радиальный турбодетандер

Формула изобретения

РАДИАЛЬНЫЙ ТУРБОДЕТАНДЕР, содержащий вал с центростремительной ступенью двустороннего выхода, отличающийся тем, что на валу после каждого выхода установлены многоступенчатые центробежные колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к расширительным машинам динамического действия радиального типа турбодетандерам.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению является центростремительный детандер, содержащий вал с центростремительной ступенью двухстороннего выхода.

Данная конструкция не позволяет полно использовать энергию рабочего тела, так как большая часть ее рассеивается в выходных диффузорах, что приводит к низкому КПД в производстве механической энергии.

В предлагаемом устройстве предполагается более полное использование кинетической энергии потока рабочего тела, снижение механических нагрузок и упрощение конструкции.

Для этого многоступенчатый радиальный детандер выполнен в виде центростремительной ступени двухстороннего выхода и двух центробежных многоступенчатых колес.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение совпадает по одному существенному признаку и в этой части оно не ново. Однако оно обладает новизной в отношении признаков: два многоступенчатых центробежных колеса, симметрично расположенных на выходах центростремительной ступени двухстороннего выхода.

Известны конструкции турбодетандеров, в которых осуществляется преобразование работы перепада давления рабочего тела в кинетическую энергию с последующим преобразованием в механическую энергию вращения вала, но ни в одном источнике нет, что на одном валу расположены два центробежных многоступенчатых колеса с находящимся между ними центростремительной ступенью двухстороннего выхода. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен общий вид многоступенчатого радиального турбодетандера; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Многоступенчатый радиальный турбодетандер содержит вал 1, расположенный в подшипниках 2, на котором расположены рабочее колесо центростремительной ступени 4 и многоступенчатые центробежные колеса 5. Центростремительное колесо находится в спиральном корпусе 9, а центробежные колеса в спиральных корпусах 3.

Многоступенчатый радиальный турбодетандер работает следующим образом.

Рабочее тело под давлением поступает через сопловой аппарат 8 спирального корпуса 9 на лопатки рабочего колеса центростремительной ступени и далее на рабочее колесо 5, приводя во вращение вал 1. Лопатки 7 расположены на рабочем колесе 5. Лопатки 6 размещены на спиральном корпусе 3 неподвижно и служат обратным направляющим аппаратом. Отработанное рабочее тело выходит через спиральные корпуса 3.

Симметричность конструкции позволяет уравновесить осевые нагрузки, упростить конструкцию и осуществлять снятие крутящего момента вала с двух сторон. Многоступенчатость колес позволяет более полно использовать кинетическую и тепловую энергии рабочего тела. Рабочим телом может служить пар, воздух и паровоздушная смесь с выходными параметрами: давление до 20 кг/см² и температура до 250^оС.