ПАРОВАЯ ВИНТОВАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к паровым расширительным машинам объемного вытеснения, а именно к паровым винтовым машинам, предназначенным для преобразования энергии пара в механическую энергию.
Известен пароводяной детандер, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, в корпусе детандера размещены основной паровой объем с расположенными в нем ведущим и ведомым винтами, паровой объем цилиндра с поршнем для осевой разгрузки ведущего винта (патент РФ №2076246, публикация 1997 г).
Известна винтовая паровая машина, содержащая корпус, внутри которого размещена камера высокого давления с расположенными в ней находящимися в зацеплении ведущим и ведомым винтами, закрепленным на валах, установленных в опорах (патент РФ №2118460, публикация 1998 г.).
Известна паровая винтовая машина, содержащая корпус, в котором расположены находящиеся в зацеплении ведущий и ведомый винты, установленные в подшипниковых узлах, впускной и выпускной патрубки, цилиндр для компенсации осевых усилий, средства разгрузки опор от радиальных усилий, а также выходная и синхронизирующая передачи и система смазки подшипниковых узлов и упомянутых передач, при этом посредством выходной передачи ведущий винт связан с выходным валом, посредством синхронизирующей передачи ведущий и ведомый винты связаны между собой, подвижная деталь цилиндра для компенсации осевых усилий связана с валом ведущего винта, выходная и синхронизирующая передачи расположены по разные стороны от упомянутых винтов, впускной патрубок и цилиндр сообщены с источником пара (патент РФ №2168023, публикация 2001 г).
Наиболее близким к предложенному техническому решению является паровая винтовая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, расположенные в корпусе ведущий и ведомый винты, установленные в подшипниковых опорах, и связанные посредством синхронизирующих шестерен, а также расположенное в корпусе устройство для компенсации осевых усилий в подшипниковых опорах, включающее цилиндр с разгрузочным поршнем, закрепленным на конце ведущего ротора, при этом полости цилиндра сообщены посредством трубопроводов с источниками пара высокого и низкого давления (патент РФ на полезную модель №45461, публикация 2005 г.).
Мощность известной машины зависит от величины зазоров между винтами по линии нарезки винтов, а также кольцевого зазора между винтами и расточкой корпуса. Для повышения коэффициента полезного действия машины величина зазора между роторами должна быть минимальна. Величину зазора между роторами можно контролировать с помощью датчиков перемещения расположенных по горизонтальной оси роторов, а также регулировать в пределах осевого разбега радиально упорных подшипников при помощи изменения величины давления в цилиндре устройства для компенсации осевых усилий, а именно в паровой полости парового поршня, расположенной по оси ведущего ротора перед паровым поршнем.
Целью создания предлагаемого технического решения является увеличение мощности паровой винтовой машины посредством уменьшения зазора между ведущим и ведомым роторами по винтовой линии.
Указанная цель достигается путем обеспечения возможности регулирования давления пара высокого давления, подводимого в полость цилиндра устройства для компенсации осевых усилий в машине.
Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.
Паровая винтовая машина содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, ведущий и ведомый винтовые роторы, связанные посредством синхронизирующих шестерен и установленные в подшипниковых опорах, а также расположенное в корпусе устройство для компенсации осевых усилий в подшипниковых опорах. Впускной патрубок сообщен с источником пара высокого давления, а устройство для компенсации осевых усилий включают в себя цилиндр с разгрузочным поршнем, закрепленным на конце ведущего ротора. В цилиндре устройства для компенсации осевых усилий образована паровая полость, сообщенная трубопроводом с источником пара высокого давления. На трубопроводе подвода пара высокого давления к паровой полости цилиндра устройства для компенсации осевых усилий установлен регулирующий клапан.
Заявляемая полезная модель представлена на чертежах, где на фиг.1 изображен общий вид паровой винтовой машины со снятым верхним корпусом; на фиг.2 - схема подключения паровой винтовой машины.
Паровая винтовая машина 1 содержит корпус 2, в камере высокого давления 3 которого расположены находящиеся в зацеплении ведущий 4 и ведомый 5 винтовые роторы, валы 6 и 7 которых установлены в подшипниковых опорах 8, 9. Винтовые роторы связаны между собой синхронизирующей передачей 10, шестерни которой установлены на валах 6 и 7 с одной стороны роторов. С другой стороны роторов расположена выходная передача - встроенный редуктор 11.
Корпус 2 машины содержит впускной и выпускной патрубки (не показаны). Впускной патрубок сообщен с камерой высокого давления 3 и с источником пара (не показан) трубопроводом 12.
Осевые усилия, возникающие на винтовых роторах 4 и 5, воспринимаются радиально-упорными подшипниками качения подшипниковых опор 9. В корпусе машины расположен цилиндр 13, в котором установлен поршень 14, закрепленный на валу 6 ведущего винтового ротора 4.
В цилиндре 13 образована паровая полость 15, сообщенная трубопроводом 16 с источником пара высокого давления. На трубопроводе 16 установлен регулирующий клапан 17.
Работа паровой машины осуществляется следующим образом. Пар под высоким давлением поступает во впускной патрубок и приводит во вращение винтовые роторы 4 и 5. Отработанный пар выходит через выпускной патрубок под давлением, превышающим атмосферное.
Одновременно пар под высоким давлением поступает в паровую полость 15 цилиндра 13 и, воздействуя на поршень 14, связанный с валом 6 ведущего ротора 4, формирует усилие, противодействующее осевым усилиям, возникающим на винтовых роторах 4 и 5. Усилие, воздействующее на поршень 14, регулируется посредством клапана 17, что позволяет изменять величины зазоров между винтовыми роторами по линии нарезки винтов, а также кольцевого зазора между роторами и расточкой корпуса, и соответственно, изменять мощность машины.
Предложенное техническое решение может быть использовано в энергетических установках с паровыми винтовыми машинами.