Насос-турбина

 

О Й И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

35203

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.V.1971 (№ 1657357/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.IX.1972. Бюллетень № 28

Дата опубликования оппсания 11 X.1972

М. Кл. F О,ЗЬ 6/Ii0

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621.224.7 (088. 8) Автор изобретения

Н. И. Зубарев

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина

Заявитель

НАСОС-ТУРБИНА

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в гидромашиностроении.

При работе обратимой гидромашины в турбинном режиме направляющий аппарат является основным регулирующим органом, а поворот лопастей, если машина поворотнолопастная, обеспечивает оптимизацию к, и. д. при том расходе, который определяется открытием направляющего аппарата.

В насосном режиме обратимая гидромашина должна работать при постоянной подаче, отвечающей максимальному к. п. д. Всякое изменение подачи за счет поворота направляющих лопаток сопровождается ростом гидравлических потерь.

В известных конструкциях насосов-турбин при работе в насосном режиме предлагается стопорить лопатки при таком их открытии, которое соответствует оптимуму к. п.д.

Однако в этом случае направляющие лопатки, не выполняя уже никаких полезных функций, являются лишними элементами проточной части и служат источником дополнительных гидравлических потерь.

Целью изобретения является повышение к. п. д. обратимой гидромашины в насосном режиме.

Для достижения этой цели на цапфе каждой лопатки установлен поршень сервомотора, соединенный трубопроводом со спиральной камерой, для вывода лопатки пз проточной части в специальные полости в крышке гидромашины. Лопатки вдвигаются в эти полости под давлением воды из проточной части, причем перемещение лопаток совершается при таком положении направляющих лопаток, когда гидродинамический момент относительно оси поворота лопатки равен т0 нулю.

На фиг. 1 схематически изображена насостурбина, разрез; на фиг. 2 — деталь крепления цилиндра водяного сервомотора к крышке гидромашины; на фиг. 3 — структурная

1S схема управления перемещениями направляющей лопатки.

Крышка гидромашины 1 выполнена двухьярусной. В отверстиях верхнего яруса номе щены стаканы 2 с подшипниками 8 и 4, слу20 жащими опорой для цапфы направляющей лопатки 5. К среднему листу крышки гидромашины с помощью шпилек 6 и гаек 7 присоединены цилиндры 8 водяных сервомоторов перемещения направляющей лопатки.

2ч В цилиндрах 8 могут перемещаться поршни 9. От опускания на торец пера направляющей лопатки поршни удерживаются упорами 10. Форма упоров такова, что они пропускают лопатку в цилиндр водяного сервомо30 тора только при правильном ее положении, 352035

Упоры, прикрывая снизу цилиндры 8, уменьшают вихреобразование при поднятых лопатках.

В центральных отверстиях поршней 9 запрессованы подшипниковые втулки 11, через которые пропущены цапфы направляющих лопаток 5. Таким образом, поршень 9 служит третьей опорой лопатки 5. В цапфс лопатки имеются выточки, в которые заведены составные (из двух половин) кольца: верхнее

12 и нижнее 18. Они размещены так, что в рабочем положении (крайнем нижнем на фиг. 1) лопатка через кольцо 12 опирается на фланец верхнего подшипника 4, а между нижним кольцом 18 и поршнем 9 имеется гарантированный зазор.

Верхний конец цапфы, имеющий для удобства монтажа несколько меньший диаметр, выполнен шлицевым. На шлицевой участок надет рычаг 14 не показанного на фигурах механизма поворота направляющих лопаток.

Во избежание подъема рычага 14 или его перекоса под действием сил трения при подьеме направляющей лопатки предусмотрены упоры 15. Когда лопатка 5 находится в рабочем положении, между упорами 15 и рычагом 14 сохраняется гарантированный торцовый зазор. Длина шлицевого участка допускает перемещение направляющей лопатки на высоту ее пера.

Для управления перемещениями направляющей лопатки к каждому цилиндру 8 подведены напорный 16 и сливной 17 патрубки, Напорные патрубки всех цилиндров присоединены к напорному коллектору 18, а сливные — к сливному коллектору 19. К напорному коллектору подведены трубопровод 20 от источника высокого давления, например специального насоса, и трубопровод 21 от спиральной камеры 22. На трубопроводе 20 поставлен клапан опускания 28, а на трубопроводе 21 — клапан удержания 24. От сливного коллектора отходит сливной трубопровод 25, на котором поставлен сливной клапан 26.

В турбинном режиме цепь управления бездействует. Лопатки занимают крайнее нижнее положение, сливной клапан 26 и клапан опускания 28 закрыты, а клапан удержания

24 открыт. Поскольку,да вление в спиральной камере в месте присоединения трубопровода 21 больше давления на крышку машины в месте расположения лопаток из-за разных скоростных напоров, поршень 9 будет удерживаться в нижнем положении.

Псоле персвода насоса-турбины в насосный режим цепь управления подготавливается к действию включением командоапнарата 27.

При таком положении направляющих лопа. ток, когда гидродинамический момент относительно оси поворота лопатки равен нулю и которому соответствует ориентация цилиндров водяных сервомоторов, сработает реле положения 28 и даст импульс на открытие сливного клапана 26 и закрытие клапана удержания 24. Одновременно сработает промежуточное реле 29, которое подготовит к работе цепь управления клапаном опускания 28.

Благодаря открытию сливного клапана 26 ,полость водяного сервомотора сообщится с атмосферой. Под действием давления воды поршень 9 пойдет вверх и, упираясь в кольцо 18, поднимет лопатку 5. Ilo достижении всеми лопатками крайнего верхнего положения сработает верхний концевой выключатель 80 и подаст импульс на закрытие сливного клапана 26. Лопатка останется в верхнем положении, прижимаемая поршнем 9 к днищу цилиндра 8 водяного сервомотора.

Для исключения возможности поворота лопаток в поднятом положении служит стопор 81.

В случае необходимости опускания лопаток ,достаточно подать внешний импульс на командоаппарат 82, который откроет клапан опускания 28. Под действием высокого давления воды поршень 9 пойдет вниз и опустит лопатку в проточную часть. Когда все лопатки достигнут крайнего нижнего положения, сработает нижний концевой выключатель и подаст импульс на закрытие клапана опускания 28 и открытие клапана удержания 24.

Благодаря превышению давления в спиральной камере над давлением на крышку маши. ны в месте расположения лопаток поршень 9 водяного сервомотора удерживается в крайнем нижнем положении. При срабатывании концевого выключателя 88 одновременно по" дается импульс на освобождение стопора 81, главного золотника сервомотора поворота лопаток. После этого последний может выполнять свои обычные функции, Предмет изобретения

Насос-турбина, содержащая спиральную камеру для подачи воды к установленным в цапфах лопаткам направляющего аппарата, размещенного в крышке, отличающаяся тем, что, с целью увеличения к. п. д. в насосном режиме, на цапфе каждой лопатки установлен поршень сервомотора, соединенный трубопроводом со спиральной камерой, для вывода лопатки из проточной части в крышку гидрома шины, : уь

° Ъ

352 035

Составитель Т. Довгели

Текрсд 3. Тараненко

Редактор H. Вирко

Корректор Т. Миронова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3416i2 Изд. № 1387 Тираж 406 Подписное

ЦН!!1!ПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5