WO2023059227A1 - Паровая винтовая машина - Google Patents
Паровая винтовая машина Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023059227A1 WO2023059227A1 PCT/RU2022/050309 RU2022050309W WO2023059227A1 WO 2023059227 A1 WO2023059227 A1 WO 2023059227A1 RU 2022050309 W RU2022050309 W RU 2022050309W WO 2023059227 A1 WO2023059227 A1 WO 2023059227A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rotors
- steam
- bearings
- oil
- axles
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F01C1/14—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F01C1/16—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
Definitions
- the invention relates to the field of power engineering, and in particular to the devices of steam screw machines (SSM) operating on water vapor, as well as to screw gas compressors.
- SSM steam screw machines
- a PVM is known (RF patent No. 2319840, F01C 1/16, published on March 20, 2008), containing a high-pressure housing (HPC) with an inlet pipe for supplying high-pressure steam, a low-pressure housing (LPC) with an outlet pipe for low-pressure steam outlet, driving and driven helical rotors, mounted in parallel on support bearings placed in pairs in the HPC and HPC, having helical teeth in the middle part, interconnected by means of synchronizing gears and equipped with unloading disks placed in the bores of the HPC with the formation of unloading cavities communicated with the outlet pipe, and HPC and LPC are interconnected by means of a centering bottom located at the high pressure end of the rotors.
- HPC and LPC are interconnected by means of a centering bottom located at the high pressure end of the rotors.
- a disadvantage of the well-known PVM is the possibility of oil from the support bearing cavity entering the steam cavity and mixing water with lubricating oil, thereby deteriorating the properties of the oil.
- FDA Fluorescence-Activated Materials
- lubricating oil which also acts as a coolant, and sealing water in mechanical seals. Insufficient diaphragm seal performance can cause contamination of the lubricating oil with water and/or lubricating oil in the drained barrier water.
- a disadvantage of the known FDA is the low efficiency of the separating diaphragms during the start and stop of the FDA due to the disappearance of the pumping effect due to the rotation of the shafts, which leads to a decrease in the reliability of the machine.
- a steam screw machine containing screw rotors mounted on bearings in a housing having inlet and outlet pipes connected to the steam supply and removal system, matching gears mounted on the ends of the screw rotors from the side of the outlet pipe, end seals , which, unlike the prototype, additionally contains a driven gear engaged with one of the matching gears and connected to the working shaft of the steam engine for transmitting torque, and the helical rotors are hollow, with fixed axes, the bearings are installed between the internal cavities of the helical rotors and their fixed axes, on which end seals are installed on each side to separate the oil and steam cavities, and radial holes are made in the axes for supplying oil to the bearings and end seals.
- the technical result is achieved due to the design of the helical rotors as hollow, which makes it possible to install additional mechanical seals at each end of their fixed axes and thus separate the oil and steam cavities.
- the presence of an additional driven gear prevents steam from escaping from the cavity between the helical rotors into the atmosphere in emergency situations or in case of wear of the seals.
- the objective of the invention is to improve the reliability of PVM.
- the technical result of the invention is to improve the performance of the FDA by eliminating the flooding of the lubricating oil and lubrication of water leaks from the mechanical seals.
- FIG. 1 shows a general view of a steam screw engine with a partial section, on cross section with a view along arrow B, in Fig. 3 - view along arrow A.
- the FDA contains a body 1 with inlet 2 and outlet 3 branch pipes, in which hollow helical rotors 4 and 5 are located, at the ends of which matching gears 6 and 7, respectively, are fixed from the side of the outlet branch pipe, the latter being engaged with the driven gear 8 associated with the working shaft 9 to transmit torque.
- bearings 11 and 12 are installed, and end seals 13, 14 are also installed on the axes 10 on each side to separate the oil and steam cavities.
- seals 15 are installed in the steam cavity.
- radial holes 16 are made for supplying oil to the bearings 11 and 12 through fittings 17 and 18, as well as radial holes 19, 20 for supplying oil to the end seals 13, 14.
- Lubricating oil is supplied to bearings 11 and 12 through holes 16 in fixed axles 10, connected through fittings 17 and 18 to the supply and drain line of the FDA oil system.
- the barrier oil is also supplied to the end seals 13, 14 through the holes 19, 20 in the axes 10.
- the proposed invention makes it possible to simplify the design of the FDA, improve performance, and increase the reliability of its operation.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетического машиностроения. Машина содержит винтовые роторы, установленные на подшипниках в корпусе (1), имеющем впускной и выпускной патрубки (2) и (3), связанные с системой подачи и отвода пара, согласующие шестерни, установленные на концах винтовых роторов со стороны патрубка (3), ведомую шестерню (8), находящуюся в зацеплении с одной из согласующих шестерен и связанную с рабочим валом (9). Роторы выполнены полыми с неподвижными осями. Подшипники установлены между внутренними полостями роторов и их неподвижными осями, на которых установлены с каждой стороны торцевые уплотнители для разделения масляной и паровой полостей. В осях выполнены радиальные отверстия для подачи в подшипники и торцевые уплотнители масла.
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к устройствам паровых винтовых машин (ПВМ), работающих на водяном паре, а также к винтовым газовым компрессорам.
Из уровня техники известна ПВМ (патент РФ №2319840, F01C 1/16, опубликовано 20.03.2008 г.), содержащая корпус высокого давления (КВД) с впускным патрубком для подачи пара высокого давления, корпус низкого давления (КНД) с выпускным патрубком для отвода пара низкого давления, ведущий и ведомый винтовые роторы, параллельно установленные на попарно размещенных в КВД и КНД опорных подшипниках, имеющие в средней части винтовые зубья, связанные между собой при помощи синхронизирующих шестерен и снабженные разгрузочными дисками, размещенными в расточках КВД с образованием разгрузочных полостей, сообщенных с выпускным патрубком, причем КВД и КНД соединены между собой при помощи центрирующего днища, расположенного по торцу высокого давления роторов.
Недостатком известной ПВМ является возможность попадания масла из полости опорных подшипников в паровые полости и смешения воды со смазочным маслом, ухудшая тем самым свойства масла.
Наиболее близким техническим решением является ПВМ (патент РФ №2464427, МПК F01C 1/16, опубликовано 20.10.2012 г.), содержащая КВД с впускным патрубком для подачи пара высокого давления, КНД с выпускным патрубком для отвода отработавшего пара низкого давления, ведущий и ведомый роторы, параллельно установленные на попарно размещенных в КВД и КНД опорных подшипниках, связанные между собой при помощи синхронизирующих шестерен, имеющие в своей средней части винтовые зубья, находящиеся в зацеплении и снабженные двойными торцовыми уплотнениями, а также размещенными в КВД разгрузочными дисками, причем торцы дисков, обращенные к винтовым зубьям, сообщены с впускным патрубком, а противоположные торцы - с выпускным патрубком, между опорными подшипниками и торцовыми уплотнениями установлены разделительные диафрагмы с образованием с роторами зазоров и с торцовыми уплотнениями полостей, сообщенных с атмосферой при помощи сливных патрубков. Разделительные диафрагмы имеют противоположно направленные маслосгонную и водосгонную резьбы. Валы на участках, на которых диафрагмы образуют с роторами зазоры, имеют гладкую поверхность.
Особенностью известной ПВМ является значительная продолжительность периодов пуска и останова из-за необходимости ее (ПВМ) предпускового прогрева и охлаждения после останова. В указанные периоды не допускается прекращение подачи смазочного масла, выполняющего также функции охлаждающей жидкости, и затворной воды в торцовых уплотнениях. Неудовлетворительная работа разделительных диафрагм может послужить причиной загрязнения смазочного масла водой и (или) дренируемой затворной воды смазочным маслом.
Недостатком известной ПВМ является низкая эффективность разделительных диафрагм в периоды пуска и останова ПВМ вследствие исчезновения насосного эффекта, обусловленного вращением валов, что приводит к снижению надежности машины.
Задача изобретения решается и технический результат достигается паровой винтовой машиной, содержащей винтовые роторы, установленные на подшипниках в корпусе, имеющем впускной и выпускной патрубки, связанные с системой подачи и отвода пара, согласующие шестерни, установленные на концах винтовых роторов со стороны выпускного патрубка, торцевые уплотнители, в которой в отличие от прототипа дополнительно содержится ведомая шестерня, находящаяся в зацеплении с одной из согласующих шестерен и связанная с рабочим валом паровой машины для передачи крутящего момента, причем винтовые роторы выполнены полыми, с неподвижными осями, подшипники установлены между внутренними полостями винтовых роторов и их неподвижными осями, на которых установлены с каждой стороны торцевые уплотнители для разделения масляной и паровой полостей, а в осях выполнены радиальные отверстия для подачи в подшипники и торцевые уплотнители масла.
Технический результат достигается благодаря конструктивному выполнению винтовых роторов полыми, что позволяет установить дополнительные торцевые уплотнения на каждом конце их неподвижных осей и таким образом разделить масляную и паровую полости. Наличие дополнительной ведомой шестерни позволяет предотвратить выход пара из полости между винтовыми роторами в атмосферу в аварийных ситуациях или в случае износа уплотнителей.
Задачей изобретения является повышение надежности ПВМ.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик ПВМ за счет исключения обводнения смазочного масла и замасливания утечек воды из торцовых уплотнений.
ПВМ содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками, в котором расположены полые винтовые роторы 4 и 5, на концах которых со стороны выпускного патрубка закреплены согласующие шестерни соответственно 6 и 7, причем последняя находится в зацеплении с ведомой шестерней 8, связанной с рабочим валом 9 для передачи крутящего момента.
Между внутренними поверхностями полых роторов и их неподвижными осями 10 установлены подшипники 11 и 12, также на осях 10 установлены с каждой стороны торцевые уплотнители 13, 14 для разделения масляной и паровой полостей. Кроме того, в паровой полости установлены уплотнители 15. В осях 10 выполнены радиальные отверстия 16 для подачи в подшипники 11 и 12 масла через штуцеры 17 и 18, а также радиальные отверстия 19, 20 для подачи масла к торцевым уплотнителям 13, 14.
ПВМ работает следующим образом.
Пар высокого давления через впускной патрубок2 поступает в полость, образуемую роторами4 и 5, распределяется по мере продвижения, вращая роторы и обеспечивая возникновение механической мощности, передаваемой через ведомую шестерню 8 исполнительному механизму через рабочий вал 9. Во время работы, а также в периоды прогрева и остывания до пуска и остановки ПВМ осуществляется ее снабжение смазочным и затворным маслом. Смазочное масло на подшипники 11 и 12 подается через отверстия 16 в неподвижных осях 10, соединенные через штуцера 17 и 18 с линией подачи и слива масляной системы ПВМ. Затворное масло подается также к торцевым уплотнителям 13, 14 через отверстия 19, 20 в осях 10.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет упростить конструкцию ПВМ, улучшить эксплуатационные характеристики, а также повысить надежность ее работы.
Claims (1)
- Паровая винтовая машина, содержащая винтовые роторы, установленные на подшипниках в корпусе, имеющем впускной и выпускной патрубки, связанные с системой подачи и отвода пара, согласующие шестерни, установленные на концах винтовых роторов со стороны выпускного патрубка, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ведомую шестерню, находящуюся в зацеплении с одной из согласующих шестерен и связанную с рабочим валом паровой машины для передачи крутящего момента, причем винтовые роторы выполнены полыми с неподвижными осями, подшипники установлены между внутренними полостями винтовых роторов и их неподвижными осями, на которых установлены с каждой стороны торцевые уплотнители для разделения масляной и паровой полостей, а в осях выполнены радиальные отверстия для подачи в подшипники и торцевые уплотнители масла.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021129395A RU2776605C1 (ru) | 2021-10-08 | Паровая винтовая машина | |
| RU2021129395 | 2021-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023059227A1 true WO2023059227A1 (ru) | 2023-04-13 |
Family
ID=85804588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/050309 WO2023059227A1 (ru) | 2021-10-08 | 2022-10-04 | Паровая винтовая машина |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023059227A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2918369A1 (de) * | 1979-05-07 | 1980-11-13 | Geothermal Energy Research And | Rotations-expansionsmaschine |
| US6045343A (en) * | 1998-01-15 | 2000-04-04 | Sunny King Machinery Co., Ltd. | Internally cooling rotary compression equipment |
| RU2168023C1 (ru) * | 1997-03-26 | 2001-05-27 | Закрытое Акционерное Общество "Независимая Энергетика" | Паровая винтовая машина |
| RU2319840C1 (ru) * | 2006-10-19 | 2008-03-20 | Сергей Романович Березин | Винтовая расширительная машина |
| RU2464427C1 (ru) * | 2011-06-03 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество "Эко-Энергетика" | Паровая винтовая машина |
-
2022
- 2022-10-04 WO PCT/RU2022/050309 patent/WO2023059227A1/ru unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2918369A1 (de) * | 1979-05-07 | 1980-11-13 | Geothermal Energy Research And | Rotations-expansionsmaschine |
| RU2168023C1 (ru) * | 1997-03-26 | 2001-05-27 | Закрытое Акционерное Общество "Независимая Энергетика" | Паровая винтовая машина |
| US6045343A (en) * | 1998-01-15 | 2000-04-04 | Sunny King Machinery Co., Ltd. | Internally cooling rotary compression equipment |
| RU2319840C1 (ru) * | 2006-10-19 | 2008-03-20 | Сергей Романович Березин | Винтовая расширительная машина |
| RU2464427C1 (ru) * | 2011-06-03 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество "Эко-Энергетика" | Паровая винтовая машина |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4797068A (en) | Vacuum evacuation system | |
| KR100682586B1 (ko) | 건식-압축스크류펌프 | |
| RU1784072C (ru) | Многоступенчатый вакуумный насос типа RоотS | |
| RU2464427C1 (ru) | Паровая винтовая машина | |
| WO2023059227A1 (ru) | Паровая винтовая машина | |
| US3209990A (en) | Two stage screw rotor machines | |
| WO2016157450A1 (ja) | ガス圧縮機 | |
| RU2776605C1 (ru) | Паровая винтовая машина | |
| RU2697017C2 (ru) | Компрессорный элемент для винтового компрессора (варианты) и винтовой компрессор | |
| EP2639530B1 (en) | Screw expander liquid pump | |
| RU2559411C2 (ru) | Винтовая маслозаполненная компрессорная установка (варианты) и система смазки подшипников винтовой маслозаполненной компрессорной установки | |
| RU2731262C1 (ru) | Паровая винтовая машина | |
| US3574491A (en) | Gear-type rotary machine | |
| JP2002310079A (ja) | 水潤滑式スクリュー圧縮機 | |
| US10590928B2 (en) | Gear pump that removes air from pumped oil | |
| RU2448294C1 (ru) | Зубчатый редуктор с системой уплотнений валов | |
| RU2714207C1 (ru) | Винтовая расширительная машина | |
| CN101196187A (zh) | 发动机转子机油泵 | |
| CN201041150Y (zh) | 发动机转子机油泵 | |
| US2780406A (en) | Rotary compressor | |
| CN112443483A (zh) | 一种罗茨鼓风机 | |
| RU2076246C1 (ru) | Пароводяной детандер | |
| RU2168023C1 (ru) | Паровая винтовая машина | |
| RU2757620C1 (ru) | Система пневмодвигателя и способ ее работы | |
| RU2137924C1 (ru) | Роторная расширительная машина |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22879009 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |