Устройство для передачи вращения динамическим потоком рабочей среды

(51) 5 ТЕ НИЕ И ЬСТВУ ОМУ СВИД К АВТ дродинастроение,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯИ ГКНТ СССР(71) Сумское машиностроительное научнопроизводственное объединение им.М.ф,фрунзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ВРАЩЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИМ ПОТОКОМ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ(57) Устройство для передачи вращения динамическим потоком рабочей среды. Использование: в области энергетического машиностроения. Сущность изобретения: устройство содержит установленные в корпусе 1 компрессорное 2 и турбинное 3 колесо с лопатками 4, 5 и направляющий узел 6, закрепленный на лопатках 5 турбинного колеса 3. В сопрягаемых с направляющим узлом 6 поверхностях 7 лопаток 4 компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных лунок глубиной, равной величине торцового зазора 9 между компрессорным и турбинным колесами, а направляющий узел 6 может быть выполнен с кольцеобразной полостью 10 и снабжен заправочным штуце-. ром с обратным клапаном, установленным заподлицо с наружной поверхностью на правляющего узла 6. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в конструкциях . газодинамических муфт турбокомпрессорных агрегатов для компримирования и транспортировки природного или попутного нефтяного газа, а также компрессорных станций и установок для интенсификации процессов нефтедобычи.Цель изобретения. - улучшение эксплуатационных характеристик путем уменьшения паразитных перетечек рабочей среды и повышения стабильности передаваемого крутящего момента, повышения технологичности изготовления.На фиг.1 представлено устройство для передачи вращения динамическим потоком рабочей среды, продольный разрез; на фиг.2 - узелна фиг.1; на фиг,3 - узел устройства для передачи вращения с направляющим узлом и уплотнением комп- рессорного колеса.Устройство для передачи вращения содержит установленные в корпусе 1 компрессорное 2 и турбинное. колеса 3 с лопатками 4, 5 и наг 1 равляющий.узел б, закрепленный на лопатках 5 турбинного колеса 3, В сопрягаемых с направляющим узлом 6 поверхностях 7 лопаток 4 компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных лунок 8 с глубиной, равной величине торцового зазора 9 между комп- рессорным 2 и турбинным 3 колесами. Направляющий узел 6 может быть выполнен с кольцевой полостью 10 и снабжен заправочным штуцером 11 с обратным клапаном 12, установленным заподлицо с наружной поверхностью направляющего узла 6. Устройство для передачи вращения работает следующим образом,Компрессорное колесо 2, вращаясь от привода, например, газовой турбины, передает работу последней компримируемому газу используемому в качестве рабочей среды и заполняющемумежлопаточные каналы обоих колес 2 и 3 и внутреннюю полость корпуса 1 устройства, Полученная от привода работа преобразуется в кинетическую энергию давления газа, Этот запас энеогии поступает на лопатки 5 турбинного колеса 3, где преобразуется в механическую энергию на ведомом валу турбокомпрессора, заставляя последний вращаться, Выйдя из турбинного колеса. рабочая среда вновь попадает на вход в компрессорное колесо 2 и, таим образом в устройстве для передачи вращения устанавливается замкнутая циркуляция газа между обоими рабочими колесами 2 и 3.10 30 35 50 Для предотвращения паразитных перетечек газа в торцовом зазоре 9 компрессорным 2 и турбинным 3 колесами в областинаправляющего устройства б, в сопрягаемых с последним поверхностях 7 лопаток 4компрессорного колеса 2 выполнено уплотнение в виде совокупности серповидных лунок 8, представляющее собойразновидность лабиринтного уплотнения.Однако, в отличие ат последнего, являющегося мощным источником возбужденияаэродинамических колебаний рабочей среды, протекающей в уплотнения, серповидные лунки 8 позволяют погасить5 аэродинамические колебания рабочей среды за счет предотвращения перетока последней, как в окружном направлении, так ив радиальном, что позволяет избежать возбуждения колебаний компрессорного 2 и0 турбинного 3 колес и, таким образом, повысить вибрационную надежность устройствадля передачи вращения,Направляющий узел б, закрепленныйна лопатках 5 турбинного колеса 3, выпол 5 няет как бы роль аккумулятора энергии (маховика) и позволяет повысить стабильностьвращения турбинного колеса 3, и позволяетиспользовать часть энергии дискового трения, протекающего в компрессорном колесе2 газа для передачи крутящего момента отколеса 2,При заполнении кольцеобразной полости 10 направляющего узла 6 какой-либожидкостью (может быть использована жидкость с различным удельным весом) черезштуцер 9 роль направляющего устройства б,как аккумулятора энергии, увеличивается, азначит, повышается стабильность вращения турбинного колеса 3,О. Для предотвращения нарушения балансировки турбинного колеса 3 из-за установки заправочного штуцерэ 11 с обратнымклапаном 12, балансировку следует выпол. нять после их установки.5 Представляегся целесообразным использование предлагаемого устройствадля передачи вращения динамическим потоком рабочей среды в конструкциях турбокомпрессоров с газостатодинамическимиуплотнениями и магнитными опорными иупорными подшипниками, При этом отпадает необходимость в системах смазочного иуплотнительного масла, используемого в качестве рабочей жидкости в гидродинамиче 5 ских муфтах, значительно упрощаетсякомпоновка турбокомпрессорного агрегата,снижается его вес и габаритные размеры.Формула изобретения1, Устройство для передачи вращениядинамическим потоком рабочей среды, со1772449 оставитель Л.Черепоехред М,Моргентал орректор Тяал дакт Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытИям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 3829 ВНИИП Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 держащее компрессорное и турбинное колеса с торцовыми лопатками, направляющий узел, установленный на лопатках турбинного колеса, причем торцовые лопатки колес расположены с зазором между тор цовыми поверхностями, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет уменьшения паразитных переточек рабочей среды и повышения стабильности передаваемого 10 крутящего момента, повышения технологичности изготовления, поверхности лопаток компрессорного колеса сопряжены с зазором с направляющим узлом и выполнены с образующим . уплотнение набором серповидных лунок, глубина которых равна зазору между лопатками колес.. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что направляющий узел выполнен с кольцевой полостью и с заправочным штуцером с обратным клапаном, установленным заподлицо с наружной поверхностью направляющего устройства.