Турбокомпрессор

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно, к турбокомпрессорной технике для наддува дизельных двигателей.

Турбокомпрессор содержит ротор (1), на консолях которого установлены колесо (2) компрессора, размещенное в корпусе (3) и колесо (4) турбины, размещенное в корпусе (5). Корпус (6) подшипника с зафиксированной в нем посредством полого цилиндрического фиксатора (8) подшипниковой втулкой (7). На роторе (1) установлены маслоотражатель (10) с уплотнительными кольцами (11) Уплотнительные кольца (11) выполнены разрезными со сплошным поперечным сечением. Между корпусом (6) подшипника и крышкой (12) уплотнения установлен маслосбрасывающий экран (13) выполненный с кольцевым ребром (14). Между корпусом (5) турбины и корпусом (6) подшипника установлены чугунный экран (16) и теплоизолирующая прокладка (17), которая выполнена из негорючего неметаллического материала окантованного стальной лентой и закрывает всю торцевую поверхность корпуса (6) подшипника, обращенную к корпусу (5) турбины. Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности турбокомпрессора. 5 ил.

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно, к турбокомпрессорной технике для наддува дизельных двигателей.

Известен турбокомпрессор, содержащий корпус подшипников, в котором на радиальных и упорном подшипниках установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, корпус подшипников снабжен алюминиевой крышкой, которая фиксирует упорный подшипник, а корпус компрессора снабжен диффузором, корпуса компрессора и турбины прикреплены к корпусу подшипников с помощью болтов и планок, при этом между корпусом турбины и корпусом подшипников установлен теплоизолирующий экран из жаростойкой стали (см. патент RU 32534, МПК⁷ F02B 37/00, опубл. 20.09.2003).

Недостатком известного технического решения является то, что теплоизолирующий экран из жаростойкой стали не обеспечивает достаточной изоляции корпуса подшипников от горячих деталей турбинной ступени, что приводит к нагреву смазочного масла и, как следствие, сокращается срок службы турбокомпрессора из-за износа трущихся деталей.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является турбокомпрессор, содержащий ротор, на консолях которого установлены колесо компрессора и колесо турбины, размещенные каждый в своем корпусе, корпус подшипника, с зафиксированной в нем, посредством полого цилиндрического фиксатора подшипниковой втулкой, установленный на валу ротора маслоотражатель с уплотнительными кольцами, снабженными радиальными каналами, соединяющими полости канавок уплотнительных колец с полостью корпуса подшипника, плоский маслосбрасывающий экран, чугунный экран, установленный между корпусом турбины и корпусом подшипника и теплоизолирующую прокладку, расположенную в месте контакта чугунного экрана с корпусом подшипника (см. патент RU 2202052, МПК⁷ F04D 25/05; F02B 37/00, опубл. 10.04.2003).

Недостатками известного технического решения являются его ненадежность и недолговечность из-за того, что:

- во-первых, наличие каналов в уплотнительных кольцах ведет к ослаблению их конструкции и потере упругости, что приводит к нарушению функциональных свойств этих деталей, а также к их поломке, как при монтаже, так и во время эксплуатации;

- во-вторых, плоский маслосбрасывающий экран в исходном положении и во время работы турбокомпрессора будет иметь отклонения от плоскостности, в результате чего возможно его касание подшипника, что многократно увеличит утечку масла из-за нарушения лабиринтного уплотнения, или касание маслоотражателя, что вызовет повышенную вибрацию ротора и может привести к выходу из строя турбокомпрессор.

Кроме того, размещение теплоизолирующей прокладки, только в месте непосредственного контакта чугунного экрана с корпусом подшипника, приводит к дополнительному нагреву корпуса подшипников, и, как следствие, к нагреву смазочного масла, подаваемого в корпус для смазывания и охлаждения деталей подшипникового узла и ухудшению его физико-химических свойств, что в свою очередь вызывает износ трущихся деталей турбокомпрессора. Таким образом, сокращается срок службы турбокомпрессора и его надежность.

Была поставлена задача, повысить надежность и долговечность турбокомпрессора.

Поставленная задача решается за счет того, что в турбокомпрессоре, содержащем ротор, на консолях которого установлены колесо компрессора и колесо турбины, размещенные каждый в своем корпусе, корпус подшипника, с зафиксированной в нем посредством полого цилиндрического фиксатора подшипниковой втулкой, установленный на роторе маслоотражатель с уплотнительными кольцами, маслосбрасывающий экран установленный между корпусом подшипника и крышкой уплотнения, установленные между корпусом турбины и корпусом подшипника чугунный экран и теплоизолирующую прокладку, маслосбрасывающий экран выполнен с кольцевым ребром, а уплотнительные кольца выполнены разрезными со сплошным поперечным сечением, при этом теплоизолирующая прокладка выполнена из негорючего неметаллического материала окантованного стальной лентой и закрывает всю торцевую поверхность корпуса подшипника, обращенную к корпусу турбины.

Выполнение маслосбрасывающего экрана с кольцевым ребром позволяет обеспечить его жесткость и, как следствие, стабильное положение маслосбрасывающего экрана относительно подшипника и маслоотражателя, а выполнение уплотнительных колец разрезными со сплошным поперечным сечением без радиальных и кольцевых канавок, обеспечивает им определенную упругость, благодаря чему кольца прижмутся к крышке уплотнения и при вращении ротора турбокомпрессора сохранят неподвижность, создавая лабиринтное уплотнение со стабильными размерами.

Отличительный признак, заключающийся в том, что теплоизолирующая прокладка выполнена из негорючего неметаллического материала окантованного стальной лентой и закрывает всю торцевую поверхность корпуса подшипника, обращенную к корпусу турбины, позволяет значительно снизить температуру корпуса подшипника и смазывающего масла, и тем самым позволяет повысить надежность и долговечность турбокомпрессора.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

фиг.1 - турбокомпрессор общий вид, в разрезе;

фиг.2 - изображен узел масляного уплотнения;

фиг.3 - изображен узел соединения корпуса турбины с корпусом подшипника;

фиг.4 - изображена уплотнительная прокладка;

фиг.5 - изображен маслосбрасывающий экран.

Турбокомпрессор содержит ротор 1, на консолях которого установлены колесо 2 компрессора, размещенное в корпусе 3 и колесо 4 турбины, размещенное в корпусе 5.

Между корпусами 3 и 5 размещен корпус 6 подшипника. В корпусе 6 установлен подшипник 7, выполненный в виде бронзовой моновтулки качающегося типа. Подшипник 7 зафиксирован в корпусе 6 посредством полого цилиндрического фиксатора 8, который с полым переходником 9 является одновременно и маслоподводящим каналом.

На роторе 1 установлен маслоотражатель 10 с уплотнительными кольцами 11. Уплотнительные кольца 11 выполнены разрезными со сплошным поперечным сечением.

Между корпусом 6 подшипника и крышкой 12 уплотнения установлен маслосбрасывающий экран 13 выполненный с кольцевым ребром 14. Маслосбрасывающий экран 13 зафиксирован в корпусе 6 подшипника посредством усика 15, входящего в специальный паз, выполненный в корпусе 6 подшипника.

Между корпусом 5 турбины и корпусом 6 подшипника установлены чугунный экран 16 и теплоизолирующая прокладка 17, которая выполнена из негорючего неметаллического материала (например, асбеста) окантованного стальной лентой. Теплоизолирующая прокладка 17 закрывает всю торцевую поверхность корпуса 6 подшипника, обращенную к корпусу 5 турбины.

Корпус 3 компрессора и корпус 5 турбины крепятся к корпусу 6 подшипника при помощи болтов и планок.

Турбокомпрессор работает следующим образом.

Выхлопные газы из двигателя поступают в корпус 5 турбины и приводят во вращение колесо 4 турбины с ротором 1 и колесо 2 компрессора, нагнетая и сжимая атмосферный воздух. Сжатый воздух через корпус 3 компрессора подается в систему воздухоснабжения двигателя. Смазывание и охлаждение подшипника 7 производится посредством моторного масла, подаваемого от системы смазки двигателя через полый переходник 9 и фиксатор 8. При поступлении горячих отработавших газов корпус 5 турбины и чугунный экран 16 начинают интенсивно нагреваться, а теплоизолирующая прокладка 17, в силу малой теплопроводности основного негорючего неметаллического материала и способности металлической окантовки к отражению теплового излучения, препятствует нагреву корпуса 6 подшипника и смазочного масла.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и долговечность турбокомпрессора.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.

1. Турбокомпрессор, содержащий ротор, на консолях которого установлены колесо компрессора и колесо турбины, размещенные каждый в своем корпусе, корпус подшипника с зафиксированной в нем посредством полого цилиндрического фиксатора подшипниковой втулкой, установленный на роторе маслоотражатель с уплотнительными кольцами, маслосбрасывающий экран, установленный между корпусом подшипника и крышкой уплотнения, установленные между корпусом турбины и корпусом подшипника чугунный экран и теплоизолирующую прокладку, отличающийся тем, что маслосбрасывающий экран выполнен с кольцевым ребром, а уплотнительные кольца выполнены разрезными со сплошным поперечным сечением, при этом теплоизолирующая прокладка выполнена из негорючего неметаллического материала, окантованного стальной лентой, и закрывает всю торцевую поверхность корпуса подшипника, обращенную к корпусу турбины.

2. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что в качестве негорючего неметаллического материала использован асбест.