Патент на изобретение №2382247

(54) ОПОРА СКОЛЬЖЕНИЯ РАДИАЛЬНАЯ ВОДЯНАЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к энергомашиностроению, и может применяться при создании паровых и газовых турбин (в том числе для привода электрогенераторов), а также компрессоров, вентиляторов и других устройств там, где имеются высокооборотные роторы. Опора содержит корпус (1) с подшипником (2) имеющим трущуюся поверхность (3), вал (6), цапфу (7) с трущейся поверхностью (8). В опору входит примыкающий торцевой поверхностью неподвижного винтового элемента (4) с одной стороны к подшипнику (2) лабиринтно-винтовой насос (ЛВН) (26), который предназначен как средство подачи смазывающей жидкости в кольцевой зазор А между поверхностями (3) и (8). Опора также содержит основные магистрали входа (11) в опору и слива (13) из нее смазывающей жидкости. Кроме того, опора содержит пусковой насос (18) с магистралью подвода (19) к опоре смазывающей жидкости под давлением и, по меньшей мере, две дополнительные магистрали выхода (20) и (21). Магистраль (19) соединена с группой расположенных по окружности подшипника (2) радиальных отверстий (25), каждое из которых сообщено с кольцевым зазором А. Первое лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ) (28) примыкает к ЛВН (26) через кольцевую полость входа (12), соединенную как с магистралью (20), так и с магистралью (11). Второе ЛВУ (27) примыкает торцевой поверхностью неподвижного винтового элемента (5) с другой стороны к подшипнику (2) и разделено по длине на две части кольцевой полостью (29), соединенной с магистралью (21). ЛВУ (27) и (28) и вентили (15), (16), (17), (22), (23) и (24) обеспечивают заданную циркуляцию смазывающей жидкости при запуске опоры и в процессе работы опоры. Технический результат: увеличение длительности эксплуатации опоры за счет исключения сухого трения при пусках и остановах. 1 ил.

Опора скольжения радиальная водяная (далее – опора) относится к машиностроению, преимущественно к энергомашиностроению, и может применяться при создании паровых и газовых турбин (в том числе турбин для привода электрогенераторов), а также компрессоров, вентиляторов и других устройств там, где имеются высокооборотные роторы.

Известны опоры, работающие на воде или других маловязких жидкостях, содержащие: корпус опоры с подшипником (имеющим трущуюся поверхность); вал, цапфу вала с трущейся поверхностью и встроенный в опору и закрепленный на валу и корпусе опоры лабиринтно-винтовой насос (ЛВН), примыкающий торцевой поверхностью к подшипнику (с одной стороны), а также основные магистрали входа и слива смазывающей жидкости. ЛВН предназначен как средство подачи смазывающей жидкости под давлением в кольцевой зазор между трущимися поверхностями подшипника и цапфы вала (далее – кольцевой зазор А), см. [1], прототип.

Известны опоры, содержащие кроме основного насоса для подачи смазывающей жидкости в зазоры между трущимися поверхностями еще и пусковой насос с магистралью подвода смазывающей жидкости под давлением, см. [2].

Однако приведенные по [1] опоры не обеспечивают отсутствия касания трущихся поверхностей (так называемого сухого трения) на нерасчетных частотах вращения вала при пусках и остановах в связи с тем, что ЛВН при этом не выдает расчетного давления смазывающей жидкости. А приведенные по [2] опоры могут работать только на масле в качестве смазывающей жидкости и не могут работать на воде и других маловязких жидкостях.

Задачей предлагаемого устройства является исключение сухого трения при пусках и остановах и, как следствие, увеличение длительности эксплуатации опоры работающей на воде и других маловязких жидкостях.

Это достигается тем, что опора имеет пусковой насос с магистралью подвода смазывающей жидкости под давлением и, по меньшей мере, две дополнительные магистрали выхода смазывающей жидкости; лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ), примыкающее к ЛВН через кольцевую полость входа, соединенную как с магистралью входа смазывающей жидкости в опору, так и с дополнительной магистралью выхода. Кроме того, опора имеет еще ЛВУ, примыкающее торцевой поверхностью неподвижного винтового элемента к подшипнику (с другой стороны) и разделенное по длине на две части кольцевой полостью, соединенной с другой магистралью выхода смазывающей жидкости; а магистраль подвода смазывающей жидкости под давлением соединена с группой выполненных в подшипнике и расположенных по окружности подшипника радиальных отверстий, каждое из которых соединено с кольцевым зазором между трущимися поверхностями. А все магистрали (входа, слива, подвода и выхода) имеют в своем составе вентили, закрывающие и открывающие по команде проходные сечения каждой из магистралей. На режимах пуска и останова предлагаемая опора работает так, как работают известные гидростатические опоры, см. [3].

Предлагаемое нововведение дает следующий технический результат. Оно исключает сухое трение при пусках и остановах и, как следствие, обеспечивает увеличение длительности эксплуатации опоры, работающей на воде и других маловязких жидкостях.

Устройство поясняется чертежом, где изображен продольный разрез опоры. Стрелками ВХОД и СЛИВ обозначены места входа в опору и слива из опоры смазывающей жидкости на рабочих режимах. Стрелками ПОДВОД и ВЫХОД обозначены места подвода к опоре и выхода из опоры смазывающей жидкости на режимах пуска и останова. Буквой А обозначен кольцевой зазор между трущимися поверхностями опоры.

Опора содержит корпус 1, см. чертеж, опоры с подшипником 2, имеющим трущуюся поверхность 3, и с неподвижными винтовыми элементами 4 и 5; вал 6 с закрепленной на нем цапфой 7 вала 6 в виде опорной втулки, имеющей трущуюся поверхность 8, и с вращающимися винтовыми элементами 9 и 10. Магистраль 11 входа смазывающей жидкости соединена с кольцевой полостью 12 входа. Магистрали 13 и 14 слива и 11 входа смазывающей жидкости имеют вентили 15, 16 и 17 закрытия и открытия собственного проходного сечения. Опора содержит также пусковой насос 18 с магистралью 19 подвода к опоре смазывающей жидкости под давлением и дополнительные магистрали 20 и 21 выхода, каждая из которых имеет вентиль (соответственно 22, 23, 24) открытия-закрытия собственного проходного сечения. Магистраль 19 соединена с группой выполненных в подшипнике 2 и расположенных по окружности подшипника 2 радиальных отверстий 25, каждое из которых соединено с кольцевым зазором А

В работе при пуске одновременно с началом вращения вала 6 с помощью вентилей 22, 23, 24 открывают магистрали 19, 20 и 21 и включают пусковой насос 18. Магистрали 11, 13 и 14 оставляют закрытыми. Через магистраль 19, кольцевую полость 26 и радиальные отверстия 25 смазывающая жидкость поступает в зазор А между трущимися поверхностями 3 и 8.

Из-за разности давлений в отверстиях 25 по окружности подшипника 2 (а следовательно, и по окружности кольцевого зазора А) вал 6 всплывает и исключает при этом непосредственный контакт (сухое трение) между трущимися поверхностями 3 и 8. При этом давление смазывающей жидкости в зазоре А, обеспечиваемое пусковым насосом 18, должно превышать давление, развиваемое ЛВН 26, и давление, развиваемое примыкающей к подшипнику 2 частью ЛВУ 27, отделенной от другой его части 28 кольцевой полостью 29. По достижении заданной частоты вращения вала 6 с помощью вентилей 22, 23, и 24 закрывают магистрали 19, 20 и 21 и одновременно с помощью вентилей 15, 16 и 17 открывают магистрали 11, 13 и 14. Таким образом обеспечивают бесконтактную работу трущихся поверхностей 3 и 8.

Источники информации

1. Описание изобретения к патенту SU 2336442.

2. В.И.Кирюхин, Н.М.Тараненко и др. Паровые турбины малой мощности КТЗ. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.154158.

3. В.Н.Казанский. Система смазывания паровых турбин. М.: Энергоатомиздат, 1986, с.33.

Формула изобретения

Опора скольжения радиальная водяная, содержащая корпус опоры с подшипником, имеющим трущуюся поверхность, вал, цапфу вала с трущейся поверхностью, встроенный в опору и примыкающий торцевой поверхностью неподвижного винтового элемента с одной стороны к подшипнику лабиринтно-винтовой насос (ЛВН), который предназначен как средство подачи смазывающей жидкости в кольцевой зазор между трущимися поверхностями подшипника и цапфы вала, основные магистрали входа в опору и слива смазывающей жидкости, вынесенный из опоры пусковой насос с магистралью подвода к опоре смазывающей жидкости под давлением, отличающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, две дополнительные магистрали выхода смазывающей жидкости, лабиринтно-винтовое уплотнение (ЛВУ), примыкающее к ЛВН через кольцевую полость входа, соединенную как с дополнительной магистралью выхода смазывающей жидкости из опоры, так и с магистралью входа смазывающей жидкости в опору, и имеет ЛВУ, примыкающее торцевой поверхностью неподвижного винтового элемента с другой стороны к подшипнику и разделенное по длине на две части кольцевой полостью, соединенной с другой дополнительной магистралью выхода смазывающей жидкости, а магистраль подвода смазывающей жидкости под давлением соединена с группой выполненных в подшипнике и расположенных по окружности подшипника радиальных отверстий, каждое из которых сообщено с кольцевым зазором между трущимися поверхностями, а все магистрали (входа, слива, подвода и выхода) имеют в своем составе вентили, закрывающие и открывающие по команде проходные сечения каждой из магистралей.

РИСУНКИ