Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5002
.pdf
снабжены прорезными ножками, как показано на рисунках 30 и 31, с помощью которых их можно прикрепить
болтами к подходящему основанию, например, к верхней части локомотива.
95 К торцевой пластине 28 прикреплена камера 32 турбинного колеса, внутри которой вращается периферия
33 турбинного колеса 34.
К камере турбинного колеса прикреплен корпус регулятора 35, снабженный соответствующей крышкой 36.
Внутри корпуса регулятора установлен центробежный регулятор 37, приводимый в действие валом 12, и
соединен через универсальный подшипник 38 с рычагом регулятора 39 105, который, в свою очередь,
функционально соединен с клапанным элементом регулятора 40.
Клапанный элемент 40 вместе с фильтром 41, предназначенным для фильтрации пара перед его подачей в
аппарат, расположены в одном цельном блоке 42, прикрепленном болтами к камере турбинного колеса (см.
рис. 2). На нижней стороне блока 42 может быть прикручен сопловой элемент 43. Клапан и фильтрующий блок
или элемент корпуса 115 с прикрепленным соплом могут быть отделены в сборе от камеры турбинного
колеса.
Теперь более подробно будет описан подшипник генератора внутри корпуса 29 на торцевой пластине 28. В
корпус 29 плотно вставлено цилиндрическое стопорное кольцо или подшипниковая втулка 44, а в стопорное
кольцо 44, в свою очередь, входит шариковый подшипник и дорожка качения 45. 125 Для обеспечения
возможности установки турбинного колеса 34 и связанных с ним частей в узел, отделяемый от генератора,
турбинное колесо закреплено на трубчатом валу или втулке 46 (130 267,251), на которую устанавливается
шарикоподшипниковый узел 45. Втулка 46 также входит в корпус регулятора и охватывает некоторые детали
регулятора, как описано ниже, и крепится шпонкой к валу генератора 12, как показано на рисунке 47.
Однако вал генератора и втулка свободны для относительного продольного перемещения и регулировки.
Втулка 46 может быть снабжена выступом, как показано на рисунке 48, при этом между этим выступом и
шарикоподшипниковым узлом размещено маслосъемное кольцо 49. Трубчатый вал или втулка удерживаются
от продольного перемещения внутри шарикоподшипникового узла за счет выступов 48 и хомута 49 с одной
стороны подшипника и контргайки 50 с другой стороны.
Для того чтобы шарикоподшипниковый узел можно было легко снять со втулки 46, стопорное кольцо 44 может
быть снабжено резьбовыми отверстиями, как показано на рисунке 51. Корпус подшипника может быть
снабжен шпилькой, как показано на рисунке 52, выступающей в резьбовое отверстие 51.
Для снятия стопорного кольца и его подшипникового узла подходящий болт или шпильку можно вкрутить в
резьбовое отверстие 51 и зацепить с шпилькой 52.
При этом оказывается давление, которое раздвигает стопорное кольцо с заключенным в него подшипниковым
узлом от корпуса подшипника и втулки 46.
Корпус подшипника может быть снабжен масляным колодцем 53, в который погружается маслосъемное
кольцо 54, подвешенное к кольцу маслосъемного кольца 49 и служащее для подачи масла в подшипник. С
обеих сторон подшипникового узла могут быть предусмотрены соответствующие перегородки или
шайбообразные элементы 55 и 56 для предотвращения отвода масла от подшипника. Крышка 57,
закрепленная на корпусе 29, служит для полного закрытия этого подшипника.
Поскольку турбинное колесо закреплено на полом валу или втулке 46, и эта втулка защищена от продольного
перемещения в подшипниковом узле 45, турбинное колесо также защищено от продольного перемещения
относительно элементов рамы и корпуса и независимо от вала генератора 12. Кроме того, следует отметить,
что промежуточный корпус или торцевая пластина 28 могут быть отсоединены от зажимного кольца
генератора 26, и после этого турбинное колесо и связанные с ним корпуса и детали вместе с подшипником,
как описано выше, могут быть отделены от генератора как единое целое. Этот факт позволяет легко
осматривать или ремонтировать генераторную или турбинную части по отдельности, не нарушая регулировку
или сборку всего аппарата.
Теперь мы более подробно опишем камеру турбинного колеса и ее закрытые части. Втулка 46 может быть
снабжена фланцем 58, к которому может быть прикручено колесо 34. На стороне колеса, противоположной
фланцу 70 58, может быть прикреплена опорная пластина 59, например, болтами 60 (см. рис. 2). Опорная
пластина входит в зацепление с некоторыми частями регулятора, как описано ниже, а также снабжена по
периметру веерообразной частью 75 для цели, которая будет описана далее.
Следует отметить, что камера турбинного колеса 32 имеет кольцевую форму, а ее внутренняя стенка
снабжена кольцевым пазом 80 61 шириной, достаточной лишь для того, чтобы турбинное колесо 34 могло
проходить через него и вращаться. Для предотвращения утечки отработанного пара из камеры турбинного
колеса через зазор 85 между колесом и краями щели 61, на вращающейся опорной пластине 59
предусмотрена часть вентилятора, создающая давление в этой щели внутри камеры турбинного колеса,
чтобы противодействовать наружному потоку пара. На изображенной конструкции между периферией
опорной пластины и турбинным колесом предусмотрено множество радиальных пазов, как показано на
рисунке 62. Воздух может поступать через отверстия, расположенные, как показано на рисунке 63. При
вращении колеса потоки воздуха втягиваются в отверстия 63, при этом воздух проталкивается через
радиальные щели к щели 61. На противоположной от опорной пластины поверхности колеса может быть
также предусмотрен кольцевой веерный элемент 64, по конструкции аналогичный веерным элементам
опорной пластины 59.
Периферийные кромки опорной пластины и пластины вентилятора 10,5 64 расположены, как показано на
рисунке, с очень малым зазором по отношению к внутренним стенкам камеры турбинного колеса.
Небольшой зазор в этих точках и в щели 61, вместе с давлением воздуха, создаваемым вентиляторами,
достаточен для того, чтобы практически исключить утечку отработанного пара через щель 61.
Теперь более подробно будут описаны фильтр и клапанные элементы внутри блока 42. Как показано на рис.
6, пар может подаваться через отверстие 65, а оттуда — в фильтрующий элемент 41.
Фильтр может представлять собой цилиндрический перфорированный элемент из листового металла,
имеющий закрепленный в нем кольцевой концевой элемент 66. В стенку блока 42, рядом с концом фильтра,
ввинчивается заглушка 67, снабженная соответствующим удлинителем 68 для зацепления с гаечным ключом.
125 Винт 69, закрепленный внутри заглушки 67, свободно входит и проходит через кольцевой концевой
элемент 66. Фильтрующий элемент размещен в соответствующей камере блока 42, как указано, и его можно
легко извлечь для очистки или замены, просто выкрутив пробку 67, которая, благодаря соединительному
элементу, включающему квадратный винт 69 и концевую деталь 66, позволит вытащить фильтр.
Пар, поступающий в фильтр, проходит через его перфорации в камеру клапана 70, мимо входного отверстия
клапана 71, в канал 72 (см. рис.).
1)
.
Через канал 72 пар поступает в сопло 43 (см. рис. 2), через которое пар подается в соответствующие лопатки
по периферии турбинного колеса. Таким образом, обеспечивается короткий и эффективный паровой путь
(1,5). Клапанный элемент 40 представляет собой продольно скользящий элемент цилиндрической формы с
выступом 73, за которым, после точки 2a, пар выходит в канал 72. Клапан может быть снабжен
соответствующими кольцевыми канавками, как показано на рисунках 74 и 75 соответственно, на обоих его
концах для предотвращения утечки пара мимо элемента клапана. Любой пар, просачивающийся мимо канавок
74, может быть направлен в камеру турбинного колеса через канал 76, а любой пар, просачивающийся мимо
канавок 75, также может быть направлен в камеру турбинного колеса через канал 77. Также может быть
предусмотрен канал 78, идущий от одной из канавок 75 и проходящий вдоль клапана до точки за пределами
отверстия клапана, что позволяет отводить пар, просачивающийся в эту канавку, и выводить его в канал 72.
Канавки слева от отверстия в канал 78 подвергаются воздействию давления пара, которое может составлять
около 250 фунтов, тогда как канавки справа от этого отверстия подвергаются лишь воздействию
регулируемого давления пара около 60 фунтов, подаваемого в сопло.
Такая конструкция надежно защищает от любой существенной утечки пара вокруг клапана в атмосферу.
Продольное положение клапана регулируется и контролируется регулятором 37, который будет описан далее.
Пара центробежных регуляторных грузов 79, один из которых показан на рис. 4, включает в себя грузовые
части 80, выступающие «ушки», как показано на рис. 81, и головные части 82. Выступающие выступы pro5,5
вместе с элементами, как показано на рис. 83, на опорной пластине 59 (см. рис. 2) образуют ножевидные
подшипники для грузов.
Головные части 82 проходят через соответствующие отверстия, как показано на рис. 84, через стенки втулки
46 и входят в зацепление с торцевой поверхностью упорного штока 86 (см. рис. 1 и 5), который проходит
вдоль втулки 46 и прикреплен к направляющей упорного штока 85 штифтом 87. Направляющая упорного
штока выполнена с головкой 88, имеющей сферическую поверхность и прорезь, как показано на рисунке 89,
для размещения головок грузовых элементов 82. Внутри направляющей штока толкателя образована
кольцевая канавка 90 для размещения одного конца витой пружины 70 91, которая охватывает штифт
толкателя 86. Противоположный конец пружины входит в пружинный опорный элемент 92, который, в свою
очередь, может быть установлен внутри торца втулки 46 и удерживается от вращения относительно него
благодаря выступу 93, входящему в паз 94 на конце втулки 46. Пружинное седло может быть снабжено
соответствующими фиксаторами, как показано на рисунке 95, которые входят в зацепление с крышкой
регулятора 96, привинченной к концу втулки 46, чтобы удерживать его в заданном положении. Под действием
пружины регулятора эти фиксаторы опускаются в углубления, предусмотренные в крышке регулятора 96, и
таким образом служат для блокировки крышки регулятора от вращения до тех пор, пока их не сдвинут с
достаточной силой, чтобы поднять их из углублений.
Давление пружины 91 можно увеличить или уменьшить соответственно, завинчивая крышку регулятора 90 96
в направлении, входящем или выходящем из втулки.
Сферическая головка 88 на направляющей упорного штока входит в зацепление с внутренними стенками
втулки 46 и, следовательно, позволяет упорному штоку свободно перемещаться в ограниченном диапазоне
относительно втулки и вала генератора, при этом соответствующий зазор обеспечивается в точке 97, где
упорный шток проходит через пружинный элемент 92 и крышку 96.
Наружный конец упорного штока может быть выполнен с уменьшенной частью 98 и выступом 99. Между этим
выступом и соответствующими гайками в точке 100 сохранена пара полусферических упорных чашек 101 и
102. Нижний конец рычага регулятора 39 снабжен кольцевой частью 103, внутри которой закреплен трубчатый
элемент 104. На трубчатом элементе 104 может быть установлена пара углеродных или 110
графитированных полусфер 105 и 106, которые удерживаются в своих относительных положениях штифтом
107. Полусферические чашки 101 и 102 вращаются вместе с валом генератора и деталями регулятора (11A), в
то время как угольные полусферы 105 и 106 закреплены таким образом, чтобы предотвратить вращение, а
чашки свободно скользят по ним с очень малым трением. Полусферические подшипники 120 и
соединительные элементы, как описано выше, позволяют передавать продольные усилия от упорного штифта
86 на рычаг регулятора 39 без передачи поперечных деформаций от вала генератора 125 или втулки 46.
Благодаря сферическим посадочным местам на каждом из его концов, как описано выше, шток опоры может
свободно центрироваться.
Обращаясь к рис. 3, рычаг регулятора 130 - 267,256.
267,251 5 39 может быть установлен на подшипниках с шарнирным креплением, как показано на фиг. 108 и
109, и иметь цельный рычаг 110, функционально соединенный с клапанным элементом, как показано на фиг.
1. Витая пружина сжатия 111 обычно удерживает рычаг регулятора в положении, при котором клапан 40 будет
открыт, и компенсирует любые потери в движении соединенных частей. Рычаг 110 крепится к клапанному
элементу посредством звена 112, шарнирно соединенного в точке 113 с клапанным элементом и в точке 114
со шпилькой 115, имеющей резьбу для установки в соответствующее резьбовое отверстие 116 на конце
рычага 110. Эффективная длина звена 112 может регулироваться поворотом шпильки 115, которая может
быть зафиксирована в нужном положении соответствующим установочным винтом или другим способом в
точке 117.
Принцип работы регулятора и регулирующего клапана следующий: при подаче пара в аппарат в состоянии,
показанном на чертежах, турбинное колесо будет вращаться до достижения нормальной скорости 2,5 об/мин.
Когда скорость превышает нормальную, центробежные грузы регулятора, как показано на рисунке 79, будут
вылетать наружу радиально от вала, прижимая головные части 82 к упорному штифту 86 и противодействуя
нормальному давлению, оказываемому пружиной 91. При этом упорный штифт 86 будет перемещен вправо,
как показано на рис. 1, одновременно с перемещением рычага регулятора 39. Это приведет к перемещению
верхнего конца рычага регулятора и прикрепленного к нему клапана влево, как показано на рис. 1, что будет
способствовать закрытию клапана. При достаточном контроле скорости детали займут сбалансированное
положение благодаря силе, создаваемой пружинами 91 и 111, которой противодействует центробежное
действие элементов 79.
Скорость, с которой клапан будет приводиться в действие регулятором, может изменяться 4,5 путем
регулировки пружины 91 описанным выше способом.
Вместе с камерой турбинного колеса 32 интегрирована цилиндрическая камера глушителя 118 (см. рис. 2).
Эта камера может быть расположена вертикально, а ее нижняя часть открыта в турбинную камеру, в которой
вращается обод турбинного колеса, обеспечивая тем самым вход в глушитель для отработанного пара из
турбины.
В камере глушителя аксиально расположены два концентрических перфорированных цилиндра 119 и 120,
закрытых с торцов элементами 121 и 122. В нижней части камеры глушителя предусмотрено отверстие 6(),
через которое можно вставлять цилиндры 119 и 120.
Это отверстие обычно закрывается пластиной 123, к которой крепится концевая деталь 122 для извлечения
перфорированных цилиндров. Для фиксации деталей на месте пластина 123 жестко крепится к камере любым
подходящим способом. В верхней части камеры глушителя имеется выходное отверстие для отработанного
пара 124 70. Камера снабжена расположенной по центру внутренней круглой стенкой 125, которая вплотную
прилегает к внешнему цилиндру 120 и плотно прилегает к нему. Поперечная стенка 126, расположенная по
центру, закреплена между цилиндрами 119 и 120 и простирается через пространство между ними. Цилиндр
120 снабжен рядом отверстий 127, расположенных по периметру цилиндра 80 в центральной части нижней
половины цилиндра. Также он снабжен рядом перфораций 128, расположенных по периметру цилиндра в
центральной части верхней половины цилиндра. Цилиндр 85 119 снабжен набором перфораций 129,
расположенных по его периферии в нижней части цилиндра, и набором перфораций 130, расположенных по
его периферии 90 в верхней части цилиндра, а также набором перфораций, расположенных по его периферии
в центре цилиндра, часть из которых в точке 131 находится выше стенки 126, а часть в точке 132 — ниже
стенки 126.
Отработанный пар из турбины сначала проходит через перфорации 127 в пространство между нижней частью
цилиндров. Затем он проходит в нижнюю половину цилиндра 119, частично через перфорации 129 и частично
через перфорации 132. Затем отработанный пар поднимается вверх по цилиндру 119 в его верхнюю половину
10,5, а затем в пространство между цилиндрами частично через перфорации 131 и частично через
перфорации 130. Затем он проходит из этого пространства через перфорации 128 в пространство 110 в
камере глушителя вокруг верхней части цилиндров, откуда выходит в атмосферу через выхлопное отверстие
124. Благодаря такому шахматному расположению отверстий 115 в цилиндрах часть отработанного пара
проходит большее расстояние, чем другие части, достигая центра цилиндра 119, а также пространства вокруг
верхней части 120 цилиндров, так что струи пара в значительной степени нейтрализуются, а звук, обычно
производимый таким выхлопом, эффективно заглушается.
Из вышеизложенного становится ясно, что я 125 предложил чрезвычайно компактное, долговечное и
эффективное устройство для описанных целей; устройство, в котором подшипники легко доступны для
осмотра или замены, а также устройство, в котором регулятор, его клапан и глушитель эффективно и
результативно объединены с остальными компонентами, и устройство, в котором различные части
регулятора, клапана, фильтра, сопла, глушителя и корпуса турбины легко изготавливаются и собираются, но
при этом могут быть легко разделены для осмотра или ремонта.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления (как мне сообщили
мои зарубежные корреспонденты), я заявляю, что
Соседние файлы в папке патенты