Динамическая балансировка осевого усилия для центробежных компрессоров



Динамическая балансировка осевого усилия для центробежных компрессоров
Динамическая балансировка осевого усилия для центробежных компрессоров
Динамическая балансировка осевого усилия для центробежных компрессоров
Динамическая балансировка осевого усилия для центробежных компрессоров

 


Владельцы патента RU 2557143:

Нуово Пиньоне С.п.А. (IT)

Описаны система и способ динамической балансировки осевых нагрузок в центробежных компрессорах (10) для снижения остаточных осевых нагрузок на подшипники (20). Датчик или зонд (42) измеряет параметр, связанный с осевой нагрузкой, воздействующей на подшипник (20). На основе измеренного параметра управляют давлением в балансировочной камере (34) для регулировки компенсирующей осевой силы, формируемой балансировочным барабаном (28). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится в общем к центробежным компрессорам и в частности к балансировке осевого усилия в упомянутых компрессорах.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Компрессором называют установку, которая повышает давление сжимаемой текучей среды, к примеру газа, посредством использования механической энергии. Компрессоры используют во множестве различных применений, включая их эксплуатацию в качестве первой ступени газотурбинного двигателя. Газотурбинные двигатели, в свою очередь, также применяют во множестве производственных процессов, включая производство электроэнергии, сжижение природного газа и другие процессы. Среди различных типов компрессоров, применяемых в упомянутых процессах и на производственных предприятиях, используют так называемые центробежные компрессоры, в которых механическая энергия воздействует на газ, входящий в компрессор путем центробежного ускорения, ускоряющего частицы газа, например, путем вращения центробежной крыльчатки или ротора, через который проходит упомянутый газ.

[0003] Центробежные компрессоры могут оснащаться одним ротором, так называемая одноступенчатая конфигурация, или множеством роторов, расположенных последовательно, в таком случае их часто называют многоступенчатыми компрессорами. Каждая ступень центробежного компрессора, как правило, включает впускной патрубок для сжимаемого газа, ротор, который способен передавать кинетическую энергию входному газу, и выходную трубу, которая преобразует кинетическую энергию газа, выходящего из ротора, в энергию давления.

[0004] Многоступенчатые центробежные компрессоры испытывают осевое усилие, воздействующее на ротор, которое вызвано разностью давлений в различных ступенях компрессора, и перепадом момента газа, изменяющего свое направление с горизонтального на вертикальное. Упомянутое осевое усилие обычно компенсируется балансировочным поршнем и подшипником, способным выдерживать осевое усилие. Поскольку упомянутый подшипник, испытывающий осевое усилие, не может выдержать нагрузку полного осевого усилия ротора, то для компенсации большей части осевого усилия предназначен балансировочный поршень, при этом подшипник должен выдерживать остаточное, или избыточное, осевое усилие. Балансировочный поршень реализуют, как правило, в виде вращающегося диска или барабана, который надевают на вал компрессора таким образом, что каждая сторона балансировочного диска или барабана испытывает при работе различное давление. Диаметр балансировочного поршня выбирают для получения требуемой осевой нагрузки, чтобы исключить перегрузку осевого подшипника остаточной нагрузкой. Традиционные подшипники с масляной смазкой, как правило, проектируются таким образом, чтобы выдерживать осевые силы, четырехкратно превышающие максимальное остаточное осевое усилие, которое предположительно может возникнуть при нештатных условиях, например, нагрузка, имеющая импульсный характер.

[0005] Однако вследствие изменений состояния газа при работе в компрессоре компенсации, обеспечиваемой балансировочным поршнем, может быть недостаточно для исключения перегрузки подшипника. Действительно, некоторые типы центробежных компрессоров чаще других подвержены упомянутым изменениям состояния газа, например, в задачах с хранением газа для многоступенчатых центробежных компрессоров с параллельной работой, в которых разность осевых усилий между первой и второй секциями компрессора, связанная с разностью коэффициентов потока, не может быть непосредственно компенсирована балансировочным поршнем. Соответственно, традиционные подшипники с масляной смазкой, как правило, проектируются таким образом, чтобы выдерживать осевые силы, четырехкратно превышающие максимальное остаточное осевое усилие, которое предположительно может возникнуть при нештатных условиях, например, при нагрузке, имеющей импульсный характер.

[0006] Другая, недавняя, разработка включает замену традиционных подшипников с масляной смазкой на активные магнитные подшипники (active magnetic bearings, AMB) в качестве осевой (и радиальной) вращающейся опоры для вала компрессора. Подшипники AMB работают на основе электромагнитного принципа для управления осевым и радиальным смещением внутри компрессора. Кратко, AMB включают электромагнит, управляемый усилителем мощности, который регулирует напряжение (и следовательно, ток) в витках обмотки электромагнита в зависимости от сигнала обратной связи, который отражает смещение ротора компрессора в устройстве. AMB обладают преимуществом, заключающимся в том, что они не требуют масляной смазки, а это упрощает общее техническое обслуживание компрессорной системы и потенциально устраняет необходимость обеспечения уплотнения между крыльчатками и подшипником. Однако AMB имеют также недостаток, заключающийся в том, что они не могут выдерживать столь же высокое осевое усилие, как традиционные подшипники с масляной смазкой.

[0007] Таким образом, необходимо разработать и предложить способы и системы для динамической балансировки осевого усилия в описанных выше компрессорах, которые позволят преодолеть упомянутые недостатки существующих систем балансировки.

Сущность изобретения

[0008] Примеры осуществления настоящего изобретения относятся к системам и способам динамической балансировки осевых нагрузок в центробежных компрессорах для снижения остаточных осевых нагрузок на применяемые в них подшипники. Датчик или зонд измеряет параметр, связанный с осевой нагрузкой, воздействующей на подшипник. На основе измеренного параметра управляют давлением в балансировочной камере для регулировки компенсирующей осевой силы, формируемой балансировочным барабаном. Преимущества, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, описанными в настоящем документе, включают, например, уменьшение остаточных осевых сил, воздействующих на подшипники в различных рабочих условиях. Однако специалистам в настоящей области техники следует понимать, что упомянутые преимущества не должны считаться ограничением настоящего изобретения, если они явно не описаны в одном или более пунктах приложенной формулы изобретения.

[0009] В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения центробежный компрессор включает узел ротора, включающий по меньшей мере одну крыльчатку, подшипник, связанный с упомянутым узлом ротора и предназначенный для его удержания с возможностью вращения, статор, балансировочный барабан, размещенный между упомянутой по меньшей мере одной крыльчаткой и упомянутым подшипником, балансировочную камеру, заданную по меньшей мере частично внешней стороной упомянутого балансировочного барабана и имеющую соединенную с ней балансировочную линию, датчик для измерения параметра, который связан с осевой нагрузкой на упомянутый подшипник и управляющий клапан для изменения давления в упомянутой камере на основе упомянутого измеренного параметра.

[0010] В соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения способ динамической балансировки осевой нагрузки, воздействующей на подшипник в центробежном компрессоре, включает следующие шаги: измерение параметра, связанного с осевой нагрузкой, и управление давлением в балансировочной камере, находящейся вблизи балансировочного барабана в центробежном компрессоре, на основе упомянутого измеренного параметра, для динамической балансировки осевой нагрузки, воздействующей на упомянутый подшипник.

Краткое описание чертежей

[0011] Приложенные чертежи иллюстрируют примеры осуществления настоящего изобретения, причем:

[0012] на фиг.1 представлено схематическое изображение центробежного компрессора многоступенчатого типа, который может быть оснащен механизмами динамической балансировки в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения;

[0013] на фиг.2 продемонстрирована статическая балансировка осевой нагрузки в центробежном компрессоре;

[0014] на фиг.3 продемонстрирована динамическая балансировка осевой нагрузки в центробежном компрессоре в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения; и

[0015] на фиг.4 представлена блок-схема алгоритма, иллюстрирующая способ динамической балансировки нагрузки в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

[0016] Дальнейшее подробное описание примеров осуществления настоящего изобретения ссылается на приложенные чертежи. Одни и те же числовые позиции на различных чертежах обозначают одни и те же или аналогичные элементы. При этом дальнейшее подробное описание не ограничивает настоящее изобретение. Напротив, объем настоящего изобретения определяется приложенной формулой изобретения.

[0017] Для представления контекста последующего описания, касающегося систем балансировки усилия в соответствии с упомянутыми примерами осуществления настоящего изобретения, на фиг.1 схематически проиллюстрирован многоступенчатый центробежный компрессор 10, в котором подобные системы балансировки осевого усилия могут применяться. Компрессор 10 включает корпус или станину (статор) 12, в котором установлен вращающийся вал 14 компрессора, снабженный множеством центробежных крыльчаток 16. Узел 18 ротора включает вал 14 и крыльчатки 16, при этом он удерживается в радиальном и осевом направлениях посредством подшипников 20, которые размещены с каждой стороны узла 18 ротора.

[0018] Многоступенчатый центробежный компрессор работает для забора входного технологического газа из входного канала 22, для повышения давления технологического газа посредством работы узла 18 ротора и для последующего выброса технологического газа через выходной канал 24 с выходным давлением, превышающим входное давление. Технологический газ может представлять собой, например, любой из следующего: углекислый газ, сероводород, бутан, метан, этан, пропан, сжиженный природный газ или их комбинацию. Между роторами 16 и подшипниками 20 для предотвращения попадания технологического газа в подшипники 20 обеспечивают системы 26 уплотнения. Корпус 12 выполнен с возможностью закрытия и подшипников 20, и системы 26 уплотнения для предотвращения утечки газа из центробежного компрессора 10. В соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения подшипники 20 могут быть реализованы или как подшипники с масляной смазкой, или как активные магнитные подшипники. Если в качестве подшипников 20 применяют активные магнитные подшипники, то механизмы 26 уплотнения могут быть опущены.

[0019] Центробежный компрессор 10 включает также описанный выше балансировочный поршень (барабан) 28 вместе с соответствующим лабиринтным уплотнением 30. Балансировочная линия 32 поддерживает давление в балансировочной камере 34 на внешней стороне балансировочного барабана равным (или практически равным) давлению, с которым технологический газ входит через входной канал 22. Однако в соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения, описанными ниже, упомянутая балансировочная линия 32 включает управляющий клапан, который может модулировать давление в балансировочной камере 34 на основе, например, измеренной осевой нагрузки на подшипник 20, или вблизи него, в соответствии с дальнейшим более подробным описанием относительно фиг.3.

[0020] Сначала, однако, представляется полезным привести описание взаимодействия различных элементов, показанных на фиг.1, и их общей связи с осевой нагрузкой путем рассмотрения фиг.2. На фиг.2 принципиально проиллюстрированы различные силы осевой нагрузки, связанные с работой центробежного компрессора 10. В соответствии с изображением фиг.2 крыльчатки 16 прикладывают осевую нагрузку (силу) на подшипники 20 в направлении внутренней стороны (с малым давлением) компрессора 10, вследствие, например, различий между ступенями, изменения момента газа и т.п. Несмотря на его отсутствие на фиг.2 двигатель, вращающий вал 18 компрессора, будет прикладывать (практически постоянную) осевую нагрузку в противоположном направлении, то есть в направлении внешней стороны (с высоким давлением) центробежного компрессора 10. Для компенсации остаточной осевой нагрузки от крыльчаток 16 в системе спроектирован балансировочный барабан 28 для приложения осевой силы, в направлении внешней стороны, причем величина упомянутой силы основана на разности прогнозируемой осевой нагрузки от крыльчаток и мотора. Это осуществляют, например, путем проектирования системы таким образом, чтобы давление Рu технологического газа с внутренней стороны балансировочного барабана 28 было выше, чем давление Ре на внешней стороне балансировочного барабана 28, а также путем выбора балансировочного барабана соответствующего размера (диаметра) для формирования необходимой балансировочной силы. Упомянутая разность давлений создается и поддерживается путем обеспечения балансировочной линии 32 между балансировочной камерой 34 и основной линией всасывания, связанной со входным каналом 22, таким образом, чтобы давление в балансировочной камере было практически равным давлению на внутренней стороне крыльчаток 16.

[0021] В идеале, компенсация осевого усилия, обеспечиваемая балансировочным барабаном 28, обеспечит существенную компенсацию осевой нагрузки, прикладываемой к подшипникам 20 от крыльчаток 14, или по меньшей мере компенсирует достаточную величину осевой нагрузки для того, чтобы остаточная нагрузка лежала в пределах проектных технических характеристик подшипников 20. Однако в соответствии с предшествующим описанием отклонения параметров при работе подобных компрессоров и/или использование в качестве подшипников 20 АМВ может привести к тому, что остаточная нагрузка превысит проектные допуски на осевую нагрузку подшипников 20. Например, в следующей таблице 1 проиллюстрированы результаты испытания осевой нагрузки для примера центробежного компрессора 10 с шестью крыльчатками и балансировочным барабаном 28, имеющим диаметр, равный 231 мм, и вращающимся со скоростью 17000 об/мин. Данный испытательный компрессор был оснащен подшипниками АМВ в качестве подшипников 20, с номинальной проектной осевой нагрузкой около +/- 9000 Н.

Таблица 1
Скорость потока, % Осевая нагрузка двигателя,[Н] Осевая нагрузка ступеней,[Н] Осевая нагрузка барабана, [Н] Остаточная нагрузка,[Н]
141 11055 -74644 49557 -14032
140 11055 -76773 51973 -13745
·130 11055 -103554 82378 -10121
120 11055 -122331 104646 -6630
110 11055 -137399 123401 -2943
100 11055 -149200 138755 609
90 11055 -157029 150214 4241
80 11055 -161512 157971 7514
73 11055 -162875 161356 9536

Из таблицы 1 можно видеть, что для коэффициентов потока в 73%, 130%, 140% и 141% от номинальной проектной скорости потока остаточная осевая нагрузка, то есть осевая нагрузка, приходящаяся на подшипники АМВ 20 центробежного компрессора, превосходит показатели +/- 9000 H для подшипников, использованных в конфигурации, показанной на фиг.2, то есть с неуправляемой балансировочной линией 32.

[0022] В соответствии с некоторыми примерами осуществления настоящего изобретения в балансировочную линию 32 вводят управляющий клапан для обеспечения возможности автоматического управления давлением Ре, приложенного к внешней стороне балансировочного барабана 28 в соответствии с изображением фиг.3. На фиг.3 те же самые числовые позиции, что были использованы в фиг.1 и 2, относятся к тем же или аналогичным компонентам центробежного компрессора 10. Управляющий клапан 40 регулирует давление в балансировочной камере 34 для изменения противодействующей силы, формируемой балансировочным барабаном 28, например, как функции смещения подшипника 20, или осевой нагрузки на подшипник 20, измеренной датчиком или зондом 42.

[0023] Управляющий клапан 40, таким образом, управляет значением давления Ре и, соответственно, величиной компенсирующей осевой нагрузки, обеспечиваемой балансировочным барабаном 28. А именно путем закрытия управляющего клапана 40, повышают давление Ре, что уменьшает величину компенсирующей осевой нагрузки, обеспечиваемой балансировочным барабаном 28. Альтернативно, открывая управляющий клапан 40, уменьшают давление Ре, повышая, таким образом, величину осевой нагрузки, обеспечиваемой балансировочным барабаном. Когда управляющий клапан 40 полностью открыт, балансировочным барабаном 28 формируется максимальная величина компенсирующей осевой нагрузки. Поскольку величина нагрузки, обеспечиваемой балансировочным барабаном 28, в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, изменяется с возможностью управления, представляется предпочтительным спроектировать балансировочный барабан таким образом, чтобы его максимальная компенсирующая осевая нагрузка превышала компенсирующую нагрузку традиционных статических компенсирующих барабанов (например, путем использования более крупного балансировочного барабана 28 в системе), поскольку в упомянутых примерах осуществления настоящего изобретения существует возможность уменьшать величину обеспечиваемой компенсации путем закрытия, если это необходимо, управляющего клапана 40.

[0024] Как указано выше, управляющим клапаном 40 управляют на основе сигнала обратной связи от зонда или датчика 42, отражающего величину осевой нагрузки, которую подшипник 20 испытывает в данное время. Измерения могут выполняться упомянутым зондом или датчиком 42 периодически, и отчет о них может передаваться обратно в управляющую логику 44, которая связана с управляющим клапаном 40, для реализации любого требуемого управляющего алгоритма для открытия или закрытия клапана 40, в соответствии с необходимостью регулирования для изменений в процессе работы, в результате которых происходит увеличение (или уменьшение) остаточной нагрузки на подшипники 20. Один из примеров связи между измеренной осевой нагрузкой и работой управляющей логики 44 для управления давлением газа с использованием клапана 40 рассмотрен ниже на примере таблицы 2. Управляющая логика 44 может быть выполнена в виде ASIC, FPGA, компьютера или процессора иного типа и может быть реализована исключительно в виде аппаратного обеспечения, исключительно в виде программного обеспечения или в виде какой-либо их комбинации. Датчик или зонд 42 может быть любым из множества различных типов. Например, если подшипник 20 является подшипником АМВ, то может применяться индуктивный датчик или зонд, например, для измерения смещения подшипника 20 под действием осевой нагрузки может использоваться потенциометрический датчик линейных перемещений (linear potentiometric displacement transducer, LPDT). Альтернативно, если подшипник 20 представляет собой подшипник с масляной смазкой, то более подходящей реализацией датчика или зонда 42 может быть вихретоковый датчик или зонд. Как альтернативы могут применяться другие типы датчиков, например, пьезоэлектрические, или датчики, измеряющие давление масляной пленки в подшипнике.

[0025] В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения управляющая логика 44 может включать пропорционально-интегрально-дифференциальный (proportional integral derivative, PID) контроллер, который автоматически, в замкнутой петле, изменяет давление в камере 34 балансировочного барабана, в зависимости от измеренного осевого усилия в установке. Например, для подшипников АМВ токи в витках обмотки АМВ отражают осевое усилие, управляемое системой. В частности, если ток в витках подшипника АМВ, испытывающего осевое усилие, превосходит заданное значение (порог), то управляющая логика 44 может воздействовать на клапан 40 посредством простого РID-контроллера. В соответствии с некоторыми примерами осуществления настоящего изобретения система управления может быть спроектирована с использованием смещения (значения гистерезиса) для предотвращения неустойчивых колебаний около какого-либо значения осевого усилия.

[0026] Были проведены испытания для оценки системы в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированными на фиг.3, для определения ее способности обеспечивать более эффективное управление остаточной нагрузкой на подшипники 20. В испытаниях использовался тот же тип центробежного компрессора 10, который испытывался выше для формирования результатов в таблице 1, то есть центробежный компрессор с шестью крыльчатками, вращающимися со скоростью 17000 об/мин, за исключением того, что балансировочный барабан 28 был увеличен в размерах и имеет диаметр, равный 247 мм, для обеспечения несколько более высокой способности компенсации осевой нагрузки в данной системе динамической балансировки. Результаты испытаний приведены ниже в Таблице 2.

Таблица 2
Скорость потока, % Осевая нагрузка двигателя,[Н] Осевая нагрузка ступеней,[Н] Входная осевая нагрузка,[Н] Осевая нагрузка барабана, [Н] Остаточная нагрузка, [Н]
141 11055 -74644 60 63141 -448
140 11055 -76773 60 66470 752
130 11055 -103554 65 92105 -394
120 11055 -122331 69 109779 -1497
110 11055 -137399 72 125865 -479
100 11055 -149200 75 137265 -881
90 11055 -157029 77 146551 577
80 11055 -161512 79 150734 277
73 11055 -162875 80 152146 326

[0027] В таблице 2 можно увидеть, что давление Ре в балансировочной камере 34 изменяется по меньшей мере при большинстве различных значений скорости потока в таблице под управлением клапана 40. Управляющим клапаном 40 управляют с помощью датчика или зонда 42 и управляющей логики 44 так, что его сильнее закрывают (уменьшают давление Ре) для более высоких скоростей потока и сильнее открывают (увеличивают давление Ре) для более низких скоростей потока. Как можно увидеть из столбца остаточной нагрузки, это позволяет управлять остаточной нагрузкой на подшипник 20 в гораздо более узком диапазоне, чем было возможным без динамического управления в соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения. Действительно, теперь значения легко укладываются в расчетные допуски для осевой нагрузки, выдерживаемой подшипниками АМВ (+/- 9000 Н). Следует отметить, что в данном примере номинальное давление в балансировочной камере (то есть когда управляющий клапан 40 полностью открыт) рассматриваемой испытательной установке составляет 52 (5,2 МПа) бар. Специалистам в настоящей области техники следует понимать, что параметры, использованные в упомянутых испытательных установках, связанных с таблицами 1 и 2, во всех отношениях являются исключительно иллюстративными.

[0028] Следует также понимать, что примеры осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность оснащения центробежных компрессоров подшипниками, способными выдерживать меньшие осевые усилия, поскольку осевая нагрузка на упомянутые подшипники управляется более эффективно. В дополнение, подобные компрессоры потенциально имеют более высокий коэффициент готовности за счет уменьшения остаточной нагрузки на подшипники. Способ управления остаточной осевой нагрузкой в подобных компрессорных системах в соответствии с различными примерами осуществления настоящего изобретения может выполняться в соответствии с иллюстрацией блок-схемы алгоритма на фиг.4. На фиг.4, на шаге 100, измеряют параметр, связанный с осевой нагрузкой на подшипник. Затем, на шаге 102, управляют давлением в балансировочной камере, расположенной вблизи балансировочного барабана в центробежном компрессоре, на основе упомянутого измеренного параметра, для динамической балансировки осевой нагрузки, воздействующей на упомянутый подшипник.

[0029] Описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения предназначены для иллюстрации, а не для ограничения настоящего изобретения. Соответственно, настоящее изобретение допускает множество вариаций в деталях его реализации, которые могут быть выполнены на основе описания, приведенного в настоящем документе, специалистами в настоящей области техники. Все подобные вариации и модификации следует считать попадающими в объем настоящего изобретения, заданный приложенной формулой изобретения. Ни один элемент, действие или инструкция, использованная в описании настоящей заявки, не должны считаться критичными или необходимыми для настоящего изобретения, если это явно не указано. Также в настоящем документе выражение "один из" подразумевает включение одного или более элементов.

1. Центробежный компрессор (10), включающий:
узел (18) ротора, включающий по меньшей мере одну крыльчатку (16);
подшипник (20), связанный с упомянутым узлом (18) ротора, для его удержания с возможностью вращения;
статор (18);
балансировочный барабан (28), размещенный между упомянутой по меньшей мере одной крыльчаткой (16) и упомянутым подшипником (20);
балансировочную камеру (34), заданную по меньшей мере частично внешней стороной упомянутого балансировочного барабана (28) и имеющую соединенную с ней балансировочную линию (32);
датчик (42) для измерения параметра, который связан с осевой нагрузкой на упомянутый подшипник (20); и
управляющий клапан (40) для изменения давления в упомянутой балансировочной камере (34) на основе упомянутого измеренного параметра.

2. Центробежный компрессор по п.1, также включающий:
управляющую логику, выполненную с возможностью приема выходного сигнала упомянутого датчика и управления упомянутым управляющим клапаном в соответствии с заранее заданной функцией.

3. Центробежный компрессор по п.2, в котором упомянутую заранее заданную функцию выполняют для увеличения давления в упомянутой балансировочной камере, когда упомянутая осевая нагрузка на упомянутый подшипник превышает заранее заданное значение.

4. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый подшипник является активным магнитным подшипником.

5. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый подшипник является подшипником с масляной смазкой.

6. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый измеряемый параметр представляет собой смещение подшипника.

7. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый измеряемый параметр представляет собой осевую нагрузку на упомянутый подшипник.

8. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый датчик является индуктивным датчиком.

9. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый датчик является пьезоэлектрическим датчиком.

10. Центробежный компрессор по любому из пп.1-3, в котором упомянутый датчик является вихретоковым датчиком.

11. Способ динамической балансировки осевой нагрузки, воздействующей на подшипник (20) в центробежном компрессоре (10), включающий:
измерение параметра, связанного с осевой нагрузкой; и управление давлением в балансировочной камере (34), находящейся вблизи балансировочного барабана (28) в упомянутом центробежном компрессоре (10), на основе упомянутого измеренного параметра для динамической балансировки осевой нагрузки, воздействующей на упомянутый подшипник (20).

12. Способ по п.11, в котором упомянутый шаг управления включает также:
открытие или закрытие клапана, соединенного с балансировочной линией, управляющей упомянутым давлением в упомянутой балансировочной камере.

13. Способ по п.11 или 12, в котором упомянутый шаг управления выполняют для увеличения давления в упомянутой балансировочной камере, когда упомянутая осевая нагрузка на упомянутый подшипник превышает заранее заданное значение.

14. Способ по любому из пп.11-12, в котором упомянутый подшипник является активным магнитным подшипником.

15. Способ по любому из пп.11-12, в котором упомянутый подшипник является подшипником с масляной смазкой.



 

Похожие патенты:

Cистема насоса с непосредственным приводом предназначена для использования при перекачивании жидкостей из глубоких скважин. В насосе с непосредственным приводом подшипники или втулки имеют оптимальный шаг, учитывая различные эксплуатационные соображения, такие как нагрузка, путь, давление и натяжение.

Предложены ротор для компрессора и способ его сборки. Ротор содержит первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора; стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике.

Изобретение относится к области вентиляторостроения и касается вентиляторов, предназначенных для перемещения высокотемпературных газовых сред. Вентилятор содержит рабочую камеру, в которой размещено рабочее колесо, закрепленное на ведомом валу, муфту, включающую в себя совмещенную с ведущим валом ведущую полумуфту и скрепленную с ведомым валом ведомую полумуфту, причем ведущая и ведомая полумуфты установлены с зазором, и электродвигатель.

Группа изобретений относится к балансировке турбонасосов для космических двигателей. Насос содержит статор (112) и ротор, содержащий рабочее колесо (111), через которое проходит проточный тракт (114) для текучей среды.

Турбокомпрессор (10, 10′), приводимый в действие отработавшими газами, для двигателя внутреннего сгорания содержит датчик (32) частоты вращения и элемент (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки для осевой фиксации по меньшей мере одного подшипника (24, 26) вала (22) турбокомпрессора.

Изобретение относится к насосам с магнитным приводом и может быть использовано в производственных процессах, связанных с коррозионной жидкостью. Технический результат состоит в обеспечении использования в высококоррозийных условиях и условиях высоких температур до 200°С для улучшения жесткости передней опоры.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в области ракетостроения, в турбонасосных агрегатах жидкостных и ядерных ракетных двигателей.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных многоступенчатых центробежных насосах для добычи нефти и пластовой жидкости из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов. В рабочем колесе центробежного вентилятора, содержащем несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет со стороны рабочей поверхности в области выходной части накрылок, установленный с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую торцевую поверхности и вихревую камеру, сообщающуюся тангенциально с конфузорным зазором, на его выпуклую торцевую поверхность.

Электрический погружной насос в соответствии с одним или более аспектами настоящего изобретения содержит корпус, статор, установленный в корпусе, вал, установленный с возможностью вращения внутри корпуса, и подшипник ротора, содержащий карбидную втулку подшипника, прикрепленную к валу металлическим элементом.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры в первичном потоке двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя. Изобретение предоставляет устройство для измерения температуры на входе компрессора в проточном канале первичного потока двухконтурного турбореактивного двигателя. Устройство содержит воздухонепроницаемую пустотелую конструкцию, образующую соединительный кронштейн (36b) разделительного корпуса (30) турбореактивного двигателя и выполненную с возможностью радиально проходить через проточный канал (16) для первичного потока, и проточный канал (18) для вторичного потока турбореактивного двигателя. Соединительный кронштейн (36b) имеет по меньшей мере одно воздухозаборное отверстие (44), открывающееся в проточный канал первичного потока на входе компрессора, и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие (46), выполненное так, чтобы вести в зону турбореактивного двигателя, где окружающее давление меньше давления в проточном канале первичного потока на входе компрессора. Устройство включает в себя датчик (48) температуры, чувствительный элемент которого размещен внутри соединительного кронштейна. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для откачивания насосом использованной или сточной воды. Всасывающее соединение предназначено для соединения всасывающей трубы с центробежным насосом, установленным сухим, содержащее первый и второй фланцы. Первый фланец включает в себя центрально расположенное сквозное отверстие и выполнен с возможностью соединения с выходом всасывающей трубы. Второй фланец включает в себя центрально расположенное сквозное отверстие и выполнен с возможностью соединения с входом центробежного насоса. Всасывающее соединение содержит первую муфту трубы, выполненную с возможностью перемещения в осевом направлении, видимом в направлении потока, между рабочим положением, в котором упомянутая первая муфта трубы соединяет с возможностью разъединения первый фланец и второй фланец, и, таким образом, приводит сквозное отверстие первого фланца в связь по текучей среде со сквозным отверстием второго фланца, и положением обслуживания, в котором первая муфта трубы расположена на расстоянии от второго фланца и, таким образом, имеется доступ к сквозному отверстию второго фланца. Обеспечивается усовершенствованное всасывающее соединение первоначально определенного типа, которое делает возможным очищать впускное отверстие центробежного насоса и/или рабочее колесо без необходимости удаления устройства привода из гидравлического устройства. 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

Центрирующее устройство содержит поворотную часть, выполненную с возможностью поворота вокруг первой оси, которая проходит вдоль осевого направления отверстия, выполненного в поворотной части, ролик, прикрепленный к первому концу поворотной части и выполненный с возможностью вращения, стержень, прикрепленный ко второму концу поворотной части и выполненный с возможностью перемещения вдоль второй оси, пружинный механизм, в котором расположена часть указанного стержня и который выполнен с возможностью приложения поджимающей силы к поворотной части, и корпус для стержня, выполненный с возможностью размещения в нем конца указанного стержня. Изобретение направлено на невозможность смещения ведущего кольца, а также снижение теплового расширения входного направляющего лопаточного аппарата. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение изобретения в энергетике, судостроении и авиации. В шнекоцентробежном насосе используется двухвальная схема работы, где имеются высокооборотная и низкооборотная ступени. Шнекоцентробежный насос имеет ротор с центробежным колесом (1) и предвключенный низкооборотный шнек (5) с наружным бандажом (7) и втулкой (6), установленный раздельно с ротором. Крутящий момент на предвключенный шнек (5) передается с помощью гидродинамической муфты, содержащей винтовую втулку на переднем уплотнении центробежного колеса (1) и винтовую нарезку (8) противоположного направления на внутренней поверхности бандажа (7) шнека (5). Шнек (5) установлен в подшипниках (11-13) скольжения и имеет камеру (9) подшипника, в которую с помощью нарезки (8) подает жидкость, поступающая через отверстие (10) на питание подшипников (11-13). Подшипники (11-13) имеют на внутренней поверхности корпуса (15) вкладыши, на рабочие поверхности которых нанесено комбинированное износостойкое антифрикционное минеральное покрытие (14), в состав которого входят минералы природного происхождения. Изобретение направлено на улучшение кавитационных характеристик насосов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к подшипниковым опорам, регулируемым относительно соосности или осевого положения. Изобретение может быть использовано в соответствующих конструктивных узлах насосов необъемного вытеснения с подшипниками любого типа, например в энергетических лопастных насосах (в частности, питательных и т.п., а также в главных циркуляционных насосных агрегатах водоохлаждаемых реакторных установок, например на атомных электростанциях). Изобретение может быть использовано и в узлах центрирования вала (ротора) относительно корпуса (статора) других машин, таких как компрессоры, электрические машины, крупные редукторы. Предложена подшипниковая опора, образованная группой деталей кронштейн, кольцо, корпус. В кронштейне устанавливаются последовательно кольцо и корпус. В корпусе размещен и закреплен в осевом направлении подшипник, кронштейн в свою очередь жестко закреплен на изделии. Кольцо свободно перемещается относительно кронштейна в вертикальном направлении. Корпус свободно перемещается относительно кольца в горизонтальном направлении. Перемещение кольца относительно кронштейна определяет вертикальное перемещение оси подшипника относительно геометрической оси изделия, перемещение корпуса относительно кольца в свою очередь определяет горизонтальное перемещение оси подшипника. Регулирование положения кольца и корпуса реализовано относительно кронштейна посредством винтов, с резьбовой парой винт-кольцо и винт-корпус. Винты зафиксированы в кронштейне в осевом направлении за счет штифтов. Расположение винтов совпадает с осями перемещения кольца и корпуса. Фиксация корпуса относительно кронштейна в осевом направлении выполнена посредством болтового соединения. Для обеспечения свободного регулирования отверстия под болт в кронштейне и в кольце выполнены с гарантированным зазором. Технический результат: повышение эргономических показателей узла и повышение технологичности деталей и сборки опоры. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование: устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора. Устройство крепления рабочего колеса диагонального вентилятора, содержащее рабочее колесо, ступицу и конец вала электродвигателя, соосно установленные внутри цилиндрического корпуса диагонального вентилятора с возможностью его демонтажа, при этом рабочее колесо выполнено в виде двух полых усеченных конусов с диагональными лопатками, соединение ступицы с рабочим колесом выполнено при помощи колец и шпангоутов, а крепление ступицы с концом вала электродвигателя выполнено с помощью скользящей посадки и термофиксирующего элемента. При этом на верхнем шпангоуте предусмотрен монтажный люк, крышка которого аэродинамически сопряжена с внешней поверхностью внутреннего усеченного конуса. Изобретение направлено на простоту его изготовления и монтажа, а также на повышение эффективности и надежности в процессе его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к упорным подшипникам центробежного насоса, используемого в электрических погружных скважинных насосах. Насос имеет неподвижный диффузор с отверстием. В отверстие диффузора запрессован упорный подшипник, имеющий криволинейную внутреннюю область. Во внутреннюю область упорного подшипника плотно вставлена упорная пята, сопряженная с внутренней областью. Упорная пята закреплена шпонкой на валу и передает усилие от вращающегося рабочего колеса насоса к диффузору через упорный подшипник. Криволинейная поверхность упорного подшипника обеспечивает передачу как осевых, так и радиальных усилий, исключая необходимость использования нескольких упорных подшипников. За счет увеличенной площади криволинейной поверхности упорный подшипник может работать с большими нагрузками. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно узлу герметизации вала вертикального насоса двустороннего всасывания. Насос содержит узел корпуса, вал и интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа. Узел корпуса имеет внутреннюю часть и охватывающую трубку, выполненную с возможностью размещения неподвижной опоры и содержания смазочного масла. Вал выполнен с возможностью вращения относительно неподвижной опоры. К валу прикреплен вращающийся уплотнитель с вращающейся уплотняющей поверхностью. Интегральный механический торцевой уплотнитель сильфонного типа выполнен как единый элемент. Уплотнитель имеет неподвижные концы, один из которых наложен на неподвижную опору и соединен с ней путем зажима, а другой - имеет неподвижную уплотняющую поверхность, соединенную с вращающейся уплотняющей поверхностью вала с обеспечением уплотнения. Уплотнитель оснащен промежуточной частью сильфонного типа с двумя расширенными частями, при сжатии прижимающими неподвижную уплотняющую поверхность к вращающейся уплотняющей поверхности и компенсирующими большие изменения расстояния между неподвижной и вращающейся уплотняющими поверхностями. Изобретение направлено на обеспечение герметизации смазочного масла, содержащегося внутри охватывающей трубки, так чтобы предотвратить утечку смазочного масла, а также изолировать и сохранить чистоту смазочного масла. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к движителям аппаратов вертикального взлета и посадки и может быть использовано в устройствах для перемещения газов или в качестве ступени компрессора. Вентилятор состоит из двух наборов лопастей, соосно вращающихся во встречных направлениях. Первый набор, увлекая максимально возможную массу газа, придает ей осевое, радиальное и тангенциальное ускорения и направляет газ во второй набор лопастей. Второй набор лопастей путем торможения радиального и тангенсального составляющих скоростей газа перенаправляет его на направление движения, параллельное оси вращения вентилятора, и придает газу дополнительное ускорение в осевом направлении. Изобретение направлено на повышение КПД движителя 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к радиальным колесам с вперед загнутыми лопатками для вентиляторов и компрессоров. Радиальное рабочее колесо содержит передний 1 и задний 2 диски, установленные между ними вперед загнутые лопатки 3 с образованием между ними межлопаточных каналов 9 с уменьшающейся площадью в поперечном сечении по мере удаления от входа 5 к выходу 6 из радиального рабочего колеса. Вентиляторный блок образован установленными в корпусе 10 радиальным рабочим колесом и спрямляющим аппаратом, выполненным в виде радиального диффузора с передним 12 и задним 13 кольцами, между которыми на выходе 15 могут устанавливаться лопатки 14 или аэродинамические гребни 16, примыкающие к кольцам 12 и 13. Технический результат: повышение статической составляющей полного давления и КПД. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх