SU1763817A1 - Турбохолодильник - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что турбохолодильник содержит размещенный в корпусе 1 вал 2 с компрессорным 3 и турбинным 4 лопаточными колесами на его периферийных участках 5 и 6 и с вентил торным колесом 7 на центральном участке 8, размещенный шейками 9 и 10 на радиальЮ 23 Ю 1 J7 9 22, W 18 9 I IП If Г // ных и дисковойп той 13 между упорными газодинамическими подшипниками 14 и 15 в индивидуальных камерах 16 - 19. Вентил торное колесо 7 выполнено осевым, а дискова  п та 13 образована его наружными торцовыми поверхност ми 20, 21 ограничивающими совместно со стенками 22 и 23 корпуса 1 индивидуальные камеры 18 и 19 упорных подшипников 14,15, При этом индивидуальные камеры 16 и 17 радиальных подшипников 11 и 12 сообщены с индивидуальными камерам 14 и 15 упорных, которые уплотнены по периферии торцовыми лабиринтными уплотнени ми 24 и 25 с элементами на корпусе и на тррце вентил торного колеса.1 ип. г Ю 23 Ю 1 J7 9 I IП s Ј VI О со 00

Description

Изобретение относитс  к области холоильной техники, конкретно к турбохоло- ильникам систем кондиционировани  воздуха (СКВ) летательных аппаратов.

В насто щее врем  все большее распространение в СКВ наход т применение высокоэкономические и высокоэффективные так называемые 3-х колесные турбоагрегаты , у которых на одном валу размещены абочие колеса турбины, компрессора и ентил тора. Такое сочетание безусловно сложн ет конструкцию турбохолодильни- ка и увеличивает линейные размеры ротора. Одним из направлений упрощени  конструкции турбохолодильника  вл етс  то, коорое предусматривает применение в качестве опорного узла газодинамических епестковых подшипников. Однако, их применение обуславливает выполнение на валу исковой п ты, усложн ющей конструкцию вала и увеличивающую его длину. Предлагаемое техническое решение позвол ет исключить указанные недостатки.

Известен турбохолодильник СКВ; соержащий в корпусе вал с компрессорным, турбинным и вентил торным рабочими колесами , размещенными шейками на радиальных и дисковой п ты между упорными газодинамическими подшипниками (1).

Известен также турбохолодильник, содержащий в корпусе вал с компрессорным и турбинным лопаточными колесами на его периферийных участках и с вентил торным на центральном, размещенный шейками на радиальных и дисковой п той между упор- ными газодинамическими подшипниками в индивидуальных камерах (2).

Недостатком известных турбохоло- дильников  вл етс  конструктивна  и технологическа  сложность его ротора, значительные габаритные размеры, обусловленные необходимостью выполнени  на валу диска с развитыми поверхност ми, служащими несущими дл  упорных двухсторонних подшипников газодинамической опоры. Така  конструкци  ротора, выполн емого сборным из отдельных элементов, скрепленных ст жкой, снижает надежность работы агрегата, так как  вл етс  деформируемой в работе системой со всеми негативными последстви ми, вытекающими из этого, в частности разбалансировка ротора на ходу.

Целью изобретени   вл етс  улучшение виброустойчивости ротора путем уменьшени  консольных масс.

Эта цель достигаетс  тем, что вентил торное колесо выполнено осевым, а дискова  п та образована его нерабочими торцевыми поверхност ми, ограничивающими совместно со стенками корпуса индивидуальные камеры упорных подшипников, при этом индивидуальные камеры радиальных подшипников сообщены с индивидуальными камерами упорных, которые уплотнены по периферии торцовыми лаби- ритными уплотнени ми.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вленный турбохолодильник отличаетс  тем, что п та упорного подшипника выполнена заодно с колесом вентил тора и таким образом, за вл емый агрегат соответствует критерию изобретени  новизна.

Сравнение за вл емого технического решени  не только с протоотипом, но и с другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа, что позвол ет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличи ,

Изобретен «us по сн етс  чертежом, на котором представлено продольное сечение

турбохолодильника.

Турбохолодильник содержит в корпусе 1 вал 2 с компрессорным 3 и турбинным 4. лопаточными колесами. На его периферийных участках соответственно 5 и 6 и с вентил торным колесом 7 на его центральном участке 8. Вал 2 размещен шейками 9 и 10 на радиальных 11 и 12 газодинамических подшипниках, а дисковой п той 13 между упорными 14 и 15 газодинамическими подшипниками в индивидуальных камерах соответственно 16,17 и 18, 19.

Вентил торное колесо 7 выполнено осевым , а дискова  п та 13 образована его наружными торцовыми поверхност ми 20 и

21, ограничивающими совместно со стенками 22 и 23 корпуса 1 индивидуальные камеры 18 и 19 упорных подшипников 14 и 15. При этом индивидуальные камеры 16 и 17 радиальных подшипников 11 и 12 сообщены

с индивидуальными камерами 14 и 15 упорных , которые уплотнены по периферии торцовыми лабиринтными уплотнени ми 24 и 25.

Турбохолодильник работает следующим образом.

При вращении вала 2 между его шейками 9 и 10 и радиальными лепестковыми подшипниками 11 и 12 формируетс  смазочный слой генерированием давлени  воздуха в

клиновидных зазорах, образованных между несущей поверхностью шеек и отдельными лепестковыми элементами подшипников, воспринимающих таким образом радиальные нагрузки со стороны вала. А осевые

нагрузки воспринимаютс  упорными лепестками подшипниками 14 и 15 за счет генерировани  давлени  воздуха между несущими поверхност ми 20 и 21, образованным наружными торцовыми поверхност ми вентил торного колеса 7, и от- дельными лепестковыми элементами упорных подшипников 14 и 15. При этом поддержание равновесного состо ни  вала достигаетс  тем, что все индивидуальные камеры 16, 17 и 18, 19 соответственно, pa- диальных и упорных подшипников сообщены между собой и подключены к рабочей прлости турбинного колёса, что обеспечивает их наддув воздухом повышенного давлени  с соответствующим увеличением несущей способности и охлаждение в процессе работы Дл  снижений потерь наддувочного воздуха ийдивидуальные камеры 14 и 15 упорных подшипников разобщены-с рабочими полост ми вентил тора торцовы- ми лабиритными уплотнени ми 24 и 25, ана- л о гичные радиал ь н ыё уплотнени  предусмотрены и между полостью компрессора и индивидуальной полостью радиального подшипника 11.

Применение предлагаемого тёхничё- ского решзни  позвол  .ет значительно упро- ;стить конструкцию турбохолодильника, а следовательно и технологичность, повысить жесткость роторной системы, придав ей симметричность и этим улучшив ее динамику , и в конечном счете повысить надежность работы турбохолодильника в целом.

Таким образом, предлагаемый турбохо- лодильник становитс  виброустойчивым при упрощении конструкции, технологии изготовлени  и в конечном результате надежней в эксплуатации.

Формул а изобретени  Турбохолодильник, содержащий размещенный в корпусе вал с компрессорным и турбинным лопаточными колесами на его периферийных участках и с осевым вентил торным на центральном установленный шейками на радиальных, газодинамических подшипниках, а дисковой п той между упорными газодинамическими подшипниками в индивидуальных камерах, о т л и ч а- ю щи и с  тем. что, с целью улучшени  виброустойчивости ротора путем уменьшени  консольных масс, дискова  п та обрадована нерабочими торцевыми поверхност ми вентил торнгр колеса, ограничивающими совместно со Стенками корпуса ин- дивидуальйые камеры упорных подшипников, при этом индивидуальные камеры радиальных подшипников сообщены с индивидуальными камерами упорных, которые уплотнены по периферии дополнительными торцовыми лабиринтными уплотнени ми.

Claims (1)

1. Формул а иЭобретен и я

   О Турбохолодильник, содержащий размещенный в корпусе вал с компрессорным и турбинным лопаточными колесами на его периферийных участках и с осевым'вентиляторным на центральном установленный

   5 шейками на радиальных, газодинамических подшипниках, а дисковой пятой между упорными газодинамическими подшипниками в индивидуальных камерах, о т л и ч аЮ щ и й с я тем. что. с целью улучшения 0 виброустойчивостй ротора путем уменьшения консольных масс, дисковая пята образована нерабочими торцевыми поверхностями вентиляторнго колеса, ограничивающими совместно со Стенками корпуса ин5 дйвйдуальйые камеры упорных подшипников, при этом индивидуальные камеры радиальных подшипников сообщены с индивидуальными камерами упорных, ко- . торые уплотнены по периферии дополни0 тельными торцовыми лабиринтными уплотнениями.