close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8004

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8004
(13) C1
(19)
(46) 2006.04.30
(12)
7
(51) B 04B 9/12,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 16C 32/06
РОТОРНАЯ УСТАНОВКА С ОПОРОЙ НА ПОДУШКЕ
ИЗ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
(21) Номер заявки: a 20030320
(22) 2003.04.11
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "НПО "ЦЕНТР" (BY)
(72) Авторы: Артамонов Владимир Александрович (RU); Бачила Георгий
Сергеевич (BY); Бороха Эдуард Леонидович (BY); Воробьев Владимир
Васильевич (BY); Горобец Анатолий
Викторович (BY); Горовенко Сергей
Васильевич (BY); Козин Александр
Юрьевич (RU); Липин Николай
Федорович (BY); Родин Александр
Сергеевич (RU)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "НПО "ЦЕНТР" (BY)
(56) Лучин Г.А. и др. Газовые опоры турбомашин. - М.: Машиностроение, 1989. С. 233-234.
RU 94044062 A1, 1996.
SU 1390453 A1, 1988.
EP 0344443 A2, 1989.
RU 2241546 C1, 2004.
BY 8004 C1 2006.04.30
(57)
Роторная установка с опорой на подушке из текучей среды, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа, выполненный в виде вращающейся части, жестко соединенной с рабочим органом с образованием ротора и неподвижной части, жестко
соединенной с корпусом и выполненной с отверстиями для подвода текучего рабочего тела к несущим поверхностям вращающейся и неподвижной частей опорного узла рабочего
Фиг. 2
BY 8004 C1 2006.04.30
органа, соответствующим друг другу по форме, устройство для подачи текучего рабочего
тела, соединенное с отверстиями неподвижной части опорного узла рабочего органа, привод ротора и устройство для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора,
содержащее источник тока и блок вторичной аппаратуры, отличающаяся тем, что неподвижная часть опорного узла рабочего органа электрически изолирована от корпуса посредством электроизоляционной прокладки, источник тока электрически связан непосредственно с неподвижной частью опорного узла рабочего органа и через блок вторичной
аппаратуры - с корпусом.
Изобретение относится к роторным установкам с горизонтальной или вертикальной
осью вращения ротора с газостатическими, газодинамическими, гидростатическими и гидродинамическими опорными узлами рабочего органа и может найти применение в различных областях машиностроения: центробежная техника (дробилки, мельницы, сепараторы,
центрифуги, центробежные литейные машины и др.), электроэнергетика (электрогенераторы), турбостроение, станкостроение, двигателестроение и в других установках с роторным
рабочим органом на опорной подушке из текучей среды.
Известна вертикальная роторная установка с газостатической опорой, содержащая
корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа в виде газостатического опорного
узла с соответствующими друг другу по форме несущими поверхностями, вращающаяся
часть которого жестко соединена с рабочим органом, образуя ротор, а неподвижная часть
которого выполнена с центральным отверстием для подвода рабочего тела к несущим поверхностям опорного узла и жестко соединена с корпусом, устройство для получения газообразного рабочего тела, связанное с центральным отверстием неподвижной части
опорного узла, и привод [1].
Однако известная роторная установка обладает низкой надежностью, т.к. не позволяет
предупредить повреждение установки вплоть до выхода из строя из-за ударов вращающейся части о неподвижную часть и рабочего органа о корпус, которые могут осуществиться при возникновении режимного дисбаланса в рабочем органе и при прохождении
резонансных частот вращения ротора. Данный недостаток связан с тем, что установка не
содержит устройство для защиты ее от аварийных колебаний ротора.
Известна также горизонтальная роторная установка с газовыми опорами, содержащая
корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа с соответствующими друг другу по
форме несущими поверхностями, вращающаяся часть которого выполнена в виде вала и
жестко соединена с рабочим органом, образуя ротор, а неподвижная часть которого выполнена в виде газостатических радиальных подшипников с отверстиями для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям опорного узла, жестко соединенных с
корпусом, устройство для подачи газообразного рабочего тела, связанное с отверстиями
газостатических радиальных подшипников, привод и устройство для релейной защиты
установки от аварийных колебаний ротора, содержащее источник тока, несколько измерительных преобразователей (датчиков) колебаний ротора, закрепленных на корпусе с возможностью взаимодействия с вращающейся частью опорного узла (валом) и электрически
связанных с источником тока, и блок вторичной аппаратуры, электрически связанный с
источником тока и с измерительными преобразователями колебаний ротора [2].
Однако известная установка не обладает высокой надежностью из-за того, что устройство для защиты установки от аварийных колебаний ротора не позволяет точно определить предаварийное колебание ротора в связи со сложным взаимодействием вращающейся части опорного узла с измерительными преобразователями, вследствие чего
возможны ложные срабатывания и неоправданное отключение привода или несрабатывание при колебаниях ротора с аварийными и предаварийными параметрами из-за того, что
параметры колебаний ротора определяются только в местах расположения измерительных
преобразователей, в то время когда касание может произойти в любой точке несущих по2
BY 8004 C1 2006.04.30
верхностей, обладает невысокой надежностью из-за того, что измерительные преобразователи не могут работать в неблагоприятных производственных условиях (запыленность,
высокая или низкая температура, высокая влажность, вибрация установки и др.) и при
возникновении значительного дисбаланса ротора, характеризуется достаточно высокими
энергозатратами из-за того, что выполнено по замкнутой схеме и ток потребляется постоянно, а также достаточной сложностью управления из-за достаточно большого количества
измерительных преобразователей. Данные недостатки связаны с тем, что измерение колебаний ротора осуществляется путем преобразования тока колебаниями ротора в измерительный сигнал, что обуславливает выполнение устройства для релейной защиты по
замкнутой схеме и измерение колебаний ротора только в местах расположения измерительных преобразователей [3].
Задача изобретения состоит в повышении надежности работы установки путем предотвращения ударов ротора о корпус и неподвижную часть опорного узла за счет того, что
в устройстве для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора обеспечивается повышение точности работы путем достижения срабатывания только при предаварийных колебаниях ротора, повышение надежности работы за счет исключения
необходимости в преобразовании колебаний ротора в измерительный сигнал и за счет
обеспечения определения предаварийных колебаний ротора при неблагоприятных производственных условиях и при возникновении значительного дисбаланса ротора, снижение
энергозатрат за счет уменьшения потребления тока, а также упрощение управления установкой за счет упрощения конструкции устройства для релейной защиты.
Указанная задача решается достижением технического результата, заключающегося в
обеспечении определения только предаварийных колебаний ротора и в любой точке соприкосновения несущих поверхностей опорного узла путем достижения выполнения устройства для релейной защиты по разомкнутой схеме и применения опорного узла в
качестве выключателя.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата роторная установка с опорой на подушке из текучей среды, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего
органа, выполненный в виде вращающейся части, жестко соединенной с рабочим органом
с образованием ротора, и неподвижной части, жестко соединенной с корпусом и выполненной с отверстиями для подвода текучего рабочего тела к несущим поверхностям вращающейся и неподвижной частей опорного узла рабочего органа, привод ротора и
устройство для релейной защиты от аварийных колебаний ротора, содержащее источник
тока и блок вторичной аппаратуры, отличается тем, что неподвижная часть опорного узла
рабочего органа электрически изолирована от корпуса посредством электроизоляционной
прокладки, источник тока электрически связан непосредственно с неподвижной частью
опорного узла рабочего органа и через блок вторичной аппаратуры - с корпусом.
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид вертикальной роторной установки в разрезе, фиг. 2 - то же в состоянии дисбаланса ротора с соприкосновением несущих поверхностей опорного узла, фиг. 3 - общий вид горизонтальной роторной установки
в разрезе.
Роторная установка с опорой на подушке из текучей среды содержит корпус 1, рабочий орган 2, опорный узел рабочего органа 2 с соответствующими друг другу по форме
несущими поверхностями, состоящий из вращающейся части 3, жестко соединенной с рабочим органом 2, образуя ротор, и неподвижной части 4 с отверстием 5 для подвода текучего рабочего тела к несущим поверхностям, жестко соединенной с корпусом 1 через
электроизоляционную прокладку 6, устройство 7 для подачи текучего рабочего тела, связанное с отверстием 5 неподвижной части 4 опорного узла, привод 8 и устройство для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора, содержащее источник 9 тока,
связанный электрической линией 10, содержащей выключатель 11, непосредственно с неподвижной частью 4 опорного узла, и блок 12 вторичной аппаратуры, связанный электри3
BY 8004 C1 2006.04.30
ческой линией 13 с источником 9 тока и электрической линией 14 непосредственно с корпусом 1 (в установках с электроприводом - фиг. 1 и фиг. 2).
Блок 12 вторичной аппаратуры содержит электронное реле 15 времени и источник 16
светового сигнала (и/или звукового сигнала, на чертежах не показан).
Устройство для релейной защиты содержит также электрическую линию 17 с выключателем 18, связывающую корпус 1 установки и неподвижную часть 4 опорного узла и
предназначенную для определения работоспособности устройства для релейной защиты.
Несущие поверхности опорного узла могут иметь плоскую, конусообразную, цилиндрическую формы или в виде части сферы.
Вращающаяся часть 3 опорного узла в установках с вертикальной осью вращения ротора выполнена в виде пяты (фиг. 1 и фиг. 2), а с горизонтальной осью вращения - в виде
вала (фиг. 3).
Неподвижная часть 4 опорного узла в установках с вертикальной осью вращения ротора выполнена в виде подпятника (фиг. 1 и фиг. 2), а с горизонтальной осью вращения - в
виде радиальных газовых или жидкостных подшипников (фиг. 3).
В качестве текучего рабочего тела могут быть использованы газ, сжатый газ, перегретый пар и диэлектрическая жидкость.
В качестве привода установка может содержать электропривод 8 с механической передачей (фиг. 1 и фиг. 2) или пневмопривод (фиг. 3). В установках с пневмоприводом блок
12 вторичной аппаратуры соединен электрической линией 14 непосредственно с вращающейся частью (валом) 3 посредством щеток 19.
Конкретное выполнение частей устройства для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора может быть следующим:
источник 9 тока - трансформатор ОСМ - 0,063 220/24 В,
выключатели 11 и 18 - ПЕ,
электронное реле 15 времени - 3RP 1513 (ФРГ, Сименс).
Конструктивно устройство для релейной защиты установки от аварийных колебаний
ротора расположено в блоке управления установкой (на чертежах не показан).
Изобретение работает следующим образом.
Перед введением установки в рабочее состояние определяют работоспособность устройства для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора. Для этого включают выключатели 11 и 18 - при наличии тока на корпусе 1 и неподвижной части 4
опорного узла лампа 16 загорается, что говорит о работоспособности устройства. Выключатель 18 выключают, а выключатель 11 оставляют включенным.
Для введения установки в рабочее состояние к несущим поверхностям опорного узла
через отверстие 5 неподвижной части 4 с помощью устройства 7 подают текучее рабочее
тело. Так как поступление рабочего тела в опорный узел превышает выход из него, то между несущими поверхностями создается избыточное давление и ротор (вращающаяся
часть 3 и рабочий орган 2) "всплывает", образуя рабочий зазор, в котором создается опорная подушка из текучей среды.
Затем включают привод 8, который приводит во вращение ротор, рабочим органом
которого может быть ускоритель ударно-центробежных дробилок и мельниц, барабан
центрифуг и сепараторов, электрогенератор и другие роторные рабочие органы.
При возникновении режимного дисбаланса в рабочем органе 2 или при прохождении
резонансных частот вращения ротор совершает колебания в радиальном и угловом направлениях. Высокоамплитудные и интенсивные колебания ротора могут привести к
сильным ударам рабочего органа 2 о корпус 1 и ударам несущей поверхностью вращающейся части 3 о несущую поверхность неподвижной части 4, их значительному повреждению и выходу установки из строя. Однако при первых касаниях несущих поверхностей
друг о друга осуществляется электрический контакт, электрические линии 10 и 14 соединяются и включается электронное реле 15 времени и источник 16 светового сигнала. Реле
15 времени настраивают с учетом технологического процесса, осуществляемого рабочим
4
BY 8004 C1 2006.04.30
органом 2, например, для ударно-центробежной дробилки со следующими параметрами:
минимальная пауза между касаниями - 0,1 с (предел регулировки - 0,1-5 с), предельное
время касаний - 30 с (предел регулировки - 20-120 с). При превышении этих показателей
реле 15 срабатывает - выдает управляющий сигнал на выключение для исполнительного
органа выключателя (на чертежах не показаны) электропривода 8 или исполнительного
органа вентиля (на чертежах не показаны) устройства 7 для подачи текучего рабочего
тела.
Источники информации:
1. Патент РФ 2183136, МПК В 02С 13/14, 2002.
2. Лучин Г.А., Пешти Ю.В., Снопов А.И. Газовые опоры турбомашин. - М.: Машиностроение, 1989. - С. 233-234, рис. 57 (прототип).
3. Баранов В.Я., Безновская Т.Х., Бек В. и др. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник / Под общ. ред. В.В. Черенкова. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - С. 340-346.
Фиг. 1
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
124 Кб
Теги
by8004, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа