Устройство и способ балансировки турбомашины

1. Балансировочное устройство для турбомашины, имеющей ротор и статор, содержащее:
- балансировочное тело, предназначенное для установки на роторе,
- уплотнительное кольцо, предназначенное для установки на статоре,
причем уплотнительное кольцо расположено вокруг по меньшей мере части балансировочного тела с обеспечением возможности вращения балансировочного тела вокруг оси вращения, проходящей в продольном направлении через указанное балансировочное тело,
при этом балансировочное устройство дополнительно содержит регулятор, выполненный с возможностью изменения осевого положения указанного уплотнительного кольца во время работы турбомашины с обеспечением возможности регулировки зазора между балансировочным телом и уплотнительным кольцом во время работы турбомашины.
2. Устройство (300) по п. 1, в котором внутренняя поверхность (333) уплотнительного кольца (330) имеет форму части фигуры, усеченной параллельными плоскостями.
3. Устройство (300) по п. 1 или 2, в котором наружная поверхность (323) указанной части балансировочного тела (320) имеет форму части фигуры, усеченной параллельными плоскостями.
4. Устройство (300) по п. 1 или 2, или 3, содержащее блок (720) управления, выполненный с возможностью управления указанным приспособлением (710) с обеспечением регулировки указанного зазора (С).
5. Устройство (300) по п. 4, в котором указанный блок (720) управления выполнен с возможностью управления без обратной связи или управления с обратной связью.
6. Устройство (300) по любому из пп. 1-5, в котором указанное приспособление (710) содержит исполнительный механизм (730) электрического, или магнитного, или гидравлического, или пневматического типа.
7. Устройство (300) по любому из пп. 1-6, в котором балансировочное тело (320) имеет первую поверхность (321) и вторую поверхность (322) и расположено так, что текучая среда под первым давлением (p1) оказывает усилие на указанную первую поверхность (321) и толкает балансировочное тело (320) вдоль оси в первом направлении, а текучая среда под вторым давлением (р2) оказывает усилие на указанную вторую поверхность (322) и толкает балансировочное тело (320) вдоль оси во втором направлении, причем второе направление противоположно первому направлению.
8. Турбомашина (1000), содержащая балансировочное устройство (300) по любому из пп. 1-7, в которой указанное балансировочное тело (320) прикреплено к валу (310) турбомашины (1000).
9. Способ (900) балансировки осевого усилия в турбомашине (1000), содержащей ротор и статор, причем турбомашина (1000) содержит балансировочное тело (320) и уплотнительное кольцо (330), при этом указанное балансировочное тело (320) прикреплено к валу (310) ротора турбомашины (1000), а уплотнительное кольцо (330) прикреплено к статору турбомашины (1000), причем указанное уплотнительное кольцо (330) расположено вокруг по меньшей мере части балансировочного тела (320) с обеспечением возможности вращения балансировочного тела (320) вокруг оси (А) вращения, при этом способ включает следующие этапы:
А) запуск (902) турбомашины (1000);
В) повышение (903) давления текучей среды до первого давления (p1) на первой стороне балансировочного тела (320);
С) повышение (904) давления текучей среды до второго давления (p2) на второй стороне балансировочного тела (320);
и затем во время работы турбомашины (1000)
D) изменение (907) осевого положения уплотнительного кольца (330) с регулированием тем самым зазора (С) между балансировочным телом (320) и уплотнительным кольцом (330).
10. Способ по п. 9, в котором этап D повторяют, предпочтительно периодически повторяют, во время работы турбомашины (1000).
11. Способ по п. 9 или 10, в котором этап D выполняют с помощью одного из нижеследующих исполнительных механизмов (710):
- электрического исполнительного механизма,
- магнитного исполнительного механизма,
- гидравлического исполнительного механизма,
- пневматического исполнительного механизма.
12. Способ по п. 9 или 10, или 11, в котором этап D выполняют при ручном или автоматическом управлении (720), в частности, при управлении без обратной связи или управлении с обратной связью.
13. Способ по п. 12, в котором указанное автоматическое управление (720) включает первое измерение (905) одного или более из нижеследующих параметров:
- давление на входе турбомашины (1000),
- давление на выходе турбомашины (1000),
- температура на входе турбомашины (1000),
- температура на выходе турбомашины (1000),
- скорость вращения турбомашины (1000),
- температура области турбомашины (1000),
- температура области уплотнительного кольца (330),
- температура области балансировочного тела (320),
- расход текучей среды в зазоре (С) между балансировочным телом (320) и уплотнительным кольцом (330),
- размер зазора (С) между балансировочным телом (320) и уплотнительным кольцом (330),
- осевое усилие на подшипнике турбомашины (1000),
и затем вычисление (906) осевого положения на основании одного или более из указанных параметров.
14. Способ по любому из пп. 9-13, в котором указанное осевое положение уплотнительного кольца (330) возвращают в исходное положение непосредственно перед остановкой или выключением турбомашины (1000).