турбонасосный агрегат

Формула изобретения

Турбинонасосный агрегат, содержащий турбину и двухкаскадный насос с раздельными валами каскадов, каждый каскад включает предвключенный шнек и центробежную крыльчатку, отличающийся тем, что привод вращения каскада низкого давления насоса выполнен в виде гидравлической турбины, размещенной между предвключенным шнеком и крыльчаткой каскада большого давления, при этом шнек снабжен закрывающей кольцевой обечайкой, которой он закреплен, например, с помощью шлиц в цилиндрическом выступе покрывного диска крыльчатки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к турбонасосостроению и может найти применение в агрегатах с двухкаскадными насосами, предназначенными для транспортировки криогенных жидкостей, например, жидкого кислорода.

Известен турбонасосный агрегат, содержащий турбину, насосы и редуктор (cм. патент США N 3269317, Н.кл. 103-6, 1966).

Недостатком известного устройства является большие габариты и вес из-за раздвижи осей агрегатов.

Известен турбонасосный агрегат, содержащий турбину, насосы и редуктор (см. патент Англии N 1102275, Н.кл. F 1 G, 1965).

Недостатком известного устройства являются большие габариты и вес, конструктивная сложность, низкая надежность работы. Большие габариты и вес объясняются наличием громоздкого редуктора с опорами и системой смазки. Редуктор же усложняет конструкцию агрегата. Необходимость смазки шестерен и опор редуктора снижает надежность агрегата в случае работа с криогенными компонентами. В случае же транспортировки насосом жидкого кислорода смазка редуктора перекачиваемым компонентом делается не возможной из-за опасности возгорания трущихся элементов редуктора в среде кислорода.

Цель изобретения - уменьшение габаритов веса, повышение надежности работы, упрощение конструкции.

Эта цель достигается тем, что привод вращения каскада низкого давления насоса выполнен в виде гидравлической турбины, размещенной между предвключенным шнеком и крыльчаткой каскада большого давления, при этом шнек снабжен закрывающей кольцевой обечайкой, которой он закреплен, например, с помощью шлиц в цилиндрическом выступе покрывного диска крыльчатки.

На чертеже схематически изображен турбонасосный агрегат, продольный разрез.

Турбонасосный агрегат содержит турбину 1 и двухкаскадный насос 2 с раздельными валами 3 и 4, каждый каскад включает предвключенный шнек 5, 6 и центробежную крыльчатку 7, 8. Насос 2 снабжен входным патрубком 9 и выходным патрубком 10. Привод вращения каскада низкого давления (шнек 5 и крыльчатка 7) насоса 2 выполнен в виде гидравлической турбины 11, размещенной между предвключенным шнеком 6 и крыльчаткой 8 каскада большого давления. Шнек 6 снабжен закрывающей его кольцевой обечайкой 12, которой он закреплен, например, с помощью шлиц в цилиндрическом выступе 12 покрывного диска крыльчатки 8.

Во время работы турбонасосного агрегата жидкий криогенный компонент, например, жидкий кислород по патрубку 9 поступает на вход насоса 2 и через предвключенный шнек 5 каскада низкого давления поступает в крыльчатку 7, из которой по каналам в корпусе подается на вход в предвключенный шнек 6 каскада большого давления, а из него направляется в крыльчатку 8. На пути потока между шнеком 6 и крыльчаткой 8 установлена гидравлическая турбина 11, соединенная с валом 4 каскада низкого давления, которая и приводится во вращение этим потоком. Шнек 6 и крыльчатка 8 каскада большого давления приводятся во вращение турбиной 1.

Вместо громоздкого редуктора с множеством шестерен, валов и опор здесь установлена одна гидравлическая турбина, что позволило значительно уменьшить габариты и вес агрегата и упростить его конструкцию. Отсутствие трущихся частей, таких как зубчатые зацепления шестерен и элементов подшипниковых опор снизило вероятность их износов и поломок, что повысило надежность работы. Эти факторы и обеспечили достижение поставленной цели.

Агрегат изготовлен, испытан, подтверждены заявленные преимущества.