close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9173

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 9173
(13) C1
(19)
(46) 2007.04.30
(12)
7
(51) B 04B 9/12,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ВЕРТИКАЛЬНАЯ РОТОРНАЯ УСТАНОВКА С ОПОРОЙ
НА ПОДУШКЕ ИЗ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
(21) Номер заявки: a 20041165
(22) 2004.12.13
(43) 2006.06.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр" (BY)
(72) Авторы: Артамонов Владимир Александрович (RU); Бородавко Владимир Иванович (BY); Бороха Эдуард
Леонидович (BY); Воробьев Владимир Васильевич (BY); Козин
Александр Юрьевич (RU); Кричко
Константин Александрович (BY);
Лускин Григорий Михайлович (BY)
BY 9173 C1 2007.04.30
F 16C 32/06
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "НПО "Центр" (BY)
(56) RU 2241546 C1, 2004.
RU 2183136 C1, 2002.
GB 1528875, 1978.
US 3904256, 1975.
(57)
1. Вертикальная роторная установка с опорой на подушке из текучей среды, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа с несущими поверхностями в
виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом, образуя ротор, а подпятник которого имеет центральное отверстие для подвода текучего рабочего тела к несущим
поверхностям и соединен с корпусом, устройство для подачи текучего рабочего тела к несущим поверхностям, связанное с отверстием подпятника, привод с карданной передачей,
состоящей из нижнего, среднего и верхнего валов, соединенных с возможностью пересечения осей посредством универсальных шарниров, и устройство релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора, состоящее из источника тока, электрически связанного с элементом установки, и блока вторичной аппаратуры, электрически связанного
Фиг. 1
BY 9173 C1 2007.04.30
с источником тока и с элементом установки, отличающаяся тем, что содержит узел подобия опорного узла рабочего органа, состоящий из подвижного кольца, закрепленного на
верхнем валу карданной передачи, и неподвижного кольца, закрепленного на корпусе через электроизоляционную прокладку и соприкасающегося с подвижным кольцом, при
этом соприкасающиеся поверхности колец выполнены в виде сферических поясов, центр
кривизны которых совпадает с центром кривизны несущих поверхностей опорного узла,
неподвижное кольцо электрически связано с устройством релейной защиты установки, а
между несущими поверхностями пяты и подпятника имеется конструктивный зазор, равный 0,1-0,5 мм.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что подвижное кольцо закреплено на верхнем валу карданной передачи посредством подшипникового узла.
Изобретение относится к роторным установкам с вертикальной осью вращения ротора
с газостатическими, газодинамическими, гидростатическими или 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 соединена с рабочим органом, образуя ротор, а неподвижная часть которого выполнена с центральным отверстием для подвода рабочего тела к несущим поверхностям опорного узла и соединена с корпусом, устройство для подачи газообразного
рабочего тела, связанное с центральным отверстием неподвижной части опорного узла, и
привод (Патент РФ № 2183136, В 02С 13/14, опубл. 10.06.2002).
Однако известная роторная установка обладает низкой надежностью, т.к. не позволяет
предупредить повреждение установки вплоть до выхода ее 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 устройства для защиты ее от аварийных колебаний ротора.
Известна также вертикальная роторная установка с опорой на подушке из текучей среды, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом, образуя
ротор, а подпятник которого имеет центральное отверстие для подвода текучего рабочего
тела к несущим поверхностям и соединен с корпусом, устройство для подачи текучего рабочего тела, связанное с отверстием подпятника, привод с карданной передачей, состоящей из нижнего, среднего и верхнего валов, соединенных с возможностью пересечения
осей посредством универсальных шарниров, и устройство релейной защиты установки от
аварийных колебаний ротора, состоящее из источника тока и блока вторичной аппаратуры, при этом подпятник соединен с корпусом через электроизоляционную прокладку, источник тока устройства релейной защиты электрически связан с подпятником, а блок
вторичной аппаратуры электрически связан с источником тока и с корпусом (Патент РФ
№ 2241546, В 04В 9/12, опубл. 10.12.2004).
Однако известная установка не обладает достаточно высокой надежностью работы и
не позволяет исключить повреждение опорного узла рабочего органа из-за того, что определение предаварийных колебаний ротора основано на касании и трении пяты о подпятник.
2
BY 9173 C1 2007.04.30
Задача изобретения состоит в повышении надежности работы установки путем исключения повреждения опорного узла рабочего органа за счет достижения определения
предаварийных колебаний ротора без использования касания и трения пяты о подпятник.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата вертикальная роторная установка с
опорой на подушке из текучей среды, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел
рабочего органа с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена
с рабочим органом, образуя ротор, а подпятник которого имеет центральное отверстие для
подвода текучего рабочего тела к несущим поверхностям и соединен с корпусом, устройство для подачи текучего рабочего тела к несущим поверхностям, связанное с отверстием
подпятника, привод с карданной передачей, состоящей из нижнего, среднего и верхнего
валов, соединенных с возможностью пересечения осей посредством универсальных шарниров, и устройство релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора, состоящее из источника тока, электрически связанного с элементом установки, и блока
вторичной аппаратуры, электрически связанного с источником тока и с элементом установки, отличается тем, что содержит узел подобия опорного узла рабочего органа, состоящий из подвижного кольца, закрепленного на верхнем валу карданной передачи, и
неподвижного кольца, закрепленного на корпусе через электроизоляционную прокладку и
соприкасающегося с подвижным кольцом, при этом соприкасающиеся поверхности колец
выполнены в виде сферических поясов, центр кривизны которых совпадает с центром
кривизны несущих поверхностей опорного узла, неподвижное кольцо электрически связано с устройством релейной защиты установки, а между несущими поверхностями пяты и
подпятника имеется конструктивный зазор, равный 0,1-0,5 мм. Кроме этого, подвижное
кольцо закреплено на верхнем валу карданной передачи посредством подшипникового
узла.
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид вертикальной роторной установки в исходном состоянии, в разрезе; фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, но с созданным рабочим зазором между несущими поверхностями опорного узла и с созданным рабочим
зазором между кольцами узла подобия опорного узла; фиг. 3 - то же, что и на фиг. 2, но с
предаварийным колебанием ротора.
Вертикальная роторная установка с опорой на подушке из текучей среды содержит
корпус 1, рабочий орган 2, опорный узел рабочего органа 2 с несущими поверхностями в
виде части сферы, пята 3 которого соединена с рабочим органом 2, образуя ротор, а подпятник 4 которого имеет центральное отверстие 5 для подвода рабочего тела к несущим
поверхностям и соединен с корпусом 1, устройство 6 для подачи рабочего тела, связанное
с отверстием 5 подпятника 4, привод, узел подобия опорного узла рабочего органа 2 и
устройство релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора, при этом между
несущими поверхностями пяты 3 и подпятника 4 имеется конструктивный зазор S1, равный 0,1-0,5 мм (фиг. 1).
Привод содержит электродвигатель 7 и карданную передачу, состоящую из нижнего,
среднего и верхнего валов 8, 9, 10, соответственно, соединенных с возможностью пересечения осей посредством универсальных шарниров 11 и 12.
Узел подобия опорного узла рабочего органа 2 содержит подвижное кольцо 13, закрепленное на валу 10, и неподвижное кольцо 14, закрепленное на корпусе 1 через
электроизоляционную прокладку 15 и посредством кольцевого кронштейна 16 и соприкасающееся с подвижным кольцом 13, при этом соприкасающиеся поверхности колец 13 и 14 выполнены в виде сферических поясов, центр кривизны которых совпадает с
центром О кривизны несущих поверхностей опорного узла рабочего органа 2 (фиг. 2).
Подвижное кольцо 13 может быть закреплено непосредственно на валу 10 (на чертежах не
показано) или посредством подшипникового узла 17. При закреплении подвижного кольца 13 непосредственно на валу 10 карданной передачи кольца 13 и 14 изготавливают из
3
BY 9173 C1 2007.04.30
материалов, не вызывающих задиры соприкасающихся поверхностей при трении на небольших угловых скоростях, на которых вращаются кольца 13 и 14, например сталь - чугун.
Устройство релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора содержит источник 18 тока, электрически связанный линией 19 с выключателем 20 с неподвижным
кольцом 14, и блок 21 вторичной аппаратуры, электрически связанный линией 22 с источником 18 тока и линией 23 с корпусом 1. Блок 21 вторичной аппаратуры состоит из электронного реле 24 времени и источника 25 светового сигнала - лампы (и/или источника
звукового сигнала, на чертежах не показан).
В качестве текучего рабочего тела могут быть использованы газ, сжатый газ, перегретый пар и диэлектрическая жидкость.
Конкретное выполнение частей устройства для релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора может быть следующим:
источник 18 тока - трансформатор ОСМ - 0,063 220/24 В,
выключатель 20 - ПЕ,
электронное реле 24 времени - 3RP 1513 (ФРГ, Сименс).
Конструктивно устройство релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора расположено в блоке управления установкой (на чертежах не показан).
Изобретение используют следующим образом.
Перед введением установки в рабочее состояние определяют работоспособность устройства релейной защиты установки от аварийных колебаний ротора. Для этого включают
выключатель 20. При работоспособности устройства лампа 25 загорается. В дальнейшем
выключатель 20 оставляют включенным.
Для введения установки в рабочее состояние к несущим поверхностям опорного узла
через центральное отверстие 5 подпятника 4 с помощью устройства 6 подают текучее рабочее тело. Так как поступление рабочего тела в опорный узел превышает выход из него,
то между несущими поверхностями создается избыточное давление. Ротор (рабочий орган
2 и пята 3) "всплывает", увеличивая конструктивный зазор S1 до рабочей величины, в котором создается опорная подушка из текучей среды, и образуя рабочий зазор S2 между
кольцами 13 и 14 узла подобия опорного узла рабочего органа 2, (фиг. 2) величина которого определяется равенством:
S2 = S1 - (0,1 ÷ 0,5 мм),
где S2 - рабочий зазор между поверхностями колец 13 и 14 узла подобия опорного узла
рабочего органа 2, в мм;
S1 - рабочий зазор между несущими поверхностями опорного узла рабочего органа 2,
в мм.
Затем включают электродвигатель 7, который посредством карданной передачи приводит во вращение ротор. Рабочим органом установки может быть ускоритель ударноцентробежных 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 (фиг. 3). Интенсивные и с высокой амплитудой колебания ротора могут привести к сильным ударам рабочего органа 2 о корпус 1 и ударам несущей поверхностью
пяты 3 о несущую поверхность подпятника 4, их значительному повреждению и выходу
установки из строя. Вместе с ротором угловые и радиальные смещения осуществляет подвижное кольцо 13. При первых касаниях взаимодействующих поверхностей колец 13 и 14
друг с другом осуществляется электрический контакт. Электрические линии 19 и 23 соединяются и включается электронное реле 24 времени и лампа 25. Если подвижное кольцо
13 закреплено на валу 10 посредством подшипникового узла 17, то трение между соприкасающимися поверхностями колец 13 и 14 не происходит. Благодаря тому, что зазор S2
4
BY 9173 C1 2007.04.30
между взаимодействующими поверхностями колец 13 и 14 меньше зазора S1 между несущими поверхностями опорного узла на 0,1-0,5 мм, электронное реле 24 времени блока 21
вторичной аппаратуры срабатывает раньше касания друг с другом несущих поверхностей
опорного узла и выдает управляющий сигнал на выключение для исполнительного органа
выключателя (на чертежах не показаны) электродвигателя 7. Таким образом предотвращается касание, трение и удары несущих поверхностей опорного узла, а также рабочего органа 2 о корпус 1 при защите установки от аварийных колебаний ротора.
Электронное реле 24 времени настраивают с учетом технологического процесса, осуществляемого рабочим органом 2. Например, для ударно-центробежной дробилки эти параметры будут следующими: минимальная пауза между касаниями - 0,1 сек. (предел
регулировки 0,1-5 сек.), предельное время касаний - 30 сек. (предел регулировки - 20120 сек.). При превышении этих показателей электронное реле 24 времени срабатывает и
выдает управляющий сигнал на выключение для исполнительного органа выключателя
(на чертежах не показаны) электродвигателя 7.
При окончании технологического процесса отключают электродвигатель 7, а затем,
когда вращение ротора прекращается, отключают устройство 6 для подачи текучего рабочего тела и выключатель 20.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
122 Кб
Теги
by9173, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа