Вертикальная роторная установка с разгружаемыми опорными узлами

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНАЯ РОТОРНАЯ УСТАНОВКА С РАЗГРУЖАЕМЫМИ ОПОРНЫМИ УЗЛАМИ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр(72) Авторы Фурс Владимир Павлович Соболев Юрий Феликсович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр(57) Вертикальная роторная установка с разгружаемыми опорными узлами, содержащая закрытый полый цилиндрический 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 состоит из прямолинейных в продольном сечении ребер, расположенных на внутренней поверхности нижней части боковой стенки корпуса с наклоном навстречу направлению вращения роторного рабочего органа, и ребер, выполненных в продольном сечении в виде части дуги логарифмической спирали, расположенных на внутренней поверхности днища корпуса в сторону направления вращения роторного рабочего органа и соединенных с прямолинейными ребрами. 9426 1 2007.06.30 Изобретение относится к машиностроению, а именно к установкам с роторным, преимущественно высокоскоростным 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 роторного 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 известной роторной машине устройство для разгрузки опорных узлов не позволяет добиться снижения радиальной нагрузки на опорные узлы в вертикальных роторных машинах. Известна также вертикальная роторная установка (машина) с разгружаемыми опорными узлами, содержащая закрытый полый цилиндрический корпус, роторный рабочий орган, расположенный в полости корпуса, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу роторного 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 роторного рабочего органа с возможностью прямолинейных возвратно-поступательных перемещений вдоль направления осевой нагрузки (патент РФ 2226628, МПК 16 С 39/04, 2004). Однако из - за расположения устройства для разгрузки опорных узлов над роторным рабочим органом данная роторная установка не может быть использована при подаче исходного материала в верхнюю часть роторного рабочего органа, что ограничивает ее область применения. Задача изобретения состоит в обеспечении разгрузки опорных узлов в осевом и радиальном направлениях в вертикальных роторных установках с подачей исходного материала в верхнюю часть роторного рабочего органа за счет обеспечения повышения давления между роторным рабочим органом и днищем корпуса и усиления эффекта самоцентрирования вращающегося роторного рабочего органа. Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем достижения указанного технического результата вертикальная роторная установка с разгружаемыми опорными узлами, содержащая закрытый полый цилиндрический корпус,роторный рабочий орган, вал рабочего органа, опорные узлы, установленные на валу роторного рабочего органа, и устройство для разгрузки опорных узлов, отличается тем, что устройство для разгрузки опорных узлов состоит из прямолинейных в продольном сечении ребер, расположенных на внутренней поверхности нижней части боковой стенки корпуса с наклоном навстречу направлению вращения роторного рабочего органа, и ребер,выполненных в продольном сечении в виде части дуги логарифмической спирали, расположенных на внутренней поверхности днища корпуса в сторону направления вращения роторного рабочего органа и соединенных с прямолинейными ребрами. Изобретение поясняется чертежами фиг. 1 - общий вид вертикальной роторной установки в разрезе фиг. 2 - вид А на фиг. 1 без рабочего органа. Вертикальная роторная установка с разгружаемыми опорными узлами содержит закрытый полый цилиндрический корпус 1, роторный рабочий орган 2, вал 3 рабочего орга 2 9426 1 2007.06.30 на 2, опорные узлы 4, установленные на валу 3, и устройство для разгрузки опорных узлов. Устройство для разгрузки опорных узлов содержит прямолинейные в продольном сечении ребра 5, расположенные на внутренней поверхности нижней части боковой стенки корпуса 1 с наклоном навстречу направлению вращения роторного рабочего органа 2, и ребра 6, выполненные в продольном сечении в виде части дуги логарифмической спирали и расположенные на внутренней поверхности днища корпуса 1 в сторону направления вращения роторного рабочего органа 2. Изобретение используют следующим образом. Роторному рабочему органу 2 придают вращение посредством привода (на чертежах не показан). Во время осуществления технологического процесса, например ударно-центробежного дробления, центрифугирования и т.п. , опорные узлы 4 испытывают значительные динамические нагрузки в осевом и радиальном направлениях. При вращении роторного рабочего органа 2 в корпусе возникают завихрения воздушного потока. Ребра 5 и 6 обеспечивают закручивание воздушного потока и создают воздушную подушку, ось вращения которой совпадает с осью вращения роторного рабочего органа 2. Вследствие этого между днищем корпуса 1 и роторным рабочим органом 2 создается избыточное давление, под действием которого рабочий орган 2 и вал 3 приподнимаются и разгружают опорные узлы 4 в осевом направлении. Т.к. ось вращения воздушного потока не подвержена прецессионным колебаниям вследствие своей малой инерционной массы (момента инерции) и ее направление всегда перпендикулярно днищу корпуса 1, то, взаимодействуя с нижней частью роторного рабочего органа 2, воздушный поток дополнительно обеспечивает усиление эффекта самоцентрирования оси вращения роторного рабочего органа 2 и снижение нагрузок на опорные узлы 4 в радиальном направлении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3