Способ работы многоступенчатых осевых машин
OPERATING METHOD OF MULTISTAGE AXIAL MACHINES

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для улучшения характеристик нефтедобывающего оборудования, компрессоров и холодной части газотурбинных установок.
Известен способ работы осевых многоступенчатых машин, состоящий в том, что электрическую энергию преобразуют в механическую посредством электромотора, полученную таким образом механическую энергию с помощью вала подводят к осевым рабочим колесам ступеней, вращающимся с одинаковой угловой скоростью в одном направлении, и преобразуют в гидравлическую энергию рабочего тела. При этом поток рабочего тела на входе каждого рабочего колеса спрямляют в направляющем аппарате. (Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебное пособие для ВУЗов. - М: Энергоатомиздат, 1984. - 416 с.). К недостаткам этого способа следует отнести большую длину сборки осевой машины с электромотором и гидравлические потери в направляющих аппаратах.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ работы лопастной машины, выбранный в качестве прототипа, состоящий в том, что электрическую энергию преобразуют в механическую посредством пары электромоторов, встроенных в корпус насоса, механическую энергию передают посредством пары роторов к паре наборов рабочих колес, причем рабочие колеса одного набора чередуются с рабочими колесами другого набора (US 20140147243 А1 Contra rotating wet gas compressor). Наборы рабочих колес вращают в противоположном направлении.
К недостаткам этого способа относится увеличенная длина машины.
В основу настоящего изобретения положена задача уменьшения габаритных размеров машины.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в предлагаемом способе предусмотрены следующие отличия:
- электрическую энергию подают по общему для всех рабочих колес статору;
- электрическую энергию преобразуют в механическую непосредственно в каждом рабочем колесе;
- поток рабочего тела на входе в рабочие колеса не спрямляют, вращая смежные рабочие колеса в противоположном направлении.
Техническим результатом изобретения является уменьшение а) габаритных размеров машины за счет реализации операции преобразования электрической энергии в механическую непосредственно в каждой ступени, б) гидравлических потерь за счет исключения операции спрямления потока рабочей жидкости, в) уровня вибронагружения за счет уменьшения максимальной массы вращающегося элемента, г) крутящего момента, передаваемого на элементы крепления машины и на корпус самой машины за счет взаимной компенсации моментов статоров рабочих колес, вращающихся в противоположные стороны. Дополнительным техническим результатом является упрощение способа подвода электрической энергии за счет объединения статоров в один.
Данное изобретение пояснено на Фиг. 1.
Согласно предлагаемому способу электрическую энергию подают ко всем рабочим колесам 1 по общему гальванически связанному статору 2, затем преобразуют ее в механическую энергию, вращая смежные рабочие колеса 1 в противоположном направлении. При этом поток рабочего тела на входе в каждое рабочее колесо не спрямляют, а значения абсолютной скорости вращения рабочих колес 1 задают произвольными.
Согласно усовершенствованному способу рабочие колеса 1 вращают с одинаковой абсолютной скоростью.