Центробежная турбомашина

/04 Зс 50 Г 04 Р 15/00; Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИВЛЦТ 1 ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) 1. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ТУРБО. МАШИНА, содержащая корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, установленное на валу посредством сферического соединения с возможностью углового перемещения в плоскости вращения колеса, и щелевые уплотнения, отличающаяся тем, что, с целью автоматического уравновешивания радиальных сил, рабочее колесо снабжено упругими элементами, расположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединения, последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечения оси вала и оси,отводного канала, а щелевые уплотнения выполнены сферическими с тем же центром.2. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что Соединение выполнено шлицевым, причем между выступами шлицев установлены элементы качения, подпружиненные со стороны вала.35 40 45 50 55 Изобретение относится к компрессорои насосостроению и может быть использовано в центробежных компрессорах и насосах. Известна центробежная турбомашина, содержащая расположенное в корпусе на валу рабочее колесо, на наружной поверхности которого помещены разгрузочные импеллеры на подшипниках, а подшипники подпружинены и установлены с возможностью осевого перемещения.При появлении неравномерного газодинамического воздействия на рабочее колесо, оно смещается и один из импеллеров выходит из зацепления с рабочим колесом и становится неподвижным, при этом вызывает уменьшение давления, вследствие чего и под деиствием подпружиненного подшипника рабочее колесо устанавливается в нормальное положение 1. Недостатком конструкции является то, что она не позволяет уравновешивать газо- динамические радиальные силы и снизить вибрацию ротора, вследствие возникновения неуравновешенной осевой силы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центробежная турбомашина, содержащая корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединения с возможностью углового перемещения в плоскости вращения колеса, и щелевые уплотнения 2.Недостатком известной конструкции является необходимость переналадки при работе турбомашины на различных режимах, что в условиях эксплуатации, особенно многоступенчатых машин, весьма затруднено и экономически невыгодно,Цедью изобретения является автоматическое уравновешивание радиальных сил,Указанная цель достигается тем, что в центробежной турбомашине, содержащей корпус с центральным отводным каналом и расположенные в нем рабочее колесо со ступицей, размещенное на валу посредством сферического соединения с возможностью углового перемещения в плоскости вращения колеса, и щелевые уплотнения, рабочее колесо снабжено упругими элементамирасположенными в ступице по обе стороны в меридианальной плоскости колеса по касательным к окружности сферической поверхности соединения, последнее размещено между ступицей рабочего колеса и валом, причем геометрический центр радиуса сферы совпадает с точкой пересечения оси вала и оси отводного канала, а щелевые уплотнения выполнены сферическими с тем же центром.Кроме того, соединение выполнено шлицевым, причем между выступами шлицев 5 10 15 20 25 30 установлены элементы качения, подпружи. .ненные со стороны вала.На фиг. 1 представлена центробежная турбомашина, продольный разрез (вариант исполнения сферического соединения опора скольжения); на фиг. 2 - то же,с опорой качения; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - схема многоступенчатого насоса, поясняющая причины возникновения радиальных сил.Устройство в варианте исполнения опоры скольжения (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 соединения 6 с возможностью углового перемещения в плоскости вращения колеса 3, и щелевые уплотнения 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 соединения б, последнее размещено между ступицей 4. и валом 5, причем геометрический центр радиуса сферы 9 совпадает с точкой пересечения 10 оси 11 вала 5 и оси 12 отводного канала 2; а щелевые уплотнения 7 выполнены сферическими с тем же центром.В варианте исполнения опоры качения (фиг. 2 и фиг. 3) соединение б выполнено шлицевым, причем между выступами 13 установлены элеМенты 14 качения, подпружиненные со стороны вала 5. Устройство работает следующим образом.В процессе нагнетания рабочее колесо 3 под воздействием статических и переменных газодинамических сил самоустанавливается, на. сферической поверхности 9 посредством упругих элементов 8, изменяя зазоры между рабочим колесом 3 и корпусом 1 и соответственно поля давлений таким образом, что силы уравновешиваются. При этом исключаются моменты, действующие на вал 5 при жестком креплении рабочего колеса 3 и которые вызывают радиальные силы. В варианте исполнения сферического соединения 6 с опорой качения под воздействием газодинамических (гидродинамических) сил угловое перемещение рабочего колеса 3 осуществляется при значительно меньших усилиях в сравнении с вариантом соединения б с опорой качения. Кроме того, между выступами 13 и ступицей рабочего колеса 3 установлены элементы 14 качения, что заменяет при повороте рабочего колеса трение скольжения на трение качения,Использование данной конструкции центробежной турбомашины позволяет автоматически согласовывать элементы проточной части, уменьшить вибрацию и снизить радиальные силы, действующие на подшипв 11015 иг ники ротора, повысить долговечность ротора, вследствие чего данная конструкция центробежной турбомашины дает возможность повысить КПД, улучшить вибрационные характеристики, автоматически уравновешивать радиальные силы и повысить надежность компрессора,Применение центробежной турбомашины с ротором с самоустанавливающимися рабочими колесами позволяет предотвратить преждевременную остановку машины и обеспечить более длительную и надежную работу технологических линий химических . производств.Таким образом, автоматическое уравновешивание . радиальных сил в центробежной турбомашине позволит получить значительный экономический эффект за счет повышения надежности технологических линий химических производств.гСоставитель С. МаксТехред И. ВересТираж 624Государственного комелам изобретений и открытсква, Ж - 35, Раушская набПатент, г. Ужгород, ул. П имовКорректор Подписное итета СССР