RU425U1

RU425U1 - Turbo refrigerator

Info

Publication number: RU425U1
Application number: RU93027695/06U
Authority: RU
Inventors: Ю.Л. Некрасова; Г.С. Соловьева
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Наука"
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1995-05-16

Abstract

1. Турбохолодильник, содержащий корпус с сопловым аппаратом и размещенное в корпусе радиально-осевое колесо турбины, отличающийся тем, что в корпусе в зоне расположения выходного участка соплового аппарата и входных кромок колеса дополнительно установлено уплотнительное кольцо с плоскими поверхностями, обращенными к сопловому аппарату и лопаткам колеса, прижимаемое к сопловому аппарату посредством резинового уплотнения, установленного в корпусе со стороны кольца, противолежащей плоским поверхностям, и одновременно охватывающее периферийную часть колеса.2. Турбохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что поверхность кольца, охватывающая периферийную часть колеса, выполнена из антифрикционного материала.3. Турбохолодильник по п. 1, отличающийся тем, что все кольцо выполнено из антифрикционного материала.4. Турбохолодильник по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что в качестве антифрикционного материала использован полиимид.5. Турбохолодильник по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что в качестве антифрикционного материала использован клееграфит.1. A turbo-cooler comprising a housing with a nozzle apparatus and a radial-axial turbine wheel located in the housing, characterized in that an additional sealing ring with flat surfaces facing the nozzle apparatus and vanes is additionally installed in the housing in the area of the nozzle apparatus outlet section and the wheel inlet edges. wheels pressed to the nozzle apparatus by means of a rubber seal installed in the housing from the side of the ring opposite to flat surfaces, and at the same time covering serial part of the wheel. 2. A turbo refrigerator according to claim 1, characterized in that the surface of the ring covering the peripheral part of the wheel is made of antifriction material. Turbo-refrigerator according to claim 1, characterized in that the entire ring is made of antifriction material. 4. Turbo-refrigerator according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that polyimide is used as an antifriction material. 5. Turbo-refrigerator according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that as anti-friction material used kleegrafit.

Description

Полезная модель ОФНОСИУСЯ к области холодильной техники к «урбомашинам а более конкретно, к турбохолодильникам, предназначенньш для охлаждения воздуха в системах кондиционирования летательного аппарата.Utility model OFFENSING the field of refrigeration technology to “urban vehicles, and more specifically, to turbo-refrigerators designed to cool air in the air conditioning systems of an aircraft.

Известны турбомашины, в которых содержится радиально -осевое колесо турбины, корпус турбины и примыкающий к корпусу сопловой аппарат 1,2 , С целью повышения экономичности турбины радиально-осевое колесо в такой турбомашине выполнено закрытого типа, т.е. с покрывным диском, благодаря чему снижаются утечки через зазор между колесом турбины и корпусом. Однако колесо закрытого типа более трудно в изготовлении по сравнению с полуоткрытым колесом, т.к. изготавливаются они или отлитыми как одно целое, или фрезерованием с последующим присоединением покрывного диска пайкой, сваркой, заклепками и т.п. . .Turbomachines are known in which the radial-axial wheel of the turbine, the turbine housing and the nozzle apparatus adjacent to the housing 1,2 are located. In order to increase the efficiency of the turbine, the radial-axial wheel in such a turbomachine is closed type, i.e. with a cover disk, which reduces leakage through the gap between the turbine wheel and the casing. However, a closed wheel is more difficult to manufacture compared to a half-open wheel, because they are made either cast as a whole, or by milling, followed by joining the cover disc by soldering, welding, rivets, etc. . .

Известны турбомашины, в частности турбохолодильники, в которых утечка через зазор между колесом и корпусом снижается благодаря частичному бандажироцанию колеса, а именноTurbomachines are known, in particular turbo-refrigerators, in which leakage through the gap between the wheel and the housing is reduced due to partial wheel banding, namely

бандажированию выходной части 3j . Так же, как и в описанных выше турбомашинах, изготовление таких колес технологически условжнено; кроме того, уплотнение зазора на выходе воздуха из колеса турбины малоэффективно, т.к. энергия воздуха срабатывается на прямых лопатках входной части колесаbanding the output part 3j. As in the turbomachines described above, the manufacture of such wheels is technologically advanced; in addition, sealing the gap at the air outlet of the turbine wheel is ineffective, because air energy is triggered on the direct vanes of the wheel inlet

ТУРБОХШОДИДЬШКTURBOHHODIDISHK

. , - . . . , -. .

турбины, а закрученные лопатки выходной части колеса турбины играют роль спрямляющего аппарата.turbines, and swirling blades of the output part of the turbine wheel play the role of a straightening apparatus.

Известны турбомашины, в которых с целью снижения утечек через зазор, последний выполнен ступечатой формы 4 Выполнение фигурного зазора требует повышенной точности изготовления деталей и сборки турбомашины. Щ}и таком конструктив ном исполнении турбомашины повышается вероятность задевания вращахицегося колеса о корпус турбины. Т.е. надежность Турбомашины снижаетсяTurbomachines are known in which, in order to reduce leakage through the gap, the latter is made in a staggered form. 4 Performing a figured gap requires increased precision in manufacturing parts and assembling a turbomachine. Щ} and such a design of the turbomachine increases the likelihood of grazing the rotating wheel on the turbine housing. Those. reliability of the turbomachine is reduced

Наиболее широко распространены и известны турбохолодильНИКИ, содержащие корпус с сопловым аппаратом и размещенное в корпусе радиально-осевое колесо полуоткрытого типа 15 3 , Такой турбохолодильник принят за прототип.The most widespread and well-known turbo-coolers, comprising a housing with a nozzle apparatus and a semi-open type 15 3 radial-axial wheel housed in the housing, are adopted as a prototype.

Сопловой аппарат зажат между корпусом турбохолодильника и корпусом турбины, причем в месте стыковки соплового аппарата с корпусом турбохолодильника устанавливается уплотнительное кольцо, что предупреждает протечку воздуха помимо соплового аппарата, однако, по плосности примыкания соплового аппарата к корпусу турбины такая протечка возможна, т.к. из-за неплоскостности смежных поверхностей, непараллельности их друг другу, из-за перекосов деталей при сборке этими деталями может образоваться неравномерный зазор. На экономичность турбины значительно влияет утечка воздуха через зазор между рабочим колесом и корпусом турбины. Потери в колесах полуоткрытого типа значительнее, чем в закрытых колесах, поскольку в них имеет iiecTo перетекание воздуха через зазор из одного межлопаточного качала в другой.The nozzle apparatus is sandwiched between the turbo-cooler body and the turbine body, and a sealing ring is installed at the junction of the nozzle device and the turbo-refrigerator body, which prevents air leakage in addition to the nozzle device, however, due to the flatness of the nozzle device connecting to the turbine body, such leakage is possible, because Due to the non-flatness of adjacent surfaces, their parallelism to each other, due to distortions of the parts during assembly these parts may form an uneven gap. The efficiency of the turbine is significantly affected by air leakage through the gap between the impeller and the turbine housing. Losses in semi-open type wheels are more significant than in closed wheels, since iiecTo has air flowing through the gap from one interscapular to another in them.

93 о;1Уё9 - а Данный технический реэультаж достигается тем, чт© в известном турбохолодильнике, содержащем корпус с сопловым аппаратом и размещенное в корпусе радиально-осевое колесо турбины, в корпусе в зоне расположения выходоого участка соплового аппарата и входаых фомок колеса дополнительно установлено уплотнительное кольцо с плоскими поверхностями, обращенными к сопловому аппарату и лопаткам колеса, прижимаемое к сопловому аппарату посредством резинового уплотнения, установленного в корпусе со стороны кольца, противолежащей плоским поверхностям, и одновременно охватыващее периферийную часть колеса. Поверхность кольца, охватывающая пери{ 1ерийную часть колеса, выполнена из антифрикционного материала, например, клееграфита. Из антифрикционного материала может быть выполнено все кольцо, например,из пелиимида. 93 о; 1Uё9 - а This technical re-installation is achieved by the fact that in the well-known turbo-cooler containing a housing with a nozzle device and a radial-axial wheel of the turbine located in the housing, an additional sealing ring is additionally installed in the housing in the area of the exit section of the nozzle device and the wheel inlet crowns with flat surfaces facing the nozzle apparatus and the blades of the wheel, pressed to the nozzle apparatus by means of a rubber seal mounted in the housing on the ring side, opposite flat m surfaces, and at the same time covering the peripheral part of the wheel. The surface of the ring, covering the peri {1 serial part of the wheel, is made of antifriction material, for example, adhesive graphite. The entire ring, for example, pelimide, can be made of antifriction material.

Все перечисленные признаки находятся в причинно-следственной связи с упомянутым техническим результатом.All of these signs are in causal connection with the aforementioned technical result.

На фигЛ схематически показан предложенный турбохоледильник, включащий в себя корпус турбохолодильника I, корпус турбины 2 с сопловым аппаратом 3. В корпусе турбины размещено радиальноосевое колесо 4. Осевой зазор между сопловым аппаратом и корпусом турбохолодильника заполнен дистанционными прокладками 5. Радиальный зазор мжкду сопловым аппаратом и корпусом турбохолодильника уплотнен резиновым кольцом 6. В корпусе турбины в зоне расположения выходного участка соплового аппарата установлено уплотнительное кольцо 7 с плоской поверхностью 8, обращенной к сопловому аппарату, и с поверхностью 9, обращенной к лопаткам колеса. Кольцо 7 вплотную прижимается поверхностью 8 к сопловому аппарату посредством резинового уплотнения 10, установленного между кольцом 7 иFig. L schematically shows the proposed turbo-cooler including a turbo-cooler housing I, a turbine housing 2 with a nozzle apparatus 3. A radial axial wheel 4 is placed in the turbine housing 4. The axial clearance between the nozzle apparatus and the turbo-cooler housing is filled with spacers 5. Radial clearance between the nozzle apparatus and the housing the turbo-refrigerator is sealed with a rubber ring 6. A sealing ring 7 with a flat surface is installed in the turbine housing in the area of the outlet section of the nozzle apparatus 8 facing the nozzle and a surface 9, facing the wheel blades. The ring 7 is closely pressed against the surface 8 to the nozzle apparatus by means of a rubber seal 10 mounted between the ring 7 and

-f 93 ч корпусом 2, Между периферийной ч&ссью колеса и поверхностью 9 образован sasop II, между осхальной часты) колеса и корпусом образован зазор 12. Поверхность 9 выполнена из антифрикционного материала, например, клееграфита. Возможен вариант когда все кольцо уплотнительное 7 выполнено из анти икционного материала - пвдиймйд.-f 93 h with the casing 2, A sasop II is formed between the peripheral part of the wheel and the surface 9, a gap 12 is formed between the axial part of the wheel) and the casing 12. The surface 9 is made of antifriction material, for example, graphite. It is possible that the entire sealing ring 7 is made of anti-infective material - pvdiidm.

При сборке турбохолодильника зазор II устанавливается минимально возможным при обеспечении свободного проворачивания колеса турбины, при атом конструктивный осевой зазор между сопловым аппаратом 3 и корпусом турбохелодильника I заполняется дистанционными протмадками 5, Конструктивное исполнение деталей автоматически обеспехшвает зазор 12 несколько больший, чем зазор II. Резиновое уплотнение 10 за счет упругих сил прижимает кольцо 7 к торцам лопаток соплового аппарата на небольшом выходном участке, при «том уплотняется место стыковки соплового аппарата и поверхности 8.When assembling a turbo-cooler, clearance II is set as low as possible while ensuring free rotation of the turbine wheel, while the atom, the axial clearance between the nozzle apparatus 3 and the turbo-cooler housing I is filled with distance removers 5, The design of the parts automatically provides a clearance 12 somewhat larger than clearance II. The rubber seal 10, due to elastic forces, presses the ring 7 to the ends of the blades of the nozzle apparatus in a small output section, while the joint between the nozzle apparatus and surface 8 is sealed.

При работе тзгрбохолодильнике. в результате выборки люфтов в подашпниках, прогиба вала, тепловых расширений деталей ротора и т.п. проявляется биение колеса турбины, гфичем наибольшая величина биения проявляется именно на периферии колеса, где и возможно касание лопаток вращающегося колэса о статор, в данном случае - о поверхность 9, выполненную из анти рикционного материала. Поверхность 9 в процессе обкатки изделия прирабатывается,тем самым обеспечивается минимально возможный осевой зазор II между вращащимся колесом и статором, и непроизводительные утечки рабочего воздуха мимо лопатотг колеса турбины и перетечки воздуха через зазор из одного межлопаточного канала в другой сведены V минимуму.When working with a refrigeration refrigerator. as a result of the selection of backlash in the bearings, shaft deflection, thermal expansion of rotor parts, etc. the turbine wheel beats, and the greatest amount of beating is manifested precisely on the periphery of the wheel, where the blades of the rotating wheel can touch the stator, in this case, the surface 9 made of anti-friction material. Surface 9 during running-in of the product is run-in, thereby ensuring the smallest possible axial clearance II between the rotating wheel and the stator, and unproductive air leaks past the turbine wheel shovels and air flow through the gap from one interscapular channel to another are minimized to V.

Исследовательские испытания опытного образца турбохолодильника, выполненного в соответствии с предлагаемое полезной моделью, показали более высокий КПД турбины ( 0,85) по сравнению с базовым турбохолодильником ( ,81). Источники информации, принятые во Research tests of a prototype turbo-cooler, made in accordance with the proposed utility model, showed a higher turbine efficiency (0.85) compared to the base turbo-cooler (, 81). Sources of information taken in

тизе:tease:

1.В.И.Епифанова, Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. Москва, Машиностроение 1974, стр.376-3821. V.I. Epifanova, Low-temperature radial turbo expanders. Moscow, Mechanical Engineering 1974, pp. 376-382

2.Авторское свидетельство СССР II98339, кл.Р25В2. The author's certificate of the USSR II98339, CL.P25V

HQQ. 1985HQQ. 1985

3.Авторское свидетельство3. Certificate of authorship

4.Патент ФРГ I057I374.Patent FRG I057I37

5.Авторское свидетельство5. Certificate of authorship

|- (y| - (y

N-: 64II30, .РЗ 5з4. 1977 J:« II65II8, Р25В HQQ. I98& внимание при эксперN-: 64II30, .RZ 5x4. 1977 J: "II65II8, P25B HQQ. I98 & expert attention

Г1АВНШ5 КОНСТРУКТСРГЕНШ МЫШЙG1AVNSH5 CONSTRUCTIONS MOUSE

НШ НАУКАNSH SCIENCE

i .у 4 А i .u 4 A

U.. ; .:. : ; -«ai /. - ---г / - -.U ..; .:. :; - “ai /. - --- g / - -.

и.в.тишшiv tish

Claims

1. A turbo-cooler comprising a housing with a nozzle apparatus and a radial-axial turbine wheel located in the housing, characterized in that an additional sealing ring with flat surfaces facing the nozzle apparatus and vanes is additionally installed in the housing in the area of the nozzle apparatus outlet section and the wheel inlet edges. wheels pressed to the nozzle apparatus by means of a rubber seal installed in the housing from the side of the ring opposite to flat surfaces, and at the same time covering serial part of the wheel.

2. Turbo refrigerator according to claim 1, characterized in that the surface of the ring covering the peripheral part of the wheel is made of antifriction material.

3. Turbo-refrigerator according to claim 1, characterized in that the entire ring is made of antifriction material.

4. Turbo-refrigerator according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that polyimide is used as an antifriction material.

5. Turbo-refrigerator according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that as anti-friction material used kleegrafit.