RU89614U1

RU89614U1 - STEAM SCREW MACHINE

Info

Publication number: RU89614U1
Application number: RU2009127653/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иосифович Ведайко; Александр Васильевич Назарчук
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Эко-Энергетика"
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Паровая винтовая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, ведущий и ведомый винтовые роторы, установленные в подшипниковых опорах и связанные посредством синхронизирующих шестерен, а также расположенное в корпусе устройство для компенсации осевых усилий в подшипниковых опорах, включающее цилиндр с разгрузочным поршнем, закрепленным на конце ведущего ротора, при этом впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления, а в цилиндре устройства для компенсации осевых усилий образована паровая полость, сообщенная трубопроводом с источником пара высокого давления, отличающаяся тем, что на трубопроводе подвода пара высокого давления к паровой полости цилиндра устройства для компенсации осевых усилий установлен регулирующий клапан.A steam screw machine comprising a housing with inlet and outlet nozzles, driving and driven screw rotors installed in bearing bearings and connected by synchronizing gears, and also a device located in the housing for compensating axial forces in bearing bearings, including a cylinder with an unloading piston fixed to the end of the driving rotor, while the inlet pipe is in communication with a source of high pressure steam, and a vapor cavity is formed in the cylinder of the device for compensating axial forces ennaya conduit to a source of high pressure steam, characterized in that in the conduit for supplying high pressure steam to the steam chamber of the cylinder axial thrust compensation apparatus control valve is installed.

Description

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

Известен пароводяной детандер, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, в корпусе детандера размещены основной паровой объем с расположенными в нем ведущим и ведомым винтами, паровой объем цилиндра с поршнем для осевой разгрузки ведущего винта (патент РФ №2076246, публикация 1997 г).Known steam-water expander containing a housing with inlet and outlet nozzles, the main steam volume with the leading and driven screws located in it, the steam volume of the cylinder with a piston for axial unloading of the lead screw (RF patent No. 2076246, publication 1997) are placed in the expander body.

Известна винтовая паровая машина, содержащая корпус, внутри которого размещена камера высокого давления с расположенными в ней находящимися в зацеплении ведущим и ведомым винтами, закрепленным на валах, установленных в опорах (патент РФ №2118460, публикация 1998 г.).Known screw steam engine containing a housing, inside of which there is a high-pressure chamber with located in it are engaged lead and driven screws mounted on shafts installed in the bearings (RF patent No. 21114860, 1998 publication).

Известна паровая винтовая машина, содержащая корпус, в котором расположены находящиеся в зацеплении ведущий и ведомый винты, установленные в подшипниковых узлах, впускной и выпускной патрубки, цилиндр для компенсации осевых усилий, средства разгрузки опор от радиальных усилий, а также выходная и синхронизирующая передачи и система смазки подшипниковых узлов и упомянутых передач, при этом посредством выходной передачи ведущий винт связан с выходным валом, посредством синхронизирующей передачи ведущий и ведомый винты связаны между собой, подвижная деталь цилиндра для компенсации осевых усилий связана с валом ведущего винта, выходная и синхронизирующая передачи расположены по разные стороны от упомянутых винтов, впускной патрубок и цилиндр сообщены с источником пара (патент РФ №2168023, публикация 2001 г).Known steam screw machine containing a housing in which are located leading and driven screws mounted in the bearing assemblies, inlet and outlet pipes, a cylinder for compensating axial forces, means of unloading bearings from radial forces, as well as output and synchronizing gears and system lubrication of the bearing assemblies and the aforementioned gears, while through the output gear the drive screw is connected to the output shaft, through the synchronization gear the drive and driven screws are interconnected th, the movable part of the cylinder for compensating axial forces is connected to the shaft of the driving screw, the output and synchronizing gears are located on opposite sides of the said screws, the inlet pipe and the cylinder are in communication with the steam source (RF patent No. 2168023, publication 2001).

Наиболее близким к предложенному техническому решению является паровая винтовая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, расположенные в корпусе ведущий и ведомый винты, установленные в подшипниковых опорах, и связанные посредством синхронизирующих шестерен, а также расположенное в корпусе устройство для компенсации осевых усилий в подшипниковых опорах, включающее цилиндр с разгрузочным поршнем, закрепленным на конце ведущего ротора, при этом полости цилиндра сообщены посредством трубопроводов с источниками пара высокого и низкого давления (патент РФ на полезную модель №45461, публикация 2005 г.).Closest to the proposed technical solution is a steam screw machine, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a drive and a driven screw located in the housing, mounted in bearing bearings and connected by synchronizing gears, and also a device located in the housing for compensating axial forces in the bearing bearings, including a cylinder with an unloading piston mounted on the end of the driving rotor, while the cavity of the cylinder is communicated through pipelines with sources of steam high and low pressure (Russian utility model patent №45461, published 2005).

Мощность известной машины зависит от величины зазоров между винтами по линии нарезки винтов, а также кольцевого зазора между винтами и расточкой корпуса. Для повышения коэффициента полезного действия машины величина зазора между роторами должна быть минимальна. Величину зазора между роторами можно контролировать с помощью датчиков перемещения расположенных по горизонтальной оси роторов, а также регулировать в пределах осевого разбега радиально упорных подшипников при помощи изменения величины давления в цилиндре устройства для компенсации осевых усилий, а именно в паровой полости парового поршня, расположенной по оси ведущего ротора перед паровым поршнем.The power of the known machine depends on the size of the gaps between the screws along the line of cutting screws, as well as the annular gap between the screws and the bore of the body. To increase the efficiency of the machine, the gap between the rotors should be minimal. The gap between the rotors can be controlled using displacement sensors located on the horizontal axis of the rotors, as well as adjusted within the axial run of the angular contact bearings by changing the pressure in the cylinder of the device to compensate for axial forces, namely in the steam cavity of the steam piston located on the axis leading rotor in front of the steam piston.

Целью создания предлагаемого технического решения является увеличение мощности паровой винтовой машины посредством уменьшения зазора между ведущим и ведомым роторами по винтовой линии.The aim of creating the proposed technical solution is to increase the power of the steam screw machine by reducing the gap between the leading and driven rotors along the helical line.

Указанная цель достигается путем обеспечения возможности регулирования давления пара высокого давления, подводимого в полость цилиндра устройства для компенсации осевых усилий в машине.This goal is achieved by providing the ability to control the pressure of high-pressure steam supplied to the cylinder cavity of the device to compensate for axial forces in the machine.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Паровая винтовая машина содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, ведущий и ведомый винтовые роторы, связанные посредством синхронизирующих шестерен и установленные в подшипниковых опорах, а также расположенное в корпусе устройство для компенсации осевых усилий в подшипниковых опорах. Впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления, а устройство для компенсации осевых усилий включают в себя цилиндр с разгрузочным поршнем, закрепленным на конце ведущего ротора. В цилиндре устройства для компенсации осевых усилий образована паровая полость, сообщенная трубопроводом с источником пара высокого давления. На трубопроводе подвода пара высокого давления к паровой полости цилиндра устройства для компенсации осевых усилий установлен регулирующий клапан.A steam screw machine comprises a housing with inlet and outlet nozzles, drive and driven screw rotors connected by synchronizing gears and mounted in bearing bearings, as well as a device located in the housing for compensating axial forces in bearing bearings. The inlet pipe is in communication with a source of high pressure steam, and a device for compensating axial forces includes a cylinder with a discharge piston fixed to the end of the driving rotor. In the cylinder of the device for compensating axial forces, a vapor cavity is formed, connected by a pipeline with a source of high pressure steam. A control valve is installed on the pipeline for supplying high-pressure steam to the steam cavity of the cylinder of the device to compensate for axial forces.

Заявляемая полезная модель представлена на чертежах, где на фиг.1 изображен общий вид паровой винтовой машины со снятым верхним корпусом; на фиг.2 - схема подключения паровой винтовой машины.The inventive utility model is presented in the drawings, where Fig. 1 shows a general view of a steam screw machine with the upper case removed; figure 2 - connection diagram of a steam screw machine.

Паровая винтовая машина 1 содержит корпус 2, в камере высокого давления 3 которого расположены находящиеся в зацеплении ведущий 4 и ведомый 5 винтовые роторы, валы 6 и 7 которых установлены в подшипниковых опорах 8, 9. Винтовые роторы связаны между собой синхронизирующей передачей 10, шестерни которой установлены на валах 6 и 7 с одной стороны роторов. С другой стороны роторов расположена выходная передача - встроенный редуктор 11.The steam screw machine 1 comprises a housing 2, in the high pressure chamber 3 of which are located the meshed leading 4 and the driven 5 screw rotors, the shafts 6 and 7 of which are mounted in the bearing bearings 8, 9. The screw rotors are interconnected by a synchronizing gear 10, the gears of which mounted on shafts 6 and 7 on one side of the rotors. On the other side of the rotors is the output gear - built-in gear 11.

Корпус 2 машины содержит впускной и выпускной патрубки (не показаны). Впускной патрубок сообщен с камерой высокого давления 3 и с источником пара (не показан) трубопроводом 12.The housing 2 of the machine contains an inlet and outlet pipe (not shown). The inlet pipe is in communication with the high pressure chamber 3 and with a steam source (not shown) by the pipe 12.

Осевые усилия, возникающие на винтовых роторах 4 и 5, воспринимаются радиально-упорными подшипниками качения подшипниковых опор 9. В корпусе машины расположен цилиндр 13, в котором установлен поршень 14, закрепленный на валу 6 ведущего винтового ротора 4.The axial forces arising on the screw rotors 4 and 5 are perceived by the angular contact rolling bearings of the bearing bearings 9. In the machine body there is a cylinder 13 in which a piston 14 is mounted, mounted on the shaft 6 of the lead screw rotor 4.

В цилиндре 13 образована паровая полость 15, сообщенная трубопроводом 16 с источником пара высокого давления. На трубопроводе 16 установлен регулирующий клапан 17.A vapor cavity 15 is formed in the cylinder 13, which is connected by a conduit 16 to a high pressure steam source. On the pipe 16 is installed control valve 17.

Работа паровой машины осуществляется следующим образом. Пар под высоким давлением поступает во впускной патрубок и приводит во вращение винтовые роторы 4 и 5. Отработанный пар выходит через выпускной патрубок под давлением, превышающим атмосферное.The operation of the steam engine is as follows. Steam under high pressure enters the inlet pipe and rotates the screw rotors 4 and 5. The spent steam exits through the exhaust pipe under atmospheric pressure.

Одновременно пар под высоким давлением поступает в паровую полость 15 цилиндра 13 и, воздействуя на поршень 14, связанный с валом 6 ведущего ротора 4, формирует усилие, противодействующее осевым усилиям, возникающим на винтовых роторах 4 и 5. Усилие, воздействующее на поршень 14, регулируется посредством клапана 17, что позволяет изменять величины зазоров между винтовыми роторами по линии нарезки винтов, а также кольцевого зазора между роторами и расточкой корпуса, и соответственно, изменять мощность машины.At the same time, steam under high pressure enters the steam cavity 15 of cylinder 13 and, acting on the piston 14 connected to the shaft 6 of the driving rotor 4, generates a force that counteracts the axial forces arising on the screw rotors 4 and 5. The force acting on the piston 14 is regulated through the valve 17, which allows you to change the gap between the screw rotors along the line of cutting screws, as well as the annular gap between the rotors and the bore of the housing, and accordingly, change the power of the machine.

Предложенное техническое решение может быть использовано в энергетических установках с паровыми винтовыми машинами.The proposed technical solution can be used in power plants with steam screw machines.

Claims

A steam screw machine comprising a housing with inlet and outlet nozzles, driving and driven screw rotors installed in bearing bearings and connected by synchronizing gears, and also a device located in the housing for compensating axial forces in bearing bearings, including a cylinder with an unloading piston fixed to the end of the driving rotor, while the inlet pipe is in communication with a source of high pressure steam, and a vapor cavity is formed in the cylinder of the device for compensating axial forces ennaya conduit to a source of high pressure steam, characterized in that in the conduit for supplying high pressure steam to the steam chamber of the cylinder axial thrust compensation apparatus control valve is installed.