Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12184
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_396311.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=396311&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB396311A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Германия): февраль. 22, 1932.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 10, 1933.
Полное техническое задание принято: август. 3, 1933.
396,311 № 4165-/33.
11 -1"Y.11 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в процессах, связанных с производством жиров, масел, восков, жирных кислот и тому
подобного.
Мы, компания DEUTSCHE HYDRIERWERIKE AITIErSGESELLSOHAFT, акционерное общество, учрежденное в
соответствии с немецким законодательством, расположенное по адресу: Кантштрассе, 153,
Берлин-Шарлоттенбург, Германия, и Родлеб-ен-бай-Роаслау, Анхальт, Германия, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям и процессам восстановления жиров, масел, восков,
жирных кислот и тому подобных веществ до высокомолекулярных спиртов.
Гидрогенизация и расщепление жиров и подобных веществ обычно осуществляется путем нагревания
указанных веществ до высокой температуры в присутствии водорода под давлением, а также металлов,
оксидов металлов или подобных контактирующих веществ. Однако эти катализаторы, из-за твердой природы
их агрегата, легко вызывают перебои в непрерывной работе процесса, поскольку при перекачивании вместе с
шихтой для гидрирования они очень часто разрушают набивку насосов или других устройств, приводящих в
движение катализатор, или, будучи жестко размещенными в реакционной камере, после того, как они
становятся неэффективными в результате отравления или покрытия слизью, их замена сопряжена с
большими трудностями и значительными затратами времени.
Ранее предлагалось получать насыщенные соединения из ненасыщенных жирных кислот или их эфиров
путем гидрирования в присутствии мыл тяжелых металлов, органических солей жирных кислот металлов. Эти
предшествующие процессы относятся к типу процессов, обычно известных как процессы затвердевания под
воздействием жира.
Установлено, что при высокотемпературном и повышенном давлении гидрировании жиров, масел, восков,
жирных кислот и тому подобных веществ с целью получения высокомолекулярных спиртов в качестве
катализаторов с большой выгодой могут использоваться определенные металлические органические соли. В
соответствии с настоящим изобретением, в качестве солей используются металлические соли
высокомолекулярных органических кислот, за исключением солей щелочноземельных, щелочных или редких
металлов.
[Цена 1/-] Эти пакетики растворимы или набухают в веществах, подлежащих гидрированию или расщеплению,
а также в соответствующих продуктах реакции, так что их можно простым и удобным способом подавать в
реакционную камеру вместе с реагентами для гидрирования, не повреждая насосы высокого давления и тому
подобное.
При желании указанные соли могут образовываться внутри восстанавливаемого материала во время его
нагревания до требуемой температуры, после чего остается лишь обеспечить обрабатываемые вещества
необходимыми компонентами для получения соли.
В том особом случае, когда обрабатываемое вещество само по себе является жирной кислотой, достаточно
добавить к нему подходящий металлический оксид, карбонат или другое основное вещество, растворимое в
кислоте, и специальное добавление жирной кислоты не требуется.
В качестве примеров веществ, используемых в качестве катализаторов согласно настоящему изобретению,
можно упомянуть соли меди, цинка, свинца, марганца, кобальта, никеля, ртути и подобные им соли
пальмитиновой, стеариновой, льняной, смолы или нафтеновых кислот, такие как те, которые известны как
осушители в лакокрасочной промышленности.
Следует, однако, отметить, что можно использовать и другие соли тяжелых металлов органических кислот при
условии, что они растворимы или набухают в материалах, подлежащих гидрогенизации, например, хромовую
соль жирных кислот кокосового масла.
В ходе реакции активирующие элементы высвобождаются под давлением и при температуре 90°C из солей
металлов в наилучшей форме и с максимальной активностью, что вызывает необычайное ускорение процесса
гидрирования и разделения тиглей. 95 Следующий рабочий пример приведен лишь в качестве иллюстрации
изобретения: 1000 частей кокосового жира по весу обрабатывают смесью из 20 частей 100% карбоната меди
и 100% олеиновой кислоты, которая при нагревании дает темно-зеленый раствор. При нагревании до
2800-3000 °C в автоклаве и под давлением водорода 100 атмосфер получают соответствующие спирты на
основе кокосового масла с почти количественным выходом.
Описав и уточнив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_396312.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=396312&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB396312A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Даты проведения конвенции (Германия). Соответствующие заявки в Соединенном Королевстве принимаются
в феврале. 16, 19Q32:
Февраль. 16, 1932:
30 марта 1932 года:
(Патент на дополнение к патенту 381,442 от 1 февраля № 4241/33 № 4242/33 № 4243/33) 10, 1932. )J от
февраля. 11, 1933.
(Осталась одна полная спецификация)
Принято к публикации: август. 3, 1933.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся лопаток турбин или относящиеся к ним.
Я, д-р УЛРинц МЕЙНИНГНАУС, гражданин Германии, проживающий по адресу: Маргаретенплац 4,
Мтильхайм-Рур, Германия, настоящим заявляю о характере данного изобретения и способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение представляет собой усовершенствование или модификацию изобретения, описанного в
моем более раннем патенте № 381442, который относится к новому типу противоударного диска для турбин, с
помощью которого множество рядов радиально расположенных лопаток могут быть непосредственно
поддержаны и объединены в простой и недорогой блок. Благодаря новой конструкции диска (согласно которой
концентрические кольцевые элементы, из которых состоит диск, менее протяженны в радиальном
направлении, чем в осевом) можно сохранить малую толщину стенок дисков во всех частях как в радиальном,
так и в осевом направлении и, таким образом, обеспечить дискам, поддерживающим ряды лопастей,
«теплоизоляцию», как определено в основном патенте № 381442, которая позволяет всей конструкции
одновременно следовать всем изменениям теплового состояния рабочей среды. Таким образом, корневые
кольца, поддерживающие один конец лопастей, расширяются и сжимаются синхронно с головными кольцами,
поддерживающими другой конец, без необходимости использования специальных эластичных соединений
для корневых колец.
Если необходимо обеспечить значительное количество рядов лопаток, то высокие напряжения возникают
частично в опоре дисков, особенно дисков, поддерживаемых на внутреннем диаметре, частично в частях
дисков, используемых в качестве корневых колец самых внешних рядов лопаток. Диаметры этих рядов
необходимо выбирать большими из-за нехватки места.
[Возможно, даже потребуется расположить после рядов лопастей, ориентированных радиально, несколько
рядов лопастей, ориентированных вдоль оси.]
Целью настоящего изобретения является создание диска указанного типа, в котором даже при высоких
напряжениях будет достигнута удовлетворительная «термостойкость» и удовлетворительная плотность
упаковки.
В основном патенте № 381442 уже указывалось, что описанный в нем диск, устойчивый к осевым нагрузкам,
может быть удобно поддерживаться с помощью специально изготовленных кольцевых элементов, чтобы
сохранить «тепловую гибкость», достигаемую при изготовлении диска, избегая при этом чрезмерного
напряжения. Если такой диск состоит из большого количества колец или из колец большого диаметра, то
сильная деформация опорных тел колец возникает из-за теплового расширения, а в случае вращающихся
колец — из-за центробежной силы. Для того чтобы напряжения, возникающие в этих элементах, оставались в
допустимых пределах, несущие кольцевые корпуса должны иметь очень тонкие стенки.
Если кольца, из которых состоит диск, подвергаются крутящим моментам, то дополнительное напряжение
тонких опорных кольцевых тел, возникающее в результате суммирования всех крутящих моментов,
становится слишком высоким. Подобные крутящие моменты возникают, например, когда корневые кольца
лопаточных дисков машин с радиальным впуском, в частности турбин, представляют собой кольцевые
элементы диска, которые, по мнению главного исследователя Пиатента, воспринимают осевые силы
посредством тангенциальных напряжений. Изобретение предполагает, что сумма всех крутящих моментов,
действующих на диск, может передаваться напрямую, минуя тонкие опорные кольца, воздействующие на
несущую часть машины или на соседнюю часть машины, без ущерба для гибкости диска. Согласно
изобретению, диск и деталь машины, воспринимающая крутящий момент, снабжены взаимодействующими
элементами (например, шпонкой, выступом, деталью или тому подобным, взаимодействующими с канавкой
на детали машины или наоборот) для соединения между диском и деталью машины, которое передает
крутящий момент непосредственно от диска к детали машины посредством радиально расположенных
поверхностей, так что упругое опорное кольцо освобождается от крутящих моментов, но при этом сохраняется
возможность деформации диска в радиальном направлении.
Во многих случаях, особенно при использовании высокого давления на входе, возникает необходимость снять
с тонкого опорного кольца также осевую нагрузку диска. Изобретение подтверждает, что суммарная осевая
нагрузка 2f может передаваться непосредственно (т.е. без напряжения тонкого корпуса опорного кольца) на
несущую часть машины или на соседнюю часть машины без уменьшения свободной «тепловой гибкости»
диска.
Согласно одной из особенностей изобретения, диск может соприкасаться с радиально расположенной
поверхностью детали машины, которая непосредственно воспринимает осевую нагрузку, так что упругое
опорное кольцо освобождается от осевой нагрузки, но возможность деформации диска в радиальном
направлении сохраняется.
Характерная конструкция лопастных 4-го диаметров с радиальным входом предполагает, что вращающиеся и
неподвижные части вставляются друг в друга в осевом направлении, поэтому вращающиеся части должны
быть закреплены на валу таким образом, чтобы их можно было легко снять в любое время. Опыт показывает,
что нитевидные устройства непригодны для этих легкоразъемных соединений, которые располагаются во
время работы в паровом пространстве, поскольку они склонны к ржавению. Резьба, проходящая вокруг
самого вала, по своей природе крупная, и при размещении в паровом пространстве она проявляет сильную
склонность к ржавению и слипанию.
До настоящего изобретения использование герметизированного соединения с большой нагрузкой было
невозможно, а только для одиночных лопастных колец, подверженных малому крутящему моменту. Однако,
благодаря тому, что настоящее изобретение позволяет разгрузить упругое опорное кольцо от больших
крутящих моментов, опорное кольцо, в соответствии с одной из особенностей изобретения, может быть
зафиксировано в пазу на соседней детали машины с помощью герметика.
Благодаря соединению конца эластичного опорного кольца, подлежащего креплению к детали машины, в
частности, посредством герметизации, часто создается крепление, неподвижное в осевом направлении. Если
эта точка крепления находится на значительном расстоянии в осевом направлении от радиально
расположенной поверхности, которая удобно передает осевую нагрузку непосредственно, как указано выше,
происходит деформация 75 опорных колец, особенно в случае опорных колец чисто цилиндрической
конструкции, вследствие очень быстрого нагрева очень тонких опорных колец при запуске. Этой опасности
можно легко избежать, согласно еще одной особенности изобретения, расположив точку крепления упругого
опорного элемента к детали машины в той же или приблизительно в той же радиальной плоскости, что и
радиально расположенная опорная поверхность для восприятия осевой нагрузки.
Лопасть с радиальным расположением опор, поддерживаемая дисками, устойчивыми к толчкам, выполнена в
соответствии с основным патентом № 90.
381,442 В конструкции, где высоконагруженные диски поддерживаются в соответствии с настоящим
изобретением описанным выше способом, она способна передавать большие крутящие моменты 95 при
значительных осевых усилиях и при этом немедленно реагировать на все изменения температуры рабочей
среды в любое время, обеспечивая тем самым малые зазоры между дисками и, следовательно, высокую
эффективность. 100 При наличии значительного количества рядов лопаток возникает необходимость выбора
больших наружных диаметров дисков, поддерживающих лопатки, чтобы обеспечить достаточное
пространство для размещения рядов лопаток, а также, ввиду высоких центробежных напряжений и вызванных
ими расширений или удлинений, описанные выше меры очень часто оказываются необходимыми! Этого
недостаточно для решения проблемы, или, по крайней мере, они не смогут в полной мере реализовать свой
потенциал, если их не дополнить в конструкции. В таком случае необходимо предусмотреть дополнительные
меры для обеспечения эффективного уплотнения между различными рядами лопастей за счет малых
зазоров.
При использовании радиально расположенных лопаток с частично вращающимися, частично неподвижными
рядами лопаток очень большого диаметра необходимо соблюдать следующие условия, касающиеся этих
дополнительных устройств:
Известно, что зазор между кольцами лопаток машин с радиальным входным отверстием 925 выгодно
достигается за счет радиально расположенных выступов, которые находятся напротив несущих колец
соседних кругов лопаток и имеют лишь очень небольшой люфт. Если теперь вращается только часть из 130
396,312 396,312 окружностей лопаток, в то время как чередующиеся окружности лопаток остаются
неподвижными, часто требуется специальное расположение упаковочных выступов. Вращающиеся кольца
подвергаются воздействию центробежной силы и увеличивают свой диаметр за счет вызванного этим
удлинения, в то время как неподвижные части не подвергаются воздействию центробежной силы. Под
воздействием только одностороннего удлинения вращающихся лопастных колец и их несущих колец
изменяются зазоры между выступами уплотнения и соседними кольцами. Поскольку эти зазоры должны быть
как можно меньше во время работы, то есть во время вращения подвижных лопастных колец, выступы
уплотнения расположены известным образом таким образом, что образующиеся зазоры уплотнения
становятся меньше под воздействием центробежной силы, действующей на вращающиеся кольца, чем они
были в неподвижном состоянии.
Если корневые кольца являются неотъемлемой частью дисков, желательно расположить уплотнительные
выступы на головных кольцах лопаточных кругов таким образом, чтобы обеспечить к ним легкий доступ. Для
того чтобы зазор между выступами уплотнения на головных кольцах одного диска и взаимодействующими
корневыми кольцами соседнего диска уменьшался под действием центробежного напряжения, выступы
уплотнения, закрепленные на вращающихся головных кольцах, должны быть расположены таким образом,
чтобы они выступали радиально наружу, а выступы уплотнения, закрепленные на неподвижных головных
кольцах, должны быть расположены таким образом, чтобы они выступали радиально внутрь. При таком
расположении уплотнительных выступов направленные наружу уплотнительные выступы выступают на
величину зазора между двумя соседними уплотнительными кольцами за пределы направленных внутрь
уплотнительных выступов, если оба типа уплотнительных выступов должны прилегать к соответствующему
диаметру соседних колец. Таким образом, выступающие элементы уплотнения, расположенные на
неподвижных кольцах головки, не могут перемещаться над выступающими элементами уплотнения,
расположенными на вращающихся кольцах головки.
Известно решение увеличить диаметр уплотнения направленных внутрь выступов уплотнения, закрепленных
на неподвижных кольцах головки, путем локального увеличения диаметра соответствующих несущих колец
вращающегося соседнего круга лопаток, по меньшей мере, за счет люфта между соседними несущими
кольцами, чтобы таким образом обеспечить возможность перемещения направленных внутрь выступов
уплотнения над направленными наружу выступами. При этом, естественно, необходимо обеспечить
соответствующее истончение и, следовательно, ослабление головного кольца, чтобы сохранить необходимый
люфт между соседними кольцами. Однако такое расположение представлялось особенно удобным, поскольку
подобное ослабление можно было легче всего осуществить в неподвижных кольцах. 70 Однако в случае
высокоэффективных машин, в которых для обеспечения минимального люфта в уплотнении и,
следовательно, минимальных потерь зазора используются упорные диски в соответствии с патентом № 75
381,442, это известное решение приводит к существенным недостаткам.
Вследствие центробежной силы вращающиеся диски испытывают более сильные нагрузки, чем неподвижные
диски. Поэтому промежуточные перемычки вращающихся дисков, образованные из таких промежуточных
перемычек в сочетании с корневыми кольцами лопаточных окружностей, подвергаются большей деформации,
чем перемычки неподвижных дисков. Более того, деформации промежуточных перемычек вращающихся
дисков уже больше, чем деформации неподвижных дисков при той же осевой нагрузке, поскольку
вращающиеся диски поддерживаются на меньшем диаметре, чем неподвижные диски, которые
поддерживаются по внешней периферии, так что наиболее сильные деформационные силы распределяются
по малому диаметру. Утолщения, выполненные известным способом на корневых кольцах вращающихся
лопастей, должны, однако, простираться до промежуточных перемычек, если необходимо избежать
дорогостоящей резки углублений в глубокой канавке и тем самым уменьшить радиальное расширение этих
перемычек. Однако при этом напряжение, возникающее в этих перемычках в результате той же деформации,
возрастает, так что за счет утолщения корневых колец вращающихся дисков и без того высокое напряжение в
промежуточных перемычках дисков значительно увеличивается.
Дополнительный недостаток возникает, когда те кольца лопаток вращающихся дисков, которые подвергаются
более сильным нагрузкам от центробежной силы, сделаны толще в радиальном направлении, чем кольца
лопаток, расположенные между ними. Такое дифференциальное определение радиального расширения
колец лопаток выгодно для того, чтобы обеспечить размещение достаточного количества окружностей
лопаток в ограниченном пространстве между наименьшим и наибольшим допустимыми диаметрами.
Утолщение уже более толстых вращающихся корневых колец 12G еще больше увеличит разницу между
толщиной последних и толщиной стационарных корневых колец, в то время как эта разница должна быть
сведена к минимуму, чтобы обеспечить одинаковое тепловое расширение всех частей, необходимое для
поддержания люфта при упаковке.
Особенностью настоящего изобретения является понимание того, что укорачивание радиального удлинения
промежуточных перемычек на малонагруженных неподвижных дисках может быть осуществлено без
превышения допустимого значения напряжения, и что частично направленное внутрь и частично наружу
расположение выступов уплотнения необходимо только для лопаточных кругов большего диаметра,
поскольку в этих кругах впервые радиальное удлинение несущих колец, возникающее под действием
центробежной силы, принимает значения, которые на практике влияют на величину люфта уплотнения.
Однако при таких больших диаметрах j5 усиление вращающихся колец лопаток по сравнению с
неподвижными кольцами всегда желательно ввиду изгибающих напряжений, возникающих в лопатках под
действием центробежной силы. Таким образом, расположение утолщений на более тонких неподвижных
корневых кольцах обеспечивает особенно выгодное выравнивание различий в толщине стенок.
Однако из-за большего радиального расширения вращающихся лопастей промежуточные перемычки
неподвижных дисков дополнительно удлиняются, поскольку промежуточное пространство между
неподвижными лопастями должно вмещать более толстые вращающиеся лопасти. Таким образом,
укорачивание протяженных промежуточных перепонок за счет образования локальных утолщений на
неподвижных корневых кольцах можно считать вполне допустимым.
Наконец, изобретение дополнительно признает, что оно не обязательно влечет за собой ослабление
вращающихся головных колец, а, наоборот, усиление этих колец становится возможным благодаря тому, что
утоненный конец, предусмотренный в соответствии с известной практикой на неподвижных головных кольцах,
теперь может быть предусмотрен, за счет допустимого ослабления этих неподвижных головных колец,
дополнительно на вращающихся головных кольцах без увеличения конструктивной длины машины. В
соответствии с этой особенностью изобретения, утолщения, необходимые для обеспечения возможности
перемещения выступов набивки друг относительно друга, расположены на внутреннем диаметре ободов
неподвижных дисков, благодаря чему достигается хорошее распределение материала и, следовательно,
равномерный нагрев всех частей, а также предотвращается недопустимое укорачивание промежуточных
перемычек. В машинах, в которых происходит очень большое падение температуры рабочей среды и
которые, следовательно, обладают необычно большим количеством рядов лопастей, необходимо
предусмотреть следующие дополнительные решения.
Для обеспечения эффективного зазора между различными рядами лопаток, предусмотрены малые зазоры: a.
Известно, что количество радиально перемещающихся лопаток турбины, которые могут быть расположены
друг за другом в радиальном направлении, ограничено. Изгибающие напряжения, воздействующие на
лопасти, и тангенциальные силы, возникающие в кольцах основания головы, несущих эти напряжения,
возрастают с увеличением диаметра в соответствии с быстро возрастающими центробежными силами, так
что вскоре устанавливается внешний предел для добавления колец на лопасти. Поэтому стало принято
добавлять осевой отвал непосредственно за радиально перемещающимся отвалом. Для обеспечения
хороших условий потока при малой длине конструкции диаметр основания осевых подвижных лопаток должен
быть больше диаметра выходного отверстия последних радиально перемещаемых подвижных лопаток. 85
При этом переход от радиального к осевому направлению потока влечет за собой разрыв в среднем диаметре
входящего потока.
Такая конструкция может быть выгодно использована с турбинами, имеющими неподвижные направляющие
лопатки, даже если объем рабочей среды, проходящей через турбину за единицу времени, невелик,
поскольку такие турбины должны иметь на 95% больше ступеней, чем турбины с противотоком, чтобы
обеспечить тот же перепад давления. Реактивные турбины, работающие с минимальным объемом рабочей
среды в секунду, обладают свойством, что потери в зазорах, возникающие только в лопатках реактивной
турбины (что характерно для радиально расположенных турбин), оказывают преобладающее влияние на КПД.
Поскольку потери в чистоте, по меньшей мере, пропорциональны поперечному сечению зазора, а поперечное
сечение зазора — по меньшей мере диаметру зазора, потери в чистоте резко возрастают при переходе от
радиального к осевому направлению потока, если эффект расширения и, как следствие, увеличения
удельного объема пара не перевешивает увеличение поперечного сечения зазора. Чем больше удельный
объем пара, тем больше могут быть потери пара в зазоре до того, как будет потерян заданный вес пара.
Обычно перепад давления на первом участке, пройденном по оси, недостаточен для компенсации потерь на
утечку из-за увеличения удельного объема пара, но после второго участка эффект увеличения удельного
объема вследствие усиления расширения усиливается, в то время как диаметр зазора остается практически
неизменным. Этот феномен j5 особенно невыгоден, поскольку перемещаемая вдоль оси конструкция
снабжена осевым соединением, позволяющим ее монтировать. Как известно, тела, разделенные вдоль оси,
всегда наклонены, 130, и, поскольку они несут лопасти, перемещаемые вдоль оси, этот тяжелый диск не смог
бы выдержать резкое повышение температуры движущейся среды в течение значительного времени. В
результате тонкостенная набивка быстро расширится при повышении температуры и на некоторое время
станет иметь больший диаметр, чем диск, к которому она прикреплена, что приведет к возникновению
сильных напряжений и, в конечном итоге, к разрушению соединения между набивочными элементами и
диском.
Однако такого сильного напряжения в соединении удается избежать, когда вращающиеся части уплотнения
установлены на диске, поддерживающем радиально перемещающиеся лопатки.
Как описано выше, желательно расположить уплотнительные кромки между неподвижной и вращающейся
частями турбины 83 таким образом, чтобы зазоры уменьшались из-за расширения вращающейся части под
действием центробежной силы. Однако неизбежно, что время от времени будут происходить колебания
скорости вращения турбины, например, в случае внезапного снижения нагрузки на турбину. Поскольку
расширение вращающейся части изменяется пропорционально квадрату ее скорости вращения, такое
временное увеличение скорости приведет к износу мелких уплотнительных элементов и, следовательно, к
увеличению зазора при нормальной скорости.
Расширение вращающейся части изменяется в зависимости от диаметра и практически незаметно при малых
диаметрах, поэтому уменьшить это расширение можно, обеспечив жесткое соединение деталей большого
диаметра с деталями малого диаметра в радиальном направлении. Если все детали будут иметь тонкие
стенки, соответствующие показателю 105, для обеспечения достаточной теплоизоляции, то такое жесткое
соединение не создаст никаких недостатков, поскольку позволит удерживать расширение вращающейся части
наполнителя в допустимых пределах. 110 Данное изобретение обеспечивает дополнительное улучшение в
поддержании малых зазоров в описанных выше насадках. В нем признается, что особая конструкция
радиально перемещающейся турбины 115 предоставляет возможность создания первой серии направляющих
лопаток, расположенных аксиально, в виде цельного кольца, и что, кроме того, описанные выше недостатки
могут быть в значительной степени устранены. Согласно одной из особенностей изобретения, первый осевой
круг направляющих лезвий выполнен в виде замкнутого кольца без осевых соединений, благодаря чему
вставка и извлечение 125 осуществляются в осевом направлении.
Вставка или извлечение значительно облегчается тем, что рассматриваемая направляющая лопасть
соединена с радиально перемещающимися направляющими лопастями, расположенными в точке 130, и при
воздействии изменений температуры временно отклоняется от кольцевой формы. Подобные временные
отклонения достаточны для износа тонких уплотнительных элементов и приводят к существенному
увеличению зазора между элементами наполнителя, а следовательно, и потерь в этом зазоре.
Еще одна особенность изобретения основана на признании того факта, что уплотнение с помощью малых
зазоров — аналогичное описанному выше для радиально расположенных лопаток — может быть
предусмотрено также для первого ряда лопаток осевой системы, расположенной позади вышеупомянутой
радиальной системы, если используется тепловая гибкость дисков, изготовленных в соответствии с основным
патентом № 381442, которые используются для поддержки радиально расположенных лопаток.
Изобретение предусматривает с этой целью заполнение пространства между диаметром основания осевого
перемещаемого лезвия и последним выходным диаметром осевого перемещаемого лезвия с помощью
множества радиально расположенных лабиринтных зазоров, которые могут скользить аксиально друг в друга
с целью уменьшения потерь на утечку. Таким образом достигается настолько полная набивка, что становится
возможным уменьшить потери на утечки в сопутствующем ряду подвижных лопаток, условия работы которых
также не очень благоприятны, за счет уменьшения приложенной к ним реакции, т.е. перепада давления,
который необходимо в них создать. Это приводит к уменьшению разницы давлений за и перед движущимися
лопатками и, следовательно, к снижению скорости, с которой отходящий пар проталкивается через зазор.
Естественно, реакция серии направляющих лопаток, то есть падение давления, возникающее в них, должно
быть соответственно увеличено. Однако благодаря теперь уже чрезвычайно эффективной уплотнению этой
ступени потери зазора не увеличиваются в невыгодной степени даже при увеличении разницы давлений
перед и за направляющими лопатками. В данном случае неподвижная часть радиально расположенной
упаковки J0 выгодно представляет собой продолжение защитной ленты серии направляющих лопастей,
благодаря чему обе части вместе удобно имеют L-образную форму. Вращающаяся часть уплотнения должна
быть прикреплена к диску, поддерживающему радиально перемещающуюся лопатку, посредством
термогибкого соединения. В этом нет никакой опасности, поскольку термогибкие части радиально
перемещаемых лопастных групп сами по себе одновременно реагируют на все температурные изменения, и,
следовательно, термогибкое соединение подвергается лишь незначительной нагрузке. Однако, если
вращающаяся часть уплотнения будет прикреплена к сравнительно толстому и тяжелому диску 396,312,
расположенному непосредственно перед ней, образуя единую аксиально вставляемую и снимаемую систему
таким образом, что ее необходимо будет поддерживать относительно остальных неподвижных частей только
одним фланцем.
На фиг. 1, 2, 3 и 5 прилагаемых чертежей в качестве примера показаны некоторые конструкции турбин
согласно настоящему изобретению, фиг.
1
и 2 представляют собой вертикальные сечения вдоль центральной линии, проходящей через верхнюю
половину двух примеров турбин, воплощающих одну из особенностей изобретения.
На фиг. 3 представлен соответствующий вертикальный разрез турбины, воплощающей дополнительную
особенность изобретения.
На рис. 4 представлен вертикальный разрез турбины, демонстрирующей известную конструктивную
особенность.
На фиг. 5 представлен вертикальный разрез осевой части турбины согласно изобретению, а на фиг. 6 —
увеличенный детальный вид, показывающий альтернативный способ соединения между иабиринтным
уплотнением на вращающейся части радиально перемещаемой лопатки.
Прежде всего, обратимся к конструкциям, показанным на фиг. 1 и 2. На фиг. 1, 1, изображен диск в
соответствии с основным патентом № 381, 440, а на фиг. 1, 2, изображен диск в соответствии с фиг. 381
основного патента, представляющий собой двухстороннюю конструкцию.
Как и в пункте 2 основного патента, диск поддерживается двумя кольцами 2, прижатыми к валу 3. Однако
эластичные кольца 2 настолько тонкие, что от них нельзя ожидать восприятия крутящего момента диска 1.
Таким образом, на валу 3 предусмотрена шпонка 4, которая жестко входит в зацепление с пазом 5 и
воспринимает крутящий момент своей радиально направленной поверхностью непосредственно от
аналогично радиально направленной поверхности паза 6, выполненного в диске 1. Сразу видно, что
соединение tl-.s никоим образом не ухудшает "тепловую гибкость" диска.
что это не препятствует немедленному изменению диаметра диска вслед за любыми изменениями
температуры.
В Фи! На рисунках 2, 1 и 1 также изображены диски, изготовленные в соответствии с основным патентом I, в
котором промежуточные перемычки имеют только одножильную конструкцию. Диски поддерживаются тонкими
эластичными кольцами 2 и 2a, которые также имеют одностороннюю конструкцию. Крутящие моменты снова
передаются напрямую, минуя упругие кольца 2 и 2a, в случае диска 1 через шпонку 4, расположенную в
канавке 5, к радиально расположенным поверхностям, которые также радиально прилегают к гладким
поверхностям выступов 6, предусмотренных на диске 1, посредством выступов 8 на утолщенном конце
упругого кольца 2, которое предотвращается от вращения относительно вала 3 с помощью заклепочных
штифтов 7, поскольку радиально направленные поверхности выступов 8 прилегают к радиально
направленным поверхностям выступов 9 на диске 1. Однако в конструкции, показанной на рисунке 2, тонкое
упругое опорное кольцо 2 или 2a дополнительно освобождено от осевой нагрузки, поскольку диски
располагаются своими радиально направленными поверхностями непосредственно вплотную к таким же
радиально направленным поверхностям 12 или 12a части машины 3.
80 Кроме того, на рисунке 2 показано, что очень хорошее съемное соединение свободного конца опорного
кольца 2а с валом 3 может быть выполнено путем заделки канавки 10 с помощью мягкой проволоки 11. 85 Для
того чтобы предотвратить временное расширение тонкого опорного кольца, возникающее вследствие
особенно быстрого нагрева точки герметизации, оно расположено приблизительно в той же радиальной
плоскости g0, что и контактная поверхность 12a, т.е. ниже этой поверхности, как показано на рисунке 2.
Поскольку две горизонтальные ветви тонкого опорного кольца 2а имеют одинаковую длину, они будут
расширяться влево на ту же величину, и их правые концы не будут смещаться относительно друг друга. Таким
образом, обе ветви могут свободно расширяться в ответ на изменения температуры, не изменяя осевое
положение загерметизированного соединения.
Обращаясь к конструкциям, изображенным на рисунках 3 и 4: — На рисунке 3 показан вертикальный разрез
вдоль оси двух дисков, воплощающих еще одну особенность изобретения, а на рисунке 4 показан
аналогичный разрез двух противоударных дисков, также 110 изготовленных в соответствии с основным
патентом № 381.442, в которых, однако, воплощены утолщения, известные сами по себе.
На обоих рисунках 21 изображен вращающийся, устойчивый к толчкам диск в соответствии с основным
патентом, который включает в себя корневые кольца 28 и промежуточные перемычки 29 и который
поддерживается в термогибкой оболочке с помощью эластичных колец 22 120 относительно диска 23,
закрепленного на валу 24.
io5 представляет собой соответствующий неподвижный диск, который также выполнен в соответствии с
основным патентом из корневых колец 30 и промежуточных перемычек 31. Этот диск 125 крепится упругими
выступами 26 к неподвижной части машины 27. Вращающиеся лопатки 32 радиально толще по сравнению с
неподвижными лопатками 33, чтобы выдерживать напряжения 130 396,312 396,312, возникающие из-за
центробежной силы. То же самое справедливо и для вращающихся головных колец 34 по сравнению с
неподвижными головными кольцами 35.
Для того чтобы теперь можно было переместить выступ упаковки 37 за секцию упаковки 36, диаметр выступа
упаковки 37 уменьшается за счет локального уменьшения внутреннего диаметра корневого кольца
неподвижного диска 25, окружающего его, т.е. за счет локального утолщения 38 вокруг пространства между
соседними корневыми кольцами. Взгляд на левую часть рисунка 3 показывает, насколько полно этот
показатель учитывает дифференцированную толщину стенки. На рисунке 3, кроме того, показано, что в
конструкции, предложенной в соответствии с изобретением, промежуточные перемычки обоих дисков имеют
практически одинаковую радиальную длину как на неподвижном, так и на вращающемся диске.
На рисунке 4 возможность перемещения выступающих частей упаковки 40 и 41 друг относительно друга
достигается известным способом путем увеличения диаметра выступающей части упаковки 40. Необходимое
увеличение внешнего диаметра корневых колец на вращающемся диске 21 достигается путем создания
локального утолщения 43 на этих корневых кольцах. Головные кольца 35 ослабляются за счет локального
увеличения внутреннего диаметра, в результате чего образуются истонченные концы 42. Взгляд на правую
часть рисунка 4 демонстрирует существенную разницу в толщине стенок, возникающую при использовании
конструкции типа «суэ», что приводит к неравномерному распределению теплового расширения. На рисунке 4
также показано, что промежуточные перемычки обоих дисков в известной конфигурации в значительной
степени отличаются друг от друга по своей радиальной длине. Промежуточные перемычки вращающихся
дисков, подвергающихся наибольшей деформации, выступают лишь примерно на полдюйма меньше, чем
перемычки неподвижных дисков. Напряжения в промежуточных элементах соответственно возрастают.
На рисунках 3 и 4 вся конструкция имеет одинаковую осевую длину.
Однако на обоих рисунках осевая длина корневых и головных колец существенно различается. Осевая длина
практически ненагруженных головных колец неподвижных лопастей 55 всегда выбиралась таким образом,
чтобы она соответствовала необходимости обеспечения пазов для крепления опор лопастей и
уплотнительных пластин. Ввинчивание сегментов лопастей в несущие кольца может быть выполнено только в
той части несущих колец, которая имеет полную толщину; следовательно, утоненные концы должны
представлять собой дополнение к нормальной длине неподвижных элементов, что придает этим кольцам
осевую длину, превышающую необходимую только по соображениям прочности. Вращающиеся кольца
головки подвергаются сильному воздействию центробежной силы и, следовательно, должны иметь
определенное поперечное сечение, чтобы поддерживать концы лопастей, противодействуя этой
центробежной силе. Часть требуемого поперечного сечения может быть истончена без существенного
увеличения общей длины для компенсации потери поперечного сечения, вызванной истончением.
Таким образом, на неподвижных головных кольцах будет сохранена примерно общая длина утоненной части
головных колец, составляющая 75 мм, тогда как на вращающихся головных кольцах утонение приведет лишь
к очень незначительному увеличению длины. Беглый взгляд на рис. 3 покажет, что здесь неподвижные
головные кольца значительно короче, чем неподвижные головные кольца на рис. 4, которые снабжены
утоненными концами и поэтому их трудно сделать длиннее, чем это было необходимо для обеспечения
требуемой прочности для поддержки неподвижных лопастей. Полученная длина была добавлена к
вращающимся кольцам головки, что значительно увеличило их поперечное сечение (см. рис. 3, чем на рис. 4).
Таким образом, конструкция, предложенная в соответствии с изобретением, также обладает преимуществами
с точки зрения конструктивной длины.
Соседние файлы в папке патенты