Паровая винтовая машина

Полезная модель относится к паровым винтовым машинам, предназначенным для преобразования энергии пара в механическую энергию. Паровая винтовая машина содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, соединенными трубопроводами соответственно с источником пара высокого давления и с системой пара низкого давления, расположенные в корпусе ведущий и ведомый винты, валы которых установлены в подшипниковых опорах, сообщенных с коллектором масляной системы, причем выходной вал машины соединен с приводным механизмом, впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления через регулятор парового потока и снабжен заслонкой со смещенным центром вращения, взаимодействующей с механизмом фиксатора открытого положения заслонки. Машина снабжена отсечным устройством, которое закреплено на впускном патрубке корпуса машины и содержит встроенный паровой фильтр, а механизм фиксатора открытого положения заслонки содержит корпус и размещенные в нем два подпружиненных поршня и управляющие ими полости, которые соединены, соответственно, с полостью впускного патрубка, и с коллектором масляной системы, для возможности разблокировки фиксатора при появлении избыточного давления пара во впускном патрубке и/или при падении давления масла в коллекторе масляной системы. Отсечное устройство содержит перепускной клапан прямого действия для возможности перепуска пара при закрытии заслонки на сторону низкого давления машины и сообщено через предохранительный клапан с трубопроводом аварийного сброса пара при закрытии заслонки в атмосферу или на перепуск в трубопровод системы пара низкого давления.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к паровым расширительным машинам объемного действия, а именно к паровым винтовым машинам, предназначенным для преобразования энергии пара в механическую энергию.

Известна паровая винтовая машина, содержащая корпус, в котором размещены два винтовых ротора, при этом на валу ротора установлен масляный насос, связанный с гидравлическим приводом механизма регулирования проходного сечения впускного канала, через который под давлением подается водяной пар, при этом механизм регулирования выполнен в виде поворотной заслонки, установленной во впуском канале (патент СССР №1838632, публикация 1993 г.).

Известна паровая энергетическая установка, содержащая паровую винтовую машину, выходной вал которой связан с асинхронной электрической машиной, и систему управления, при этом в трубопроводе на входе пара в паровую винтовую машину установлен регулятор парового потока, выполненный двухпозиционным и содержащий фиксатор открытого положения регулятора парового потока, выполненный в виде электромагнита, подключенного к датчикам критического состояния узлов и деталей системы управления (патент РФ №2144984, публикация 2000 г.).

К недостаткам известного устройства можно отнести зависимость работы систем управления и аварийной защиты от одного исполнительного механизма - электромагнитного клапана, обеспечивающего разблокирование фиксатора открытого положения заслонки, и, следовательно, прекращения поступления пара в машину, и отсутствие дублирующего устройства при аварийной ситуации. Кроме

того, поворотное устройство, встроенное в трубопровод подвода пара в машину от источника высокого давления, не обеспечивает надежность работы машины.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы паровой винтовой машины.

Указанная цель достигается путем установки непосредственно на впускном патрубке машины быстродействующего отсечного устройства, соединенного трубопроводом с источником высокого давления, прекращающего поступление пара в машину при аварийных ситуациях.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.

Паровая винтовая машина содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, соединенными трубопроводами соответственно с источником пара высокого давления и с системой пара низкого давления, расположенные в корпусе ведущий и ведомый винты, валы которых установлены в подшипниковых опорах, сообщенных с коллектором масляной системы, причем выходной вал машины соединен с приводным механизмом, впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления через регулятор парового потока и снабжен заслонкой со смещенным центром вращения, взаимодействующей с механизмом фиксатора открытого положения заслонки.

Машина снабжена отсечным устройством, которое закреплено на впускном патрубке корпуса машины и содержит встроенный паровой фильтр, а механизм фиксатора открытого положения заслонки содержит корпус и размещенные в нем два подпружиненных поршня и управляющие ими полости, которые соединены, соответственно, с полостью впускного патрубка, и с коллектором масляной системы, для возможности разблокировки фиксатора при появлении избыточного давления пара во впускном патрубке и/или при падении давления масла в коллекторе масляной системы. Отсечное устройство содержит

перепускной клапан прямого действия для возможности перепуска пара при закрытии заслонки на сторону низкого давления машины и сообщено через предохранительный клапан с трубопроводом аварийного сброса пара при закрытии заслонки в атмосферу или на перепуск в трубопровод системы пара низкого давления.

Механизм фиксатора открытого положения заслонки дополнительно содержит рычажный привод, сообщенный с исполнительным механизмом, подключенным к системе аварийной защиты и управления машиной.

Машина дополнительно снабжена перепускным регулирующим клапаном, который отделен от трубопровода выхода пара из машины обратным клапаном.

При использовании в качестве приводного механизма асинхронной электрической машины, на оси поворотной заслонки располагается выключатель, который при срабатывании заслонки отключает выходные клеммы асинхронной электрической машины.

Заявляемая полезная модель представлена на чертежах, где на фиг.1 представлен общий вид паровой винтовой машины; на фиг.2 - отсечное устройство с механизмом фиксатора открытого положения заслонки, на фиг.3, 4 - перепускной клапан; на фиг.5, 6 - вариант выполнения паровой винтовой машины с отсечным устройством.

Паровая винтовая машина (фиг.1) содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками. В корпусе 1 расположены ведущий 4 и ведомый (не показан) винты, валы которых установлены в подшипниковых опорах, сообщенных с коллектором системы смазки (не показан). Выходной вал машины соединен с приводным механизмом 5. Впускной патрубок 2 сообщен через отсечное устройство 6 с источником пара высокого давления посредством трубопровода 7 с установленным на нем регулятором парового потока 8.

На впускном патрубке 2 закреплено отсечное устройство 6, содержащее поворотный механизм 9, выполненный в виде заслонки со смещенным центром вращения, взаимодействующей с механизмом фиксатора 10 открытого положения заслонки, а при разблокировке фиксатора - с подпружиненной тарелкой перепускного клапана 11 прямого действия через рычаг, прикрепленный к заслонке.

Отсечное устройство 6 содержит встроенный паровой фильтр 12, при этом конструкция устройства позволяет обеспечить съем парового фильтра и его очистку без разборки трубопровода подвода пара.

На фиг.2 изображен механизм фиксатора 10 открытого положения заслонки прямого действия, срабатывающий напрямую при появлении избыточного давления в полости отсечного клапана, а также при падении давления масла в коллекторе масляной системы.

Механизм фиксатора 10 открытого положения заслонки содержит корпус 13, и размещенные в нем два подпружиненных поршня 14, 15 и управляющие ими полости 16, 17, которые соединены, соответственно, с полостью впускного патрубка, и с коллектором масляной системы, для возможности разблокировки фиксатора при появлении избыточного давления пара во впускном патрубке и/или при падении давления масла в коллекторе масляной системы.

На фиг.3, 4 изображена конструкция перепускного клапана 11.

Перепускной клапан 11 содержит рычаг 18, закрепленный на оси 19 поворотного механизма 9, тарелку 20 со штифтом 21, две пружины кручения 22 и выключатель 23 расположенные на оси 19. Выключатель 23 состоит из роторной части 24, связанной жестко с осью 19, и статорной части 25.

Отсечное устройство сообщено через предохранительный клапан 26 с трубопроводом 27 аварийного сброса пара при закрытии заслонки в

атмосферу и/или с перепускным трубопроводом 28 системы пара низкого давления.

На фиг.5 изображен общий вид машины, в которой дополнительно выполнен рычажный привод 29 от фиксатора к исполнительному механизму 30, например, электромагниту, что позволяет дублировать разблокировку фиксаторов, используя датчики системы аварийной защиты, а также от датчиков системы управления, например, при отладке машины (повышенная вибрация и др.).

Отсечное устройство дополнительно снабжено регулирующим клапаном 31 для перепуска пара в трубопровод 28 системы пара низкого давления, который отделен от трубопровода 32 выхода пара из машины обратным клапаном 33.

На фиг.6 изображен механизм фиксатора 10 открытого положения заслонки, содержащий рычажный привод 29, сообщенный с исполнительным механизмом 30, подключенным к системе аварийной защиты и управления машиной.

При работе паровой винтовой машины во впускной патрубок 2 подается под давлением насыщенный или перегретый водяной пар и приводит во вращение установленные в корпусе винты и соединенный с выходным валом машины приводной механизм.

При появлении избыточного давления в полости отсечного клапана, а также при падении давления масла в коллекторе масляной системы срабатывает механизм фиксатора 10 открытого положения заслонки.

При закрытии заслонки одновременно происходит перепуск пара в систему пара низкого давления машины через перепускной клапан 11. При разблокировке фиксатора 10 заслонка 9 при закрытии входа пара в машину, поворачиваясь на оси 19 взаимодействует через рычаг 18, закрепленный на ней, с тарелкой перепускного клапана 20 (через штифт

21) и обеспечивает одновременно перепуск пара на сторону низкого давления машины 34.

При повороте заслонки выключатель 23 отключает выходные клеммы асинхронной электрической машины.

Предусматривается также возможность дублирования при повышении давления пара на входе в машину выше допустимого путем аварийного сброса пара в атмосферу или на перепуск через предохранительный клапан.

Фиксатор поддерживает положение заслонки в открытом состоянии своей заостренной конусной частью, входящей под действием пружины в коническое углубление на рычаге заслонки. Надежная фиксация рычага заслонки обеспечивается также двумя пружинами кручения между корпусом и заслонкой, установленными на поворотной оси заслонки, что исключает возможность вибрации заслонки при движении потока и ускоряет поворот заслонки после выхода конусной части фиксатора из рычага заслонки.

Предложенная конструкция отсечного устройства обеспечивает разблокирование фиксатора открытого положения заслонки напрямую при создании аварийной ситуации в случае повышения давления пара выше допустимого на входе в машину, и при резком падении давления масла в коллекторе масляной системы, а также напрямую обеспечивает возможность одновременного перепуска пара при закрытии заслонки в полость низкого давления машины.

Регулирующий клапан 31 открывается при срабатывании заслонки от системы аварийной защиты и перепускает пар в трубопровод 28 системы пара низкого давления.

Кроме того предусмотрена возможность дублирования разблокировки фиксатора открытого положения заслонки посредством исполнительного механизма, подключенного к датчикам системы

аварийной защиты и системы управления в случае критического состояния узлов машины (повышенная вибрация и др.), например, в процессе отладки машины.

Предложенная паровая винтовая машина обладает быстродействием и повышенной надежностью в работе.

1. Паровая винтовая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, соединенными трубопроводами, соответственно, с источником пара высокого давления и с системой пара низкого давления, расположенные в корпусе ведущий и ведомый винты, валы которых установлены в подшипниковых опорах, сообщенных с коллектором масляной системы, причем выходной вал машины соединен с приводным механизмом, впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления через регулятор парового потока и снабжен заслонкой со смещенным центром вращения, взаимодействующей с механизмом фиксатора открытого положения заслонки, отличающаяся тем, что машина снабжена отсечным устройством, которое закреплено на впускном патрубке корпуса машины и содержит встроенный паровой фильтр, а механизм фиксатора открытого положения заслонки содержит корпус и размещенные в нем два подпружиненных поршня и управляющие ими полости, которые соединены, соответственно, с полостью впускного патрубка, и с коллектором масляной системы, для возможности разблокировки фиксатора при появлении избыточного давления пара во впускном патрубке и/или при падении давления масла в коллекторе масляной системы, причем отсечное устройство содержит перепускной клапан прямого действия для возможности перепуска пара при закрытии заслонки на сторону низкого давления машины и сообщено через предохранительный клапан с трубопроводом аварийного сброса пара при закрытии заслонки в атмосферу или на перепуск в трубопровод системы пара низкого давления.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что механизм фиксатора открытого положения заслонки дополнительно содержит рычажный привод, сообщенный с исполнительным механизмом, подключенным к системе аварийной защиты и управления машиной.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена перепускным регулирующим клапаном, который отделен от трубопровода выхода пара из машины обратным клапаном.

4. Машина по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что приводной механизм выполнен в виде асинхронной электрической машины, а механизм фиксатора открытого положения заслонки содержит выключатель, подключенный к выходным клеммам асинхронной электрической машины.