Опорно-приводной механизм роторных машин

(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр (ВУ)(72) Авторы Лускин Григорий Михайлович (ВУ) Воробьев Владимир Васильевич (ВУ) Бородавко Владимир Иванович (ВУ) Бороха Эдуард Леонидович (ВУ) Артамонов Владимир Александрович (КН)(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие НПО Центр (ВУ)Козин Александр Юрьевич (КН)Опорно-приводной механизм роторных мащин, содержащий газостатический опорный узел с соответствующими друг другу по форме несущими поверхностями подвижной и неподвижной частей и с выполненным в неподвижной части элементом для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, пневмоприводной узел, расположенный на подвижной части газостатического опорного узла и содержащий распределительную камеру и рабочие лопатки, и устройство для получения газообразного рабочего тела с давлением выще атмосферного, связанное трубопроводами с элементом для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям и с распределительной камерой пневмоприводного узла, отличающийся тем, что элемент для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям выполнен в виде камеры наддува, рабочие лопатки расположены под несущей поверхностью, а их межлопаточные каналы сообщены с распределительной камерой пневмоприводного узла, при этом устройство для получения газообразного рабочего тела с давлением выще атмосферного выполнено в виде устройства для получения перегретого пара.Изобретение относится К общему машиностроению, в частности К пневмоприводнь 1 м роторным машинам с вертикальной и горизонтальной осью вращения, преимущественно,крупногабаритного, тяжелого и высокоскоростного рабочего органа роторные дробилки и Мельницы, Центрифуги и сепараторы, Центробежные литейные Машины и испытательные стенды, турбины, станки, двигатели и приводы и т.п. с газостатической опорой.Известен опорно-приводной механизм роторных машин (пневмоприводной Центрифуги), содержащий газостатический опорный пневмоприводной узел с соответствующими друг другу по форме (конусообразными) несущими поверхностями пяты и подпятника, с прямолинейными рабочими лопатками пневмопривода, расположенными радиально на несущей поверхности в средней части пяты, и с отверстиями для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям и к рабочим лопаткам, выполненными в подпятнике, и устройство (компрессор) для получения газообразного рабочего тела с давлением выше атмосферного (сжатого газа), соединенное с отверстиями подпятника 1.Известен также опорно-приводной механизм роторных машин (пневмоприводной Центрифуги), содержащий газостатический опорный узел с соответствующими друг другу по форме (в виде части сферы) несущими поверхностями подвижной (пяты) и неподвижной(подпятника) частей и с отверстиями для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, выполненными в неподвижной части, пневмоприводной узел, расположенный на подвижной части газостатического опорного узла и содержащий распределительную камеру, сопла, соединяющие распределительную камеру с несущей поверхностью, и рабочие лопатки, расположенные на несущей поверхности, и устройство (компрессор) для получения газообразного рабочего тела с давлением выше атмосферного (сжатого газа),соединенное трубопроводами с отверстиями для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям и с распределительной камерой пневмоприводного узла 2.Однако известные опорно-приводные механизмы невозможно использовать в роторных машинах с крупногабаритным, тяжелым и высокоскоростным рабочим органом. Этот недостаток связан с тем, что сжатый газ невозможно получить с высоким давлением, значительно превышающим атмосферное, что не позволяет достичь более высокого избь 1 точного давления в газостатической опоре и повысить несущую способность газостатической опорной подушки и вращательный момент.Задача изобретения состоит в создании опорно-приводного механизма для роторных машин с крупногабаритным, тяжелым и высокоскоростным рабочим органом путем повышения несущей способности газостатической опорной подушки и вращательного момента за счет достижения более высокого избыточного давления путем применения газообразного рабочего тела с высоким давлением.Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи в опорно-приводном механизме роторных машин, содержащем газостатический опорный узел с соответствующими друг другу по форме несущими поверхностями подвижной и неподвижной частей и с элементом для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям, выполненным в неподвижной части, пневмоприводной узел, расположенный на подвижной части газостатического опорного узла и содержащий распределительную камеру и рабочие лопатки, и устройство для получения газообразного рабочего тела с давлением выше атмосферного, связанное трубопроводами с элементом для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям и с распределительной камерой пневмоприводного узла, отличием является то, что элемент для подвода газообразного рабочего тела к несущим поверхностям выполнен в виде камеры наддува, рабочие лопатки расположены под несущей поверхностью, а их межлопаточные каналы сообщены с распределительной камерой пневмоприводного узла, при этом устройство для получения газообразного рабочего тела с давлением выше атмосферного выполнено в виде устройства для получения перегретого пара.Изобретение поясняется чертежами фиг. 1 - общий вид механизма для вертикальных роторных мащин с несущими поверхностями газостатического опорного узла в виде части сферы, фиг. 2 - вид А на фиг. 1, фиг. 3 - газостатический опорный узел с конусообразнь 1 ми несущими поверхностями для вертикальных роторных мащин, фиг. 4 то же с плоскими несущими поверхностями, фиг. 5 - общий вид механизма для горизонтальных роторных мащин с цилиндрическими несущими поверхностями.Опорно-приводной механизм роторных мащин содержит газостатический опорный узел, состоящий из подвижной части 1 и неподвижной части 2 с камерой 3 наддува, пневмоприводной узел, расположенный на подвижной части 1 и состоящий из распределительной камеры 4 и рабочих лопаток 5, межлопаточные каналы которых сообщены с распределительной камерой 4, и устройство 6 для получения перегретого пара, трубопроводом 7 связанное с камерой 3 наддува газостатического опорного узла и трубопроводом 8 - с распределительной камерой 4 пневмоприводного узла. Трубопроводы 7 и 8 снабжены паровыми вентилями 9 для управления подачей перегретого пара.Газостатический опорный узел выполнен с соответствующими друг другу по форме несущими поверхностями подвижной части 1 и неподвижной части 2, например в виде части сферы, конусообразными, плоскими - для вертикальных роторных мащин, и цилиндрическими - для горизонтальных роторных мащин.В качестве устройства 6 для получения перегретого пара может быть использован паровой котел или парогенератор.Изобретение работает следующим образом.Сначала открывают вентиль 9 трубопровода 7 и от устройства 6 перегретый пар поступает в камеру 3 наддува, выполненную в неподвижной части 2 газостатического опорного узла. Из камеры 3 наддува перегретый пар поступает к несущим поверхностям и создает избыточное давление в опорном узле. Под воздействием избыточного давления подвижная часть 1 приподнимается (всплывает) над неподвижной частью 2, образуя зазор, в который постоянно поступает перегретый пар. Таким образом создают газостатическую опорную подущку для подвижной части 1.Затем открывают вентиль 9 трубопровода 8 и от устройства 6 перегретый пар поступает в распределительную камеру 4 пневмоприводного узла, выполненную в подвижной части 1. Из распределительной камеры 4 перегретый пар поступает в межлопаточные каналы, образованные рабочими лопатками 5, с помощью которых энергия перегретого пара преобразуется в энергию вращательного момента, придавая вращение с больщой скоростью подвижной части 1. В роторных мащинах подвижная часть 1 жестко соединена непосредственно с рабочим органом (на чертежах не показан) или с валом 10 рабочего органа, что позволяет придавать ему вращение.Прекращают работу данного механизма следующим образом.Сначала перекрывают вентиль 9 трубопровода 8, перегретый пар перестает поступать в распределительную камеру 4 и в межлопаточные каналы рабочих лопаток 5 и подвижная часть 1 прекращает вращение. Затем постепенно перекрывают вентиль 9 трубопровода 7, перегретый пар постепенно перестает поступать в камеру 3 наддува и в зазор между несущими поверхностями и подвижная часть 1 медленно опускается на неподвижную часть 2.Так как перегретый пар можно получить со значительно более высоким давлением,чем сжатый газ, то между несущими поверхностями можно создать высокое избыточное давление, а на рабочих лопатках - более высокий вращательный момент. Это позволяет использовать изобретение в вертикальных и горизонтальных роторных мащинах с крупногабаритнь 1 м, тяжелым и высокоскоростным рабочим органом.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.