Турбодетандер

 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в турбостроении. Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения расхода газа на смазку подшипников. Турбодетандер снабжен закрепленными в корпусе датчиками 10 и электродвигателями, включающими статорную и роторную обмотки 5 и 4. Ротор 1 выполнен ступенчатым, подшипники - в виде роликов 2, равномерно расположенных вокруг ротора 1, прижатых к нему наружной выпуклой поверхностью и насаженных на соответствующее количество корпусных втулок 7, внутри которых установлены электромагниты подшипников. На внутренней поверхности ролков закреплены опорные гильзы 3 из магнитопроводящего материала, а на их наружной поверхности в средней части размещены роторные обмотки, вокруг которых в корпусе закреплены статорные обмотки электродвигателей, уплотнительный элемент ротора со стороны тормозного колеса выполнен в виде плавающих колец 11 с газостатическим подвесом, а внутренняя полость корпуса соединена с входным патрубком трубодетандера. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„1599629 (gj)q F 25 Б 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й НОМИТЕТ

IlG ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4495046/23-06 (22) 13.10.88 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О. Макарова (72) А.И. Тарабрин, А.Г. Чумак, А.К. Чередниченко и А.Г, Емец (53) 621.575 (088.8) (56) Давыдов А.Б. и др. Расчет и конструирование турбодетандеров.

М.: Машиностроение, 1987, с. 200.

2 (54) ТУРБОДЕТАНЛЕР (57) Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в турбостроении. Делью изобретения является повышение экономичности путем снижения расхода газа на смазку подшипников. Турбодетандер снабжен закрепленными в корпусе датчиками 10 и электродвигателями, включающими статорную и роторную обмотки 5 и 4, Ротор 1 выполнен ступенчаСЛ с© Ф

©)

Ю Ф

1599629

45 тым, подшипники — н виде роликов 2, равномерно расположенных вокруг ро— тора 1, прижатых к нему наружной выпуклой поверхностью и насаженных на соответствующее количество корпусных

5 втулок 7, внутри которых установлены электромагниты подшипников. На внутренней поверхности роликив закреплены опорные гильзы 3 из магнито- 10 проводящего материала, а «а их наружИзобретение относится к холодильной технике, а точнее к турбодетандерным установкам.

Целью изобретения является rroerrme- 20 ние экономичности путем снижения расхода газа на смазку подшипников.

На фиг. 1 представлена схема предложенного турбодетандера; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1.

Турбодетандер содержит ротор 1, имеющий ступенчатую конфигурацию, который находится в фрикционном зацеплении с роликами 2 с соответствующей конфигурацией наружной поверхности 30 (она может быть покрыта напылением полиамида типа капролана или прочного текстолита, способного выдержать перегрузки на разрыв при соответствующих окружных скоростях). Ролики 2 выполнены из магнитонепроницаемого (немагнитного) материала, а на внутренней вогнутой поверхности размеще- ° ны опорные гильзы 3 из магнитопроводящего материала. Необходимость по- 40 следних диктуется спецификой электромагнитных подшипников. На наружной выпуклой поверхности роликов 2 в средней их части размещены роторные обмотки. 4, которые охватывают статор- ные обмотки 5 электродвигателя.

Последние размещены в корпусе турбодетандера 6. Ролики 2 насажены на корпусные втулки 7, внутри которых находятся электромагнитные обмотки 50 подшипников 8. На корпусных втулках

7 размещены шариковые подшипники 9, являющиеся ограничителями для роликов 2. В корпусе турбодетандера 6 размещены датчики 10 системы регулирования магнитных подшипников, На противоположном от рабочего колеса конце ротора установлены газоста иной поверхности в средней части размещены роторные обмотки, вокруг которых в корпусе закреплены статорные обмотки электродвигателей. Уплотнительный элемент ротора со стороны тормозного копеса выполнен в виде плавающих колец 11 с газостатическим

Подвесом, а внутренняя полость корпуса соединена с входным патрубком бодетандера. 2 ил.

1 ческие уплотнения с плавающими кольцами 11, Турбодетандер работает следующим образом, На электромагнитные обмотки подшипников 8, размещенные в корпусных втулках 7, которые установлены в корпусе детандера б, подается напряжение. Между корпусными втулками 7 и опорными гильзами 3 роликов 2 возни- кает рабочий зазор электромагнитных подшипников. Ролики 2 выходят из соприкосновения с шарикоподшипниками 9 и своей наружной выпуклой поверхностью, имеющей соответствующую конфигурацию, входят во фрикционное зацеппение с соответствующей поверхностью ротора 1. Последний занимает центральное рабочее положение, подается газ на надувные уплотнения, которые самоустанавливаются относительно ротора 1. Ротор 1 приводится во вращение, которое передается роликам 2, а статические и динамические нагрузки от ротора 1 воспринимают электромагнитные подшипники, В случае, если окружная скорость роликов 2 станет меньше, чем у ротора 1, то ее можно увеличить, подав напряжение на статорные обмотки 5 электродвигателя. Последние, взаимодействуя с роторными обмотками 4, приложат к роликам 2 дополнительный крутящий момент и придадут им ту же окружную скорость, чт6 .и ротора 1.

Регулировку магнитных подшипников обеспечивают датчики 10, установленные в корпусе детандера 6. При остановке детандера, когда ротор 1 уменьшает свою частоту вращения, во фрикционном зацеплении ролик-ротор может возникнуть опасность проскальi599629 зывания, так как трение в магнитнь«х подшипниках черезвычайно мало, а и««ерция роликов 2 вследствие их массы велика. Тогда с помощью обмоток 4 и

5 осуществляется торможение роликов 2, 5 .Формула изобретения

Турбодетандер, содержащий выходной

lÎ .и входной патрубки, сообщенный с последним корпус, в котором на подшипниках установлен ступенчатый ротор с уплотнительным элементам со стороны тормозного колеса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше— ния экономичности путем снижения расхода газа на смазку подшипников, до-.

А-А волнительно содержит установленные в корпусе датчики и электродвигатели с статорными и роторными обмотками, при этом подшипники выполнены электро««;.«г««итнь«ми в виде равномерно расположенных вокруг ротора и сообщенных с «им роликов из магнитонепроницаемо. го материала, установленных на втулки, внутри которых размещены электромагниты подшипников, а на их наружной поверхности установлены роторные обмотки электродвигателей, статорные об««отки которь«х размещены вокруг роторных и закреплены в корпусе, причем у««.««от««ительнь«««элемент выполнен в виплавающих колец с гидростатическим полвесом.