Ступень турбомашины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК17654 А 51)5 Р 01 0 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ах, рабопаре, дл я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола(72) Д,Н.Гринченко и В.В,Мудрицкий (56) 1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник./Под ред. В.А,Григорьева, В.М.Зорина. М Знергоиздат, 1982, с,325,2. Шляхин П.Н. Паровые турбины, М, - Л.: Госэнергоиздат, 1960, с.160-168,3. Авторское свидетельство СССР М 985327, кл. Р 01 О 5/14, 1980.(57) Использование; в турбомашинтающих на низкопотенциальном я установок с открытым контуром, служащих для опреснения воды и вырабатывания электроэнергии за счет излучаемой энергии солнца. Сущность изобретения; ступень снабжена магнитными опорами 9, 10, 11 и 12, выполненными из роторных и статорных частей 13 и 14, которые расположены с зазором между собой и изготовлены из постоянных магнитов, обращенных к зазору одноименными полюсами, Статорные части 14 закреплены в корпусе 1, а роторные части 13 размещены на бандажах 7 и 8 и промежуточных полочках 6 рабочих лопаток 5, Взаимодействие постоянных магнитов стабилизирует траектории вращения рабочих лопаток 5 ступени, 2 ил.Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к турбостроению, и предназначено для использования в турбомашинах, работающих на низкопотенциальном паре, для установок с открытым контуром, служащих для опреснения воды и вырабатывания электроэнергии за счет излучаемой энергии солнца,Известна ступень паровой турбомашины, состоящая из вала, диска с рабочими лопатками, выполненными из титана илилегированных сталей, и корпуса. При направлении струи энергоносителя на лопатки турбомашины на фронтальных поверхностях лопаток возникают тангенциальные усилия, создающие вращающий механический момент 1.Недостаток известной ступени заключается в уменьшении ее надежности при удлинении лопаток для получения эффективной работоспособности на низкопотенциальном энергоносителе,Известна также ступень низкого давления паровой турбомашины, состоящая из корпуса, вала, диска с закрепленными на нем рабочими лопатками, имеющими отверстия, при помощи которых они охвачены проволочными бандажами, Выполнение проволочных бандажей позволяет частично скомпенсировать центробежные разрывные усилия, воздействующие на лопатки в период их вращения, а также повысить жесткость рабочего колеса, что позволяет уменьшить вибрации лопаток в переходных режимах работы ступени.Недостаток технического решения заключается в том, что при необходимости значительного удлинения рабочих лопаток и выполнения их из легких композитных материалов данная конструкция не может обеспечить достаточную надежность для безаварийной работы вследствие недостижимости необходимой жесткости рабочего колеса за счет применения бандажей.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является рабочее колесо осевой турбомашины, содержащее вал, диск, закрепленные на диске двухъярусные титановые лопатки с бандаж- ными полочками и бандаж, предназначенный для повышения жесткости рабочего колеса и разгрузки лопаток от центробежных усилий 3,Недостаток устройства-прототипа заключается в снижении его надежности при удлинении лопаток вследствие воздействия на них значительных центробежных усилий и переменных во времени осевых усилий, приводящих к возникновению разрушающих колебаний,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается благодаря тому, что ступень турбомашины, содержащая размещенное в корпусе рабочее колесо, на диске которого закреплены рабочие лопатки с бандажами и промежуточными полочками, согласно изобретению снабжена периферийной и по меньшей мере одной промежуточной магнитными опорами, каждая из которых выполнена из роторной и статорной расположенных с зазором между собой кольцевых частей, изготовленных из постоянных магнитов, обращенных к зазору одноименными полюсами, при этом статорные части закреплены на корпусе, а роторные части периферийной и промежуточной опор размещены соответственно на бандажах и промежуточных полочках.Повышение надежности турбинной ступени достигается путем устранения разрушающих вибраций, удлиненных лопаток за счет использования магнитных опор - периферийной и промежуточных,На фиг.1 представлена конструкция турбинной ступени с разрезом элементов в плоскости аксиальной оси; на фиг,2 - вид на турбинную ступень со стороны аксиальной оси.Турбинная ступень состоит из корпуса 1, вала 2, рабочего колеса 3, содержащего диск 4 и закрепленные на нем лопатки 5, имеющие бандажные полочки 6 с бандажами 7, 8, а также аксиально-радиальных магнитных опор 9, 10, 11, 12, которые содержат роторы 13 и статоры 14, выполненные из постоянных магнитов 15, 16, кольцевых упоров 17 и радиальных консолей 18. Магнитные опоры 9 и 12 являются периферийными, а магнитные опоры 10 и 11 - промежуточными, В корпусе 1 на валу 2 смонтировано рабочее колесо 3 турбинной ступени, Диск 4 рабочего колеса жестко зафиксирован на валу 2, а на лопатках 5 закреплены бандажи 7 и 8, на которых собраны роторы 13 магнитных опор 9, 10, 11, 12, содержащие постоянные магниты 16, Статоры 14 промежуточных магнитных опор 9 и 12 выполнены из постоянных магнитов 15, закрепленных на кольцевых упорах 17. Кольцевые упоры 17 закреплены на радиальных консолях 18, которые в свою очередь закреплены на корпусе 1. Постоянные магниты 15 и 16 своими одноименными полюсами обращены друг против друга.Устройство работает следующим образом.Рабочее тело создает разность давлений на фронтальной и тыльной сторонах ло1765478 Формула изобретения Составитель В, МудрицкийТехред М.Моргентал Корректор Н, Соколова Редактор Заказ 3368 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 паток 5, что приводит к образованию тангенциальных усилий в плоскости рабочего колеса 3 и вращающего момента на валу 2 турбинной ступени. При отклонении траектории вращения лопаток 5 от круговой за счет магнитных взаимодействий между постоянными магнитами 15 и 16 возникают компенсирующие усилия, возвращающие лопатки 5 на сбалансированную траекторию вращения,Использование настоящего технического решения позволит существенно повы-ить надежность турбинных ступеней с длинными лопатками, выполненными из легких композитных материалов, что представит возможность эффективного использования радиальных турбомашин в установках с низкими параметрами рабочего тела. Ступень турбомашины, содержащаяразмещенное в корпусе рабочее колесо, на 5 диске которого закреплены рабочие лопатки с бандажами и промежуточными полочками, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена периферийной и по меньшей мере одной про межуточной магнитными опорами, каждаяиз которых выполнена из роторной и статорной расположенных с зазором между собой кольцевых частей, изготовленных из постоянных магнитов, обращенных к зазору одно именными полюсами, при этом статорныечасти закреплены на корпусе, а роторные части периферийной и промежуточной опор размещены соответственно на бандажах и промежуточных полочках,