Вертикальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНАЯ РОТОРНАЯ МАШИНА С РАЗГРУЖАЕМЫМИ ОПОРНЫМИ УЗЛАМИ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр(72) Авторы Фурс Владимир Павлович Лускин Григорий Михайлович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр(57) Вертикальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами, содержащая корпус, роторный рабочий орган, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу рабочего органа, и устройство для разгрузки опорных узлов, отличающаяся тем, что устройство для разгрузки опорных узлов расположено на рабочем органе или валу и содержит верхний и нижний диски и профильные лопатки, равномерно закрепленные между дисками на их периферической части. 9425 1 2007.06.30 Изобретение относится к машиностроению, а именно к машинам с роторным, преимущественно высокоскоростным и тяжелым рабочим органом (крестовина, диск, барабан, колесо и т.п.) на вертикальном валу с разгружаемыми опорными узлами, и может найти применение в центробежной технике, турбостроении, двигателестроении, станкостроении и т.д. Известна горизонтальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами, содержащая закрытый полый корпус, роторный рабочий орган, расположенный в полости корпуса, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу рабочего органа, и устройство для разгрузки опорных узлов, при этом устройство для разгрузки опорных узлов содержит два диска, установленных на валу рабочего органа, рабочие профильные лопатки, закрепленные между дисками и расположенные равномерно по периферии дисков,и полуобечайку, жестко закрепленную в корпусе в зоне нагружения опорных узлов. При вращении дисков воздушный поток обтекает открытые рабочие профильные лопатки,расположенные над обечайкой, и создает аэродинамическую подъемную силу, способствующую полной или частичной разгрузке опорных узлов в радиальном направлении(а.с. СССР 1428857, МПК 16 С 39/04, 1988). Однако в данной роторной машине устройство для разгрузки опорных узлов не позволяет добиться снижения радиальной нагрузки на опорные узлы в вертикальных роторных машинах. Известна также вертикальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами,содержащая закрытый полый корпус, роторный рабочий орган, расположенный в полости корпуса, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу рабочего органа, и устройство для разгрузки опорных узлов, при этом устройство для разгрузки опорных узлов выполнено в виде диска, установленного в полости корпуса со стороны направления осевой нагрузки между стенкой корпуса и торцевой поверхностью рабочего органа с возможностью прямолинейных возвратно-поступательных перемещений вдоль направления нагрузки (патент РФ 2226628, МПК 16 С 39/04, 2004). Однако устройство для разгрузки опорных узлов данной роторной машины не позволяет снизить нагрузки на опорные узлы в радиальном направлении в машинах с открытым корпусом из-за того, что усиление самоцентрирования рабочего органа в роторных машинах с закрытым корпусом осуществляется за счет обеспечения разряжения между рабочим органом и устройством для разгрузки опорных узлов. Задача изобретения состоит в обеспечении разгрузки опорных узлов в радиальном направлении в роторных машинах с открытым корпусом за счет достижения усиления эффекта самоцентрирования рабочего органа путем создания аэродинамической силы в радиальном (центробежном или центростремительном) направлении. Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата вертикальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами, содержащая корпус, роторный рабочий орган, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу рабочего органа, и устройство для разгрузки опорных узлов, отличается тем, что устройство для разгрузки опорных узлов расположено на рабочем органе или валу и содержит верхний и нижний диски и профильные лопатки, равномерно закрепленные между дисками на их периферической части. Изобретение поясняется чертежами фиг. 1 - общий вид вертикальной роторной машины в разрезе фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1. Вертикальная роторная машина с разгружаемыми опорными узлами содержит корпус 1, роторный рабочий орган 2, вал 3 рабочего органа 2, опорные узлы 4, установленные на валу 3, и устройство для разгрузки опорных узлов 4. Устройство для разгрузки опорных узлов 4 содержит верхний диск 5 и нижний диск 6,жестко закрепленные на валу 3, и профильные лопатки 7, равномерно закрепленные между дисками 5 и 6 на их периферической части. Устройство для разгрузки может быть рас 2 9425 1 2007.06.30 положено коаксиально рабочему органу 2 (фиг. 1), над или под ним (на чертежах не показано). Изобретение используют следующим образом. Роторному рабочему органу 2 придают вращение посредством привода (на чертежах не показан). Во время осуществления технологического процесса, например центрифугирования, опорные узлы 4 испытывают значительные динамические нагрузки в радиальном направлении, особенно при возникновении дисбаланса рабочего органа 2 и на резонансных частотах вращения. При вращении профильные лопатки 7 создают радиальную аэродинамическую силу,например в центробежном, направлении (фиг. 2). Если профильные лопатки расположить,повернув на 180 (на чертежах не показано), то они будут создавать радиальную аэродинамическую силу в центростремительном направлении. Благодаря возникновению радиальной аэродинамической силы обеспечивается возрастание эффекта самоцентрирования вращающегося рабочего органа 2, что позволяет добиться значительной разгрузки опорных узлов 4 в радиальном направлении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3