УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ АВАРИЙНОМ ВЫБЕГЕ РОТОРА КОМПРЕССОРА
DEVICE TO PROTECT PLAIN BEARINGS IN EMERGENT COMPRESSOR ROTOR RUN-DOWN

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при конструировании опорных подшипников турбомашин и корпусов сжатия для повышения надежности и долговечности их узлов трения.
Известно, что в центробежных компрессорных машинах при аварийных остановках происходит выбег ротора, который может привести к задирам ротора, соприкасающихся с ним деталей, таких как колодки подшипников, что в итоге приводит к их поломке и выводу компрессорной машины из строя.
Известно устройство для защиты подшипников при аварийном выбеге ротора компрессора, содержащее емкость со смазочной жидкостью, соединенную посредством насоса и коллектора с узлами трения, аварийный бак со смазочной жидкостью для питания узлов трения, установленный выше оси компрессора на пять метров (см, например, книгу Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.: Машиностроение. 1995 г. ISBN 5-217-01196-3, с.210).
Недостатком известного устройства является невозможность использования в отдельных случаях аварийного бака в связи с конструктивными особенностями компрессорной машины, стесненным помещением цеха компрессорных машин, блочно-контейнерным исполнением компрессорной машинной установки, требованиями заказчика и пр., а также необходимость использования дополнительных систем подачи смазочной жидкости.
Техническим результатом изобретения является создание устройства, устраняющего данный недостаток, исключающего необходимость использования аварийного бака и дополнительных систем подачи смазочной жидкости.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что устройство для защиты подшипников скольжения при аварийном выбеге ротора компрессора содержит по меньшей мере одну емкость со смазочной жидкостью, соединенную с полостью подшипника, при этом по меньшей мере одна емкость выполнена в виде баллончика с нанокондиционером металла, закрепленного на корпусе подшипника и сообщенного с полостью подшипника посредством канала, в котором установлен клапан, выполненный с возможностью открытия при падении давления в полости подшипника.
Кроме того, устройство может содержать несколько емкостей, сообщенных с полостью подшипника посредством соответствующего канала, в каждом из которых установлен клапан, выполненный с возможностью открытия при падении давления в полости подшипника.
Изобретение поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображено устройство для защиты подшипников скольжения; на фиг.2 - расположение устройства в компрессорной машине; на фиг.3 - расположение устройства в случае выполнения его с несколькими емкостями, разрез А-А на фиг.2.
Устройство для защиты подшипников скольжения при аварийном выбеге ротора 1 компрессора содержит закрепленную на корпусе 2 подшипника емкость 3 со смазочной жидкостью - наножидкостью, представляющей собой нанокондиционер 4 металла, находящийся в емкости 3 под давлением и предназначенный для защиты от износа трущихся поверхностей подшипника и ротора 1. Емкость 3 выполнена в виде баллончика и соединена с полостью 5 подшипника посредством выполненного в корпусе 2 подшипника канала 6, служащего для впрыскивания нанокондиционера 4 в полость 5 подшипника, имеющую кольцевую форму и образованную соответствующими частями цилиндрической поверхности ротора и внутренней цилиндрической поверхности подшипника в зоне выполнения канала 6. В канале 6 установлен клапан 7, служащий для устранения возможности автоматического срабатывания устройства в случаях запуска и остановок компрессорной машины в управляемом режиме. Клапан 7 выполнен с возможностью открытия при падении давления в полости 5 подшипника. В канале 6 после установки клапана 7, ближе к полости 5 подшипника, установлен клапан 8, который срабатывает за счет возникающего в результате падения давления импульса из полости 9, заполненной маслом (фиг.1). При аварийном падении давления масла ниже установленного, усилием пружины 10 клапана 8, происходит истечение нанокондиционера 4 из емкости 3 в полость 5 подшипника.
Для обеспечения наиболее эффективной подачи наножидкости 3 в соответствующую полость 5 каждого подшипника, удерживающего ротор 1, емкости 3 ставятся с обеих сторон компрессорной машины (фиг.2).
В зависимости от нужд потребителя устройство может быть выполнено с одной емкостью 3 или с несколькими емкостями 3, связанными с полостью 5 подшипника посредством соответствующих каналов 6, выполненных в корпусе 1 подшипника (фиг.3), при этом емкости 3 могут срабатывать одновременно или по отдельности, что увеличивает объем выплескиваемого нанокондиционера 4, тем самым и защищенную площадь контакта трущихся узлов в единицу времени. Объем емкости 3 равен, преимущественно, 30 мл.
Совместное использование нанокондиционера 4 с маслом любого типа повышает прочность масляной пленки в зоне трения ротора 1 с подшипником и замедляет процесс ее деструкции. Улучшаются ресурсные и эксплуатационные показатели машин в штатных и экстремальных условиях (потеря масла и охлаждающей жидкости, перегрев, высокие нагрузки, холодный пуск).
Нанокондиционер 4 металла проявляет антифрикционные и противозадирные свойства для узлов трения из любых металлов и керамики, обладает высоким сродством к поверхности металла. Нанокондиционер 4 максимально увеличивает несущую способность масел любого типа. Проявляет сильное синергическое действие (взаимное усиление эффекта применения) с противозадирными, противоизносными и диспергирующими присадками к маслам. Нанокондиционер 4 химически нейтрален к материалам уплотнений, обладает высокой стойкостью к термическому окислению и гидролизу.
Нанокондиционер 4 металла реализует эффект безызносности в парах трения. Активные компоненты и наноразмерная «органокерамика» формируют на поверхности трения самовосстанавливаемую тонкую защитную пленку. Защитная пленка является барьером для высоких сдвиговых и нормальных нагрузок, сохраняя основной металл детали и обеспечивая снижение износа и трения.
Нанокондиционер 4 эффективен для защиты деталей, изготовленных как из сплавов черных, так и цветных металлов. Нанокондиционер 4 способствует подавлению процессов водородного изнашивания поверхностей трения.
Использование нанокондиционера 4 металла обеспечивает:
- эффективную защиту от износа и задира трущихся поверхностей;
- возрастание мощности и крутящего момента за счет уменьшения механических потерь;
- снижение расхода масла на угар (при совместном использовании);
- снижение износа при «холодном пуске»;
- уменьшение уровня шумов и вибраций;
- стойкий противоизносный эффект.
Таким образом, предлагаемое устройство с нанокондиционером 4 металла защищает трущиеся узлы благодаря использованию современных инновационных технологий. При этом достигаются такие задачи, как:
- стойкий противоизносный эффект;
- отсутствие аварийной системы смазки;
- уменьшение габаритов установки и т.д.