 (en) | Two-shaft gas turbine | |
JP2013019411A (en) | Axial direction seal structure of shaft | |
EP3489514B1 (en) | Bidirectional-rotation-type scroll compressor | |
US20130121866A1 (en) | Scroll compressor | |
US9284851B2 (en) | Axial-flow fluid machine, and variable vane drive device thereof | |
JPS622121B2 (en) | ||
EP2252804B1 (en) | Bearing system for rotor in rotating machines | |
US6561776B2 (en) | Scroll compressor | |
RU2785955C1 (en) | Element and device for gas compression or expansion, method for element control and elastic component for use in element | |
US20130121864A1 (en) | Scroll compressor | |
EP4015768B1 (en) | Element for compressing or expanding a gas and method for controlling such element | |
CA2442749A1 (en) | Rotor gap control module | |
JP2002022033A (en) | Labyrinth seal and fluid machinery | |
CN104454039B (en) | The method of clearance control system and control gap for rotary machine | |
JPH0526187A (en) | Scroll type fluid machine | |
JPS63246498A (en) | Sealing device for compressor | |
KR101821708B1 (en) | Scroll compressor with split type orbitting scroll | |
JP6800348B2 (en) | Refrigeration cycle device equipped with a single screw compressor and its single screw compressor | |
KR101727498B1 (en) | Scroll compressor with split type orbitting scroll | |
JP2007077813A (en) | Pump assembling method | |
JP4128655B2 (en) | Scroll type fluid machine | |
JPH0660792U (en) | Vane pump |