Біротаційний сепаратор

Біротаіийиий сепаратор, виконаний у вигляді єдиного модуля і складається з двох ступенів, перший з яких являє собою звтаротативний вінець лопаток, робоча решітка якого складається з профілів двоопуклої кривизни, а другий ступінь складається з конусного каркасу з закріпленим на ньому фільтром тонкої очистки та додаткового вінця лопаток, при цьому обидва ступеня спираються на газостатичні підшипники, що відрізняються тим, що сепаратор забезпечено тілами кочення, що мають осьові обмежники та спираються на неповноохоплюючі газостатичи* підшипники, що розміщені на центральній осі, причому зовнішня поверхня тіл кочення сполучена з внутрішніми циліндричними поверхнями втуло* вінцю лопаток другого ступеня та каркасом фіпьтру тонкої очистки, крім того тіла кочення сполучені з роликами, що знаходяться у фрикційному контакті з внутрішньою циліндричного поверхнею втупки аінцю лопаток першого ступеня, при цьому иа центральній осі розміщені упорні газостатичні підшипники, що спрямовані до бокових поверхонь втупок вінців попаток. Винахід відноситься до галузі машинобудування та може використовуватися у конструкціях газотурбінних установок як засіб очистки циклового повітря. Відома конструкція повітроочищувальних пристроїв для забезпечення техніхо-екоиомічмих показників ГТУ за рзхунок очистки циклового повітря (Г.Ю.Степанов, И.М.Зицер Инерционные воздухоочистители м. - Машиностроение, 1986). Відома конструкція біротаційного сепаратора виконана у вигляді єдиного модуля і складається з двох ступенів, перший з яких являє собою авторотативний вінець лопаток, робоча решггка якого складається з профілів двоопуклої кривизми, а другий ступінь складається з конусного каркасу з закріпленим на ньому фільтром тонкої очистки та додаткового вінця лопаток, при цьому обидва ступеня спираються на газостатичні підшипники (В.Л.Жохов, А.А Кривенко. Экспериментальное исследование биротационного сепаратора. Ж-л Судостроение, № 6, 1990 г., с.27-30). Приймається як прототип. В запропонованій конструкції втрати повного тиску, що зумовлюються тертям у опорі сепаратора, незначні, тому що застосовані газостатичні підшипники. Дефектом прототипу с обмежена працездатність сепаратора, яка пов'язана з працездатністю підшипникових вузлів. У даній конструкції наванта ження на газостатичний підшипник другого ступеня діє консольно, що негативно позначається на працездатності, тому що при цьому підсилюється вппио дисбалансу, що виникає при зіткненні домішків з конусом фільтру тонкої очистки. В тяжких умовах працює і підшипник першого ступеня, тому що вінець лопаток у певній мірі підлягає обмерзанню, що приводить до перевантаження підшипника (с.28) Задача винаходу полягає а підвищенні працездатності сепаратора. Для вирішення даної задачі сепаратор забезпечується тілами кочення, що мають осьові обмежники та спираються на нерівноохоплюючі газостатичні підшипники, що розміщені на центральній осі, причому зовнішня циліндрична поверхня тіл кочення сполучена з внутрішніми цип'ндричними поверхнями втулок вінцю лопаток другого ступеня та каркасом фіпьтру тонкої очистки, крім того, тіпа ксмения сполучені з роликами, що знаходяться у фрикційному контакті з внутрішньою циліндричною поверхнею віупки вінцю лопаток першого стулемч, при цьому на центральній осі розмчдені упорні гвзостатичні підшипники, що спрямовані до бокових поверхонь втулок вінців лопаток. У пропонованій конструкції опори сепаратора становлять з себе тіла кочення, що спираються на газостатичні підшипники. Дана конструкція дозволяє, гю-перше, уникнути консольного 35306 навантаження підшипника другого ступеня, тому що навантаження рівномірно розподіляється $1 сторони передньої та задньої частини конусного каркасу на тіла кочення 1 далі на неповноохоплюючі газостатичні підшипники. По-друге, без збільшення габаритів можливо підвищити несучу здатність підшипника за рахунок збільшення площі поверхні сприймання навантаження При цьому немає й істотного збільшення масогабаритів, тому що тіла кочення можна виконувати порожнистими. Використання роликів, які сполучені одночасно І з тілами кочення, І з втулкою вінця лопаток другого ступеня дозволяє забезпечити обертання ступенів сепаратора у різні сторони. При цьому, на відміну від прототипу, ступені механічно пов'язані між собою через фрикційне сполучення, що дозволяє: синхронізувати роботу ступенів; зменшити час розкрутки другого ступеня; при гальмуванні від зовнішнього впливу одного з ступенів використовувати енергію другого ступеня для його прокрутки; перерозподіляти навантаження між підшипниками ступенів. Конструкція забезпечує надійність контакту у фрикційному сполученні втулки вінця лопаток другого ступеня І роликів, тому що ролики опираються на тіпа кочення та реакція у газостатичних підшипниках тіл забезпечує притиск кожного ролика до втулки обома сполученнями з ними тілами кочення. Осьові обмежники тіл кочення дозволяють відвертати осьові переміщення та необхідні для забезпечення працездатності конструкції Упорні газостатичні підшипники сприймають осьові навантаження від роторних елементів першого і другого стуленій, а також забезпечують працездатність конструкції. Використання у сепараторі тіл кочення, що сполучені з поверхнями втулок вінців лопаток та опираються на неповиоохоляюючі опорні підшипники, дозволяє зробити висновок при відповідність запропонованого рішення критерію "новизна". Пошуки у різних галузях техніки подібного технічного рішення не виявили. Це дозволяє зробити висновок про відповідність запропонованого рішення критерію "винахідницький рівень". На фіг. 1 подається загальний вигляд біротаційного сепаратора. На фіг 2 показано переріз фіг 1 по А-А. На фіг 3 показано переріз фіг.1 по Б-Б. Иа фіг.4 показано переріз фіг. 1 по 8 - 8 . На фіг 5 показано переріз фіг.1 по Г-Г, На фіг.в показано переріз фіг.1 по Д-Д. На фіг.7 показано переріз фіг. 1 no Е-Е. На фіг 8 показано переріз фіг. 1 по Ж-Ж. ( На фіг 9 показано переріз фіг 1 по 3*3. На фіг. 10 показано переріз фіг. 1 по 1-І. Конструкція складається з центральної осі 1, яка закріплюється за допомогою болтів 2 та торцевих кришок 3 зі спицями 4 у корпусі 5 В осі 1 розміщені неповноохоплюючі опорні газостатичні підшипники б, що спрямовані до цапфових поверхонь тіл кочення 7. Тіла 7 мають осьові обмежники у вигляді закладних шариків в, що розміщені у центрах та спираються на сухарі 9, які розміщені у торцевих кришках 3. Передні цапфові частини тіл кочення 7 (зліва на фіг 1) сполучені з роликами 10, що своїми циліндричними частинами сполучені з внутрішньою циліндричною поверхнею втулки 11 лопаточного вінця 12 першого ступеня. Ролики 10 мають осьові обмежники 13. З передніми цапфовими частинами тіл кочення 7 сполучена І внутрішня циліндрична поверхня втулки 14 конусного каркасу 15. внутрішня циліндрична поверхня втулки 16 лопаточного вінця 7 другого ступеня сполучена з задніми цапфовими частинами тіл кочення 7. На конусному каркасі 15 розміщено фільтруюче волокно фільтру тонкої очистки 1 В. У торцевих кришках 3 розміщені упорні підшипники 19. На центральній осі 1 закріплюється двосторонній упорний підшипник 20. Для підводу повітря до пщшипників виконується повітровід 2 1 , а також порожнини у болтах 2, радіальні канали 22 у торцевих кришках З, що з'єднуються з кільцевими проточками 23, канал 24 у центральній осі 1, що з'єднується за допомогою радіальних каналів 25 з кільцевою проточкою 2 6 двостороннього упорного підшипника 20. Повітря у робочий зазор підшипників підводиться через живильники 27. Щоб запобігти протіканню повітря, у торцевих кришках розміщені ущільнення 28 У корпусі 5 виконані вологоулов* люючі камери 2 9 і ЗО першого f другого ступенів ВІДПОВІДНО. Конструкція працює наступним чином. Повітря через повітровід 21 і порожнечу у болті 2 подається у радіальні канали 22 та проточку 2 3 у кришці З І далі через живильники 2 7 у робочий зазор між поверхнями упорного підшипника 19, що розміщується у передній торцевій кришці 3 та бокової' поверхні втулки 11 лопаточного вінцю 12 першого ступеня Одночасно повітря прямує І у канал 24 у центральній осі 2 та відповідно на живильники 27 неповноохоплюючих опорних газостатичних підшипників 6, що спрямовані до передніх та задніх цапфових частин тіл кочення 7, які сполучені з поверхнями втулок 11 першого ступеня та втулок 14 і 16 конусного каркасу 15 та другого ступеня відповідно. Повітря також прямує через радіальні канали 25 та кільцеву проточку 26 на живильники 27 двостороннього упорного підшипника 20, а також на живильники упорного підшипника, який розміщується у задній торцевій кришці 3 та спрямований до бокової поверхні втулки 16 лопаточного вінця 7 другого ступеня. Ущільнення 2 8 запобігають протіканню повітря. Таким чином, радіальні та осьові навантаження від ступенів сепаратору сприймаються опорними 6 та упорними 9 120 газостатичними підшипниками. При роботі сепаратора набігаючий потік повітря, що забирається компресором, приводить до обертання попаточний вінець 12 першого ступеня. При цьому відбувається висаджування частинок рідини, що знаходиться у повітрі, на лопатки і далі під дією від* центрових сил плівка рідини скидається до вопогоуповлюючої камери 2 9 першого ступеня. Обертання лопаточного вінця 13 через втулку 11 І ролики 10 передається на тіла кочення 7 та у дію (з рахунком проковзування) затягається і другий ступінь сепаратору, який по мірі вступу повітря до фільтру тонкої очистки 18 та закріплений на каркасі 15 попаточний вінець 17 другого ступеня також вмикається у роботу. Рідина скидається до вологоуповлюючої камери ЗО. Обидва ступеня обертаються у різні боки. Осьові обмежники тіл кочення 7, що складаються з закладних шариків в, які розміщені у центрах та спираються на сухарі 9, що розміщені у торцевих кришках 3, за допомогою 35306 спиць 4, які встановлені у корпусі 5. запобігають осьовим переміщенням тіл кочення 7 Аналогічно осьові обмежники 13 роликів 10 фіксують ролики в осьовому напрямку Запропонована конструкція біротаційного сепаратора має підвищену в порівнянні з прототипом працездатність, тому що підшипники сепаратора працюють в умовах рівномірного навантаження, те має достатній запас несучої здатності дня забезпечення працездатності при обмерзанні та впливу дисбалансу, що виникає при висаджуванні рідини на лопатки і фільтр 20 «S я-я 7 .2 Фіг. З 35306 r-г Є-Е Фіг. 7 Фіг. 8 35306 3-й 27 H 111026 27 MULL Тираж 50 екэ. Відкрите акцюнернв товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гогаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03