Способ и устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к вентиляторам для горячих газов. Способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия. Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности охлаждения, технологичности и снижение веса. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к вентиляторам для горячих газов.

Известен «ВЕНТИЛЯТОР ГОРЯЧЕГО ПОТОКА С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ» CN 2370324 [2], включающий рабочее колесо 1, расположенное ниже вентилятора 2 и отражающей пластины охлаждения 11, вентилятор 2 и отражающая пластина 11 объединены в один узел.

Недостатком устройства является низкая эффективность охлаждения, обусловленная низким коэффициентом теплопередачи от нагретого вала в окружающий воздух.

Наиболее близким техническим решением является «ВЕНТИЛЯТОР ДЛЯ ГОРЯЧИХ ГАЗОВ» SU 1209938 [1], содержащий круглую пластину (диск) для установки на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии.

Устройство обладает повышенной эффективностью по сравнению с [2] благодаря кольцевым нарифлениям.

Недостатком является низкая эффективность охлаждения, обусловленная недостаточным обдувом диска окружающим воздухом. Недостатком также является низкая технологичность и повышенный вес устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности охлаждения, технологичности и снижение веса.

Технический результат достигается тем, что способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска (из теплопроводного материала) на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия.

Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия.

Устройство может содержать воздухонаправляющую улитку для формирования потока нагретого воздуха.

Количество круглых пластин с отверстиями может быть более двух, причем они установлены на валу параллельно. Увеличение количества пластин позволит увеличить интенсивность охлаждения вала.

Отверстия могут быть каплевидной формы, расположены осесимметрично. Указанное выполнение высокотехнологично и позволит избежать дисбалансировки вала.

Устройство схематически показано на фиг. 1 (продольный разрез), фиг. 2 (поперечный разрез диска), фиг. 3 (общий вид), фиг. 4 (форма отверстия), где:

1 - двигатель;

2 - вал;

3 - приемник механической энергии;

4 - диски;

5 - отверстия;

6 - узел крепления диска к валу;

7 - улитка.

Устройство действует следующим образом: двигатель 1 вращает вал 2, на котором закреплен приемник механической энергии 3, например лопасти вентилятора горячего воздуха, например дымососа. На валу 2 посредством цангового узла крепления 6, который выполнен из теплопроводных материалов, например сплавов меди или алюминия, закреплены диски 4. На дисках 4 выполнены отверстия 5. Отверстия необходимы в количестве не менее двух для соблюдения баланса диска. Для организации потока воздуха может использоваться улитка 7.

При вращении вала двигателя цанговый узел крепления дисков, закрепленный на нем, передает тепло от вала на диски 4. Через отверстия 5 в дисках поступает воздух на их охлаждение. Воздух засасывается через отверстия за счет действия центробежных сил и сил трения, которые возникают между дисками и воздухом, и движется от вала между дисками к их периферии, отбирает тепло за счет многократного соприкосновения молекул воздуха с дисками, нагревается и выбрасывается наружу. Диски с отверстиями начинают работать как вентилятор, прокачивающий воздух через самих себя, от вала по поверхности дисков наружу. Воздух в этом случае очень интенсивно двигается от центра вала к его периферии и более эффективно охлаждает диски с отверстиями и вал двигателя дымососа не только за счет его большего количества, но и также за счет увеличения площади контакта воздуха с дисками. Этого не происходит при отсутствии отверстий в дисках, т.к. из-за высоких температур увеличивается длина свободного пробега молекул воздуха, которые нагреваются от вала и дисков, падает его плотность и между дисками у вала возникает зона разряжения воздуха и снижается интенсивность охлаждения вала. Разряжение воздуха у вала также возникает за счет действия на молекулы воздуха центробежных сил, которые стараются выбросить их из центральной части на периферию дисков, что мешает поступлению холодного воздуха к валу между дисками. В этом случае охлаждение вала и дисков без отверстий осуществляется только за счет конвекционных потоков воздуха, движущихся от вала по поверхности дисков, и оно менее эффективно, т.к. с одной стороны эти конвекционные потоки со стороны дисков тормозят встречный холодный центральный поток воздуха, направленный к валу двигателя между дисками, а с другой стороны, этот холодный поток тормозят еще, как указано выше, и центробежные силы, стараясь вытолкнуть его наружу за пределы дисков, что резко снижает количество охлаждающего воздуха, поступающего в центральную, наиболее горячую часть дисков. Именно по этой причине теплообмен без отверстий во вращающихся дисках затруднен и менее эффективен.

Отвод тепла при помощи вращающихся дисков с отверстиями напрямую зависит от их площади и от их толщины (эффективного сечения), что необходимо для обеспечения их теплопроводности (для передачи потока тепла внутри дисков от центра к периферии) и их механической прочности при вращении. При использовании в качестве материалов для дисков легких и хорошо теплопроводных сплавов, например алюминиевых, приводит к снижению их веса за счет изготовления их из очень тонких пластин (около 1,0 мм). Форма отверстий не обязательно должна быть круглой. Наиболее эффективной является форма отверстий в виде «капли», изображенная на фиг. 3. Эта форма отверстий позволяет сохранить оптимальный баланс между толщиной диска, его механической прочностью, что обеспечивает хорошую передачу тепла от вала к диску, не уменьшая плотность потока тепла в сечении диска вблизи у вала, где уменьшается его диаметр и объективно мало места для круглых отверстий, это требует вытягивания их в каплю, ориентируя ее острием к центру вала.

Технический результат - повышение эффективности охлаждения достигается увеличением интенсивности контакта воздуха с диском с отверстиями. Технический результат - повышение технологичности достигается упрощением изготовления - достаточно в пластине изготовить нескол. Технический результат - снижение веса достигается возможностью изготовления из достаточно тонкой пластины при удовлетворительном охлаждении.

Промышленное применение. Изобретение может с успехом применяться для производства и эксплуатации охладителей вала двигателей для привода с высокотемпературной механической нагрузкой, например ротора дымососа.

1. Способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, отличающийся тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия.

2. Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, отличающееся тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что содержит воздухонаправляющую улитку.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что количество круглых пластин с отверстиями может быть более двух, причем они установлены на валу параллельно.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что отверстия выполнены каплевидной формы, расположены осесимметрично.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции осевого многоступенчатого компрессора, в частности к компрессорам газотурбинных двигателей наземного и авиационного применения.

Ступень центробежного компрессора содержит вращающееся относительно статора (13) рабочее колесо (10) с несколькими со стороны ротора лопатками (12) рабочего колеса, причем каждая лопатка (12) рабочего колеса имеет входящую кромку (16) потока, выходную кромку (17) потока и продолжающуюся между входящей кромкой (16) потока и выходной кромкой (17) потока всасывающую сторону (19), напорную сторону (18) и обращенную к статору (13) внешнюю поверхность (20).

Изобретение относится к способам стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежных нагнетателей. Способ реализуют при помощи устройства, выполненного в виде размещенного вертикально гидроцилиндра, содержащего нижний корпус, верхний корпус, соединенные двухсторонним фланцем, верхнюю крышку, нижнюю крышку; верхний корпус содержит стержень, нижний корпус содержит поршень с уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой, верхняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, нижняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, при этом способ содержит этапы, на которых: поршень перемещают из верхнего положения в нижнее положение при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом, вытесняя, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата, подключают аварийный источник питания, при этом массу и диаметр стержня задают таким образом, чтобы значение перепада давления между маслом уплотнения и газом варьировалось в интервале значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

Группа изобретений относится к погружным насосным системам для выкачивания текучих сред из ствола скважины. Насосная система содержит электродвигатель, заполненный первым диэлектрическим смазочным материалом, и насос, приводимый в действие электродвигателем.

Группа изобретений относится к скважинным насосам. Многоступенчатый центробежный насос содержит корпус, вращающийся вал и первую и вторую ступени насоса.

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к турбостроению, и может быть использована в паротурбинных приводах, транспортных газотурбинных двигателях, а также в турбокомпрессорах двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для частичной компенсации осевого усилия действующего на осевой подшипник главных циркуляционных насосных агрегатов первого контура водоохлаждаемых реакторных установок, обеспечивая запуск электродвигателя насоса при полном давлении в контуре, а также для обеспечения благоприятных условий работы осевого подшипника на номинальной нагрузке.

Изобретение относится к насосам центробежным модульным, используемым для добычи жидкостей из скважин. Насос центробежный модульный содержит насосные модули с соединительными деталями, выполненными в виде вилки с кольцевыми проточками под стопорные полукольца.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к спрямляющим аппаратам компрессора газотурбинного двигателя. В спрямляющем аппарате компрессора газотурбинного двигателя, содержащем наружное кольцо, выполненное разборным и зафиксированное в составном корпусе, внутреннее кольцо и уплотнительное кольцо, выполненные разборными, лопатки, установленные в прорезях, выполненных по окружности в наружном и внутреннем кольцах соответственно, причем наружное и внутреннее кольца выполнены коническими относительно продольной оси компрессора газотурбинного двигателя, меньшие основания которых направлены в противолежащие стороны, согласно настоящему изобретению на участках лопаток, расположенных над наружным кольцом и под внутренним кольцом, выполнены поперечные прорези, в каждой из которых установлено по упругому элементу, контактирующему по обе стороны лопатки с наружной поверхностью наружного кольца или внутренней поверхностью внутреннего кольца соответственно, при этом любой из упругих элементов зафиксирован в поперечной прорези посредством установленного в ней стопорного элемента, контактирующего с его торцом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях уплотнительных узлов насосов, компрессоров и др. машин.

Изобретение относится к структуре ротора для центробежной проточной машины. Ротор 10 имеет конструкцию рабочей лопатки 14, которая расположена на ступице 12 ротора без опорного диска или бандажа. Кроме того, лопатка 14 имеет средство для эффективного промывания уплотнительной камеры за ротором 10. Уменьшается трение, уравновешивается осевое усилие, повышается коэффициент эффективности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Объектом изобретения является крышка (1) центробежного компрессора, предназначенная для крепления на картере (13, 15) газотурбинного двигателя и содержащая множество отверстий (16). Крышка (1), которая дополнительно содержит средств крепления на картере, отличается тем, что часть упомянутых средств (20) крепления находится на входе относительно отверстий (16) и доступна для крепежного инструмента (22) по меньшей мере через одно из упомянутых отверстий (16) крышки (1). Объектом изобретения является также газотурбинный двигатель, в котором используют крышку для образования герметичного объема (17), в частности, с целью отбора воздуха. Достигается облегчение монтажа крышки за счет обеспечения доступа к средствам крепления через выходную сторону, когда крышку устанавливают на место. На средствах крепления можно предварительно позиционировать стяжные средства, и в этом случае достаточно ввести крепежный инструмент через обеспечивающее к ним доступ отверстие для крепления крышки путем затягивания на картере. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к вентиляторам для горячих газов. Способ охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, включающий соосное закрепление диска на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполняют в форме плоской пластины, плоскость которой перпендикулярна направлению вала, а в диске изготавливают минимум два отверстия. Устройство охлаждения ротора и электродвигателя дымососа, содержащее диск, соосно закрепленный на валу, соединяющем двигатель и высокотемпературный приемник механической вращательной энергии, характеризуется тем, что диск выполнен в форме плоской пластины и содержит минимум два отверстия. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности охлаждения, технологичности и снижение веса. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх