Турбодетандер

 

3 4, «! .,ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< >724893

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнигельяое к авт. свиЛ-By— (22) Заявлено 29.06.78 (21) 2641472i23-06 (51) Ч Кi г F 25 В 11/00 с присоединением заявки № —.

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.80

СССР

Ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.515:621, .57.012.4 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Г. Миронов (71) Заявитель

1 ! (54) ТУРБОДЕТАНДЕР

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к ту рбомашинам в системах кондиционирования воздуха.

Известен турбодетандер системы кондиционирования воздуха, содержащий установленное на валу турбинное колесо в виде диска. с укрепленными на нем с одной стороны рабочими лопатками, а с другой— лопатками импеллера (1).

Недостатком указанного турбодетандера является то, что осевые усилия на опоры уменьшены путем частичного выравнива-, ния давлений воздуха с обеих сторон диска колеса с помощью сквозных отверстий в ,диске,и уплотнения. Так как полностью вьгравнять давление воздуха с двух сторон диска колеса невозможно, то осевое усилие на рото1р со стороны колеса может оказаться значительным. Кроме того осевые усилия на опоры со стороны турбины и вентилятора, складываясь могут подвергать опоры ротора большим осевым нагрузкам, достигающим 40 — 50 кг. Это обуславливает на практике в условиях эксплуатации высокие удельные нагрузки в опорах, снижающие их надежность и ресурс, Цель изобретения — повышение эффективности разгрузки ротора в осевом наУказанная цель достигается тем, что лопатки импеллера расположены равномерно по окружности в плоскости; параллельной плоскости диска и укреплены на нем

5 посредством кольцевого выступа.

На фиг. 1 изображен турбодетандер, общий вид; на фиг. 2 — вид по стрелке А иа фиг. 1; на фиг. 3 — сечение  — В на фиг. 2; на фиг. 4 —. схема ротора на опорах.

Турбодетандер содержит корпус 1 с установленным в нем на опорах 2 ротором 8, на котором закреплено колесо 4 турбины с рабочими лопатками 5, отверстиями б и уплотнением 7. На колесе со стороны,.противоположной рабочим лопаткам 5 установ лены вспомогательные осевые лопатки 8 на выступах 9 на некотором расстоянии от диска колеса 4 под углом к окружному направлению колеса. Во время работы турбодетандера при вращении ротора 3 с рабочим колесом 4 на вспомогательных осевых лопатках 8 создается подъемная аэродинамическая сила F, которая действует з осевом направлении, разгружая колесо 4 от осевых нагрузок.

В зависимости от того, в какую сторону по отношению к плоскости вращения рабочего колеса 4 наклонены вспомогательные лопатки 8 под углом а к окружному

724893

1 направлению, будет зависеть направление действия аэродинамических сил F. При

«раскрытии» лопаток 8 по отношению к направлению вращения колеса (угол а положителен), подъемная сила F, действующая на вспомогательную лопатку, будет направлена от диска колеса 4. При «за...крытии» лопаток (угол а отрицателен), подъемная сила F будет направлена к диску колеса 4. Изменение направления наклона вспомогательных лопаток по отношешению к плоскости вращения, его величины и числа лопаток на колесе позволяет создавать суммарную осевую аэродинамическую силу, действующую на рабочее колесо турбомашины при вращении ротора в

Широких пределах. Расчеты показывают, что при окружной скорости U=300 м/сек и площади S лопатки 3 см, величина аэродинамической силы, действующей на лопатку в осевом направлении составит

Яу

Р

F =Gy. У . j=1, I 0,9. 10".З. 10-" = З i:., где Gy 1,1 — коэффициент подъемной си лы профиля"лойатки.

При числе вспомогательных лопаток

n=8, осевая сила, действующая на колесо, составит 24 кг. Разгрузка осевых опор ротора с помощью аэродинамических сил особенно целесообразна для турбодетандеров на газовых опорах, которые имеют низ5 кую несущую способность.

Формула изобретения

Турбодетандер системы кондициониро10 вания воздуха, содержащий установлен,= ное на валу турбинное колесо в виде диска с укрепленными на нем с одной стороны рабочими лопатками, а с другой — лопатками импеллера, отличающийся тем, Ы что, с,. целью повышения эффективности разгрузки ротора в осевом направлении, путем создания аэродинамических сил, лопатки импеллера расположены равномерно по окружности в плоскости, параллельной плоскости диска и укреплены на нем посредством кольцевого выступа.

Источник, информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹" 568806, кл. F 25 В ll/00, 1974 (прототип) .

724893

Составитель А. Коломейцева

Техред А. Камышникова Корректор С. файн

Редактор Г. Прусовн

I 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., — — — Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

° !

Заказ 229/335 Изд. № 233 Тираж 583 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий д 4/5