Радиально-осевая гидротурбина

 

О П И С А Н И Е пп439623

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 12.04.72 (21) 1771195/24-6 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 11.03.75 (51) М. Кл. F 03b 3/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий (53) УД К 621.224-253.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Болотников и С. Я. Дубков (71) Заявитель (54) РАДИАЛЬНО-ОСЕВАЯ ГИДРОТУРБИНА

Изобретение относится к области гидромашиностроен.ия.

Известны радиально-осевые гидротурбины, содержащие лопасти, закрепленные в,верхнем н нижнем ободах, имеющих уплотнения с Вращающимися и неподвижными элементами, и затвор, выполненный в виде запорного кольца, соединенного с поршневым сервомотором.

Однако рабочее колесо таких гидротурбин имеет большой радиальный габарит, который определяется толщиной оболочек запорного элемента и уплотнительного кольца, выбранной из условий прочности. Поверхность сопряжения запорного элемента с ободом переменна и определяется расстоянием между уплотне- 15 ниями верхней полости сервомотора. При изготовлении гидротурбин требуется тщательная обработка двух цилиндрических деталей — запорного элемента и уплотнительного кольца, являющегося частью корпуса сервомотора. 20

Для упрощения конструкции и технологии изготовления в предлагаемой гидротурбине сервомотор размещен между нижним ободом и запорным кольцом, являющимся одновременно вращающимся элементом уплотнения, а под- 25 вод рабочего тела в полость сервомотора осуществлен через полые профильные элементы, приваренные к входным кромкам лопастей.

На фиг. 1 показано рабочее колесо описываемой гидротурбины, разрез; на фиг. 2 — узел зо

1»а фиг. 1; на фиг. 3 — узел 11 на фиг. 1; на фиг. 4 —,обод, сечение по уплотнптельному шнуру; на фиг. 5 — лопасть с полостью, сечение; на фиг. 6 — вариант выполнения полости во входной части лопасти при помощи профильного элемента; на фиг. 7 в уплотнение запорного элемента при остаHîâëåííîì агрегате.

Верхние уплотнительные кольца 1 и 2 рабочего колеса жестко соединены с крышкой 8 гидротурбины и ступицей 4. Нижнее неподвижное кольцо 5 жестко прикреплено к нижнему кольцу б на правляющего аппарата. Нижнее вращающееся уплотнительное кольцо 7 подвижно в осевом направлении и в крайнем верхнем поло>кении перекрывает проточный тракт между направляющими лопатками 8 и лопастями 9 рабочего колеса. Кольцо 7 является одновременно запорным элементом (перекрывая проточную часть в своем верхнем положении) .и подвижной в осевом направлении частью корпуса сервомотора, другой частью которого служит обод 10. Протечки из полостей сервомотора исключаются уплотнениями 11, Полости 1 в некоторых лопастях соединяют коллектор 12 с верхней полостью Б сервомотора. Остальные полости А и трубки 18 соединяют коллектор 14 с нижней полостью В сервомотора. Уплотнения 15 и 1б установлены в крышке 8 турбины и нижнем кольце б направляющего аппарата, соответственно. Труб439623 ка 18 в месте сопряжения с кольцом 7 уплотняется при номощя сальниковых колец 17 и втулки И. Осевые шпонки 19,предохраняют кольцо 7 от перекосов и возможных тангенцнальных смещений от сил инерции при разгоне-выбеге относительно обода 10. Полость

А во входной части лопасти может быть образована при помощи профильного элемента 20, при варенного к лопасти и образующего ее входную кромку. Ступица 4 имеет свободно посаженное кольцо 21, которое при помощи шпонок 22 подвижно только в осевом направлеяии.

Кольцо 21 выполнено так, что при работающем агрегате его нижний торец 2> вместе со ступицей и!верхним кольцом направляющего аппарата я|вляется верхней границей проточного тракта.

В верхнем положении запорный элемент— кольцо 7 поднимает:кольцо,21 в поло>кение, показа нное пунктиром на фиг. 7. При остановленном роторе в шланг уплотнения 15 .подается давление, деформирующее его настолько, что радиальный зазор а полностью перекрывается и поступление воды за уплотнение прекращается.

После остановки агрегата подается импульс на закрытие запорного элемента. Рабочее тело поступает под давлением через коллектор 12 в полости А в лопастях 9 рабочего колеса и трубки 18 в нижнюю полость В сервомотора.

Кольцо 7, представляющее собою подвижную часть корпуса, совмещенную с запорным элементом и вращающимся уплотнительным кольцом, поднимается в в8рхяее положение, показанное.пунктиром на фиг. 1, до соприкосновения верхним;торцом со ступицей 4 рабочего колеса. Прп этом подается импульс на подачу давления в уплотнения 15 и 16, полностью перекрывающие проточный тракт, что исключает возможную щелевую кавитацию направляющих лопаток 8.

При аварийном закрытии запорный элемент доходит до ступицы рабочего колеса, поступление воды на рабочее колесо прекращается, что исключает разгон агрегата. Уплотнения

15 и 16 работают как бесконтактные до полного выбега агрегата, так как давление в них KIoдается только по получении импульсов о приходе сервомотора в крайнее верхнее положение.и полной остановке агрегата (т. е. от коI 0 нечного выключателя и реле оборотов) .

В закрытом положении на последнем участке хода сервомотор уже после перекрытия проточной части поднимает верхним торцом кольца 7 кольцо 21 в положение,,показанное

15 пунктиром tHB фиг. 7.

Перед пуском агрегата давление в уплотнениях 15 .и 16 снимают, рабочее тело подают под давленпем от коллектора 14 через полости

А в верхнюю полость Б сервомотора, опуская

20 кольцо 7 в крайнее II»>«IIee поло>кение. Кольцо

21 (cM. фиг. 7) под собственным весом опускается до упора заплечиками на ступицу 4 рабочего колеса, обеспечивая своим нижним торцом 2> плавность проточной части. Таким образом агрегат готов к пуску.

Предмет изобретения

Радиально-осевая гидротурбина, содержащая лопасти, закрепленные m верхнем и нижнем ободах, имеющих уплотнения с вращающимися .и неподвижными элементами, и затвор, выполненный в виде запорного кольца, соединенного с поршневым сер вомотором, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конЮ ст рукции и технологии, изготовления, сервомотор размещен между нижним ободом и запорным кольцом, являющимся одновременно вращающимся элементом уплотнения, а подвод рабочего тела в полость се рвомотора осуще40 ствлен через профильные элементы, приваренные к входным кромкам лопастей.

УжП

even I

18 B гРиг. 2

1Риг Т

19 Риг 4

1Я Z (Риг 7

Составитель Т, Довгели

Техред Т. Миронова

Редактор А. Пейсоченко

Корректор H. Стельмах

Заказ 6541 Изд. № 1903 Тираж 565

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Подписное"

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли