SU1101586A1

SU1101586A1 - Centrifugal turbomachine

Info

Publication number: SU1101586A1
Application number: SU833576001A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Федорович Грищенко; Геннадий Николаевич Зиневич; Герман Андреевич Бондаренко
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1984-07-07

Abstract

1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ТУРБОМАШИНА , содержаща корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, установленное на валу посредством сферического соединени с возможностью углового перемещени в плоскости вращени колеса, и щелевые уплотнени , отличающа с тем, что, с целью автоматического уравновешивани радиальных сил, рабочее колесо снабжено упругими элементами, расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединени , последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечени оси вала и оси/отводного канала, а щелевые уплотнени выполнены сферическими с тем же центром. 2. Турбомашина по п. I, отличающа с тем, что Соединение выполнено щлицевым, причем между выступами шлицев установлены элементы качени , подпружиненные со стороны вала.1. CENTRIFUGAL TURBO MACHINE, comprising a housing with a central outlet channel and an impeller located therein with a hub mounted on the shaft by spherical connection with the possibility of angular movement in the plane of rotation of the wheel, and slotted seals, which are designed so as to automatically balance the radial forces, the impeller is provided with elastic elements located in the hub on both sides in the meridional plane of the wheel tangent to the circumference of the spherical surface is connected , Latest taken between the hub of the impeller and the shaft, the geometric center of the radius of the sphere coincides with the point of intersection of the shaft axis and axis / vent channel and slot seals are spherical with the same center. 2. A turbomachine according to claim I, characterized in that the connection is made slit, and between the protrusions of the splines there are rolling elements, spring-loaded from the shaft side.

Description

Изобретение относитс к компрессорои насосостроению и может быть использовано в центробежных компрессорах и насосах .The invention relates to a compressor pump industry and can be used in centrifugal compressors and pumps.

Известна центробежна турбомашнна, содержаща расположенное в корпусе на валу рабочее колесо, на наружной поверхности которого помещены разгрузочные импеллеры на подшипниках, а подшипники подпружинены и установлены с возможностью осевого перемещени .A centrifugal turbomachine is known, containing an impeller located in a housing on the shaft, on the outer surface of which there are unloading impellers on the bearings, and the bearings are spring-loaded and mounted with the possibility of axial movement.

При по влении неравномерного газодинамического воздействи на рабочее колесо , оно смещаетс и один из импеллеров выходит из зацеплени с рабочим колесом и становитс неподвижным, при этом вызывает уменьшение давлени , вследствие чего и под действием подпружиненного подшипника рабочее колесо устанавливаетс в нормальное положение 1.When an uneven gas-dynamic effect on the impeller occurs, it shifts and one of the impellers disengages from the impeller and becomes stationary, causing a decrease in pressure, as a result of which the impeller is set to the normal position 1.

Недостатком конструкции вл етс то, что она не позвол ет уравновешивать газодинамические радиальные силы и снизить вибрацию ротора, вследствие возникновени неуравновешенной осевой силы.The disadvantage of the design is that it does not allow balancing the gas-dynamic radial forces and reduce the rotor vibration, due to the occurrence of an unbalanced axial force.

Наиболее близким к изобретению по техничeckoй сущности и достигаемому результату вл етс центробежна турбомашина содержаща корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединени с возможностью углового перемещени в плоскости вращени колеса, и щелевые уплотнени 2.The closest to the invention in terms of technical essence and the achieved result is a centrifugal turbomachine comprising a housing with a central outlet channel and an impeller located therein housed on the shaft by spherical connection with the possibility of angular movement in the plane of rotation of the wheel, and slotted seals 2.

Недостатком известной конструкции вл етс необходимость переналадки при работе турбомашины на различных режимах, что в услови х эксплуатации, особенно многоступенчатых машин, весьма затруднено и экономически невыгодно.A disadvantage of the known construction is the need for readjustment when operating a turbomachine in various modes, which, under operating conditions, especially multi-stage machines, is very difficult and uneconomical.

Целью изобретени вл етс автоматическое уравновешивание радиальных сил.The aim of the invention is to automatically balance the radial forces.

Указанна цель достигаетс тем, что в центробежной турбомашине, содержащей корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединени с возможностью углового перемещени в плоскости вращени колеса, и щелевые уплотнени , рабочее колесо снабжено упругими элементами, .расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединени , последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечени оси вала и оси отводного канала, а щелевые уплотнени выполнены сферическими с тем же центром.This goal is achieved by the fact that in a centrifugal turbomachine, comprising a housing with a central branch channel and an impeller located in it with a hub, placed on the shaft by means of a spherical connection with the possibility of angular movement in the plane of rotation of the wheel, and slotted seals, the impeller is equipped with elastic elements, located in the hub on both sides in the meridional plane of the wheel tangent to the circumference of the spherical surface of the joint, the latter is placed between the hub of the working wheel timber and the shaft, the geometric center of the radius of the sphere coincides with the point of intersection of the shaft axis and the axis of the branch duct, and gap seals are spherical with the same center.

Кроме того, соединение выполнено шлицевым , причем между выступами шлицевIn addition, the connection is made spline, and between the projections of the slots

установлены элементы качени , подпружи ненные со стороны вала.rolling elements mounted on shaft side are installed.

На фиг. 1 представлена центробежна турбомашина , продольный разрез (вариант исполнени сферического соединени - опора скольжени ); на фиг. 2 - то же, с опорой качени ; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема м.ногоступенчатого насоса, по сн юща причины возникновени радиальных сил.FIG. Figure 1 shows a centrifugal turbomachine, a longitudinal section (a version of a spherical joint — a slide bearing); in fig. 2 - the same, with a support swing; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 is a diagram of a multi-stage pump, explaining the causes of the radial forces.

Устройство в варианте исполнени опоры скольжени (фиг. 1) содержит корпус 1 с центральным Отводным каналом 2 и расположенные в нем рабочее колесо 3 со ступицей 4, размещенное на валу 5 посредством сферического- соединени б с возможностью углового перемещени в плоскости вращени колеса 3, и щелевые уплотнени 7. Рабочее колесо 3 снабжено упругими элементами 8, расположенными в ступице 4 по обе стороны в меридианальной плоскости колеса 3 по касательным к окружности сферической поверхности 9 соединени 6, последнее размещено между ступицей 4 и валом 5, причем геометрический центр радиуса сферы 9 совпадает с точкой пересечени 10 оси 11 вала 5 и оси 12 отводного канала 2; а щелевые уплотнени 7 выполнены сферическими с тем же центром.The device in the embodiment of the slide bearing (Fig. 1) comprises a housing 1 with a central Bypass channel 2 and an impeller 3 located therein with a hub 4 placed on the shaft 5 by a spherical connection b with the possibility of angular movement in the plane of rotation of the wheel 3, and gap seals 7. The impeller 3 is provided with elastic elements 8 located in the hub 4 on both sides in the meridional plane of the wheel 3 along the tangents to the circumference of the spherical surface 9 of the junction 6, the latter is placed between the hub 4 shaft 5, the geometric center of the sphere radius 9 coincides with the point of intersection 10 the axis 11 of the shaft 5 and the axis 12 of the branch duct 2; and the gap seals 7 are spherical with the same center.

В варианте исполнени опоры качени (фиг. 2 и фиг. 3) соединение 6 выполнено шлицевым, причем между выступами 13 установлены элементы 14 качени , подпружине«ные со стороны вала 5.In the embodiment of the rolling support (Fig. 2 and Fig. 3), the connection 6 is slotted, with the elements 14 rolling, the spring from the side of the shaft 5, being installed between the projections 13.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В процессе нагнетани рабочее колесо 3 под воздействием статических и переменных газодинамических сил самоустанавливаетс , на сферической поверхности 9 посредством упругих элементов 8, измен зазоры между рабочим колесом 3 и корпусом 1 и соответственно пол давлений таким образом, что силы уравновешиваютс . При этом исключаютс моменты, действующие на вал 5 при жестком креплении рабочего колеса 3 и которые вызывают радиальные силы.In the process of injection, the impeller 3 under the influence of static and variable gas-dynamic forces self-adjusts on the spherical surface 9 by means of elastic elements 8, changing the gaps between the impeller 3 and the housing 1 and, accordingly, the pressure field so that the forces are balanced. This eliminates the moments acting on the shaft 5 when the impeller 3 is rigidly fastened and which cause radial forces.

В варианте исполнени сферического соединени б с опорой качени под воздействием газодинамических (гидродинамических ) сил угловое перемещение рабочего колеса 3 осуществл етс при значительно меньших усили х в сравнении с вариантом соединени б с опорой качени . Кроме того, между выступами 13 и ступицей рабочего колеса 3 установлены элементы 14 качени , что замен ет при повороте рабочего колеса трение скольжени на тренне качени .In the embodiment of the spherical joint b with the rolling support under the influence of gas-dynamic (hydrodynamic) forces, the angular displacement of the impeller 3 is carried out with much smaller forces in comparison with the connection variant b with the rolling support. Furthermore, between the protrusions 13 and the hub of the impeller 3, rolling elements 14 are installed, which replaces the sliding friction on the rolling track when rotating the impeller.

Использование данной конструкции центробежной турбомашины позвол ет автоматическ ,и согласовывать элементы проточной части, уменьшить вибрацию и снизить радиальные силы, действуюшие на подшипНИКИ ротора, повысить долговечиость ротора , вследствие чего данна конструкци центробежной турбомашины дает возможность повысить КПД, улучшить вибрационные характеристики, автоматически уравновешивать радиальные силы и повысить надежность компрессора.Using this design of a centrifugal turbomachine allows you to automatically and harmonize the elements of the flow part, reduce vibration and reduce the radial forces acting on the rotor bearings, increase the durability of the rotor, as a result of which this design of the centrifugal turbomachine makes it possible to increase efficiency, improve vibration characteristics, automatically balance radial forces and increase compressor reliability.

Применение центробежной турбомашины с ротором с самоустанавливающимис рабочими колесами позвол ет предотвратить преждевременную остановку машины и обеспечить более длительную и надежную работу технологических линий химических производств.The use of a centrifugal turbomachine with a rotor with self-aligning impellers prevents premature stopping of the machine and ensures a longer and more reliable operation of the technological lines of chemical production.

Таким образом, автоматическое уравновешивание радиальных сил в центробежной турбомашине позволит получить значительный экономический эффект за счет повышени надежности технологических линий химических производств.Thus, the automatic balancing of radial forces in a centrifugal turbomachine will provide a significant economic effect by increasing the reliability of technological lines of chemical production.

Claims

1. CENTRIFUGAL TURBO-

A MACHINE, comprising a housing with a central outlet channel and an impeller with a hub located in it, mounted on the shaft by spherical connection with the possibility of angular movement in the plane of rotation of the wheel, and gap seals, characterized in that, for the purpose of automatic balancing of radial forces, the working the wheel is equipped with elastic elements located in the hub on both sides in the meridian plane of the wheel tangential to the circumference of the spherical surface of the connection, the latter is placed dy impeller hub and the shaft, the geometric center of the radius of the sphere coincides with the point of intersection of the axis of the shaft axis and / vent channel and gap seals are spherical with the same center.

2. Turbomachine according to π. 1, characterized in that the connection is made spline, and between the protrusions of the slots installed rolling elements, spring-loaded from the shaft.

<Dw.1