Направляющий аппарат гидромашины

 

c*

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (11) 5á0999

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 2205.74 (2)) 2026421/06 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 050677, Бюллетень № 21 (51) М. Кл.2

Р 03 В 3/16

Гнеударетаенный номнтет

Сонета Мнннетрон СССР не делам неабретеннй н отнрытнй (5З) УДК 621.224226. 32 (088. 8) (45) Дата опубликования описания,06.1077 (72) Авторы изобретения

В.A.Òèìå и И.С.Саморуков

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина и Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский котлотурбинный институт им. И.И.Полз нова (7l) Заявители (54) НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ГИДРОМАШИНЫ

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях гидротурбин, обратимых гидромашин и насосов преимущественно на гидроагрегатах, снабженных спиральными камерами с неполным углом охвата.

Известны направляющие аппараты гидромашин, снабженные двумя рядами лопаток, внутренний.ряд которых выпол- ð нен незайирающимся с сечениями переменной формы, и служит для лучшего формирования потока (1).

Однако такая конструкция направляющего аппарата удорожает стоимость гидромашины в связи с необходимостью изготовления двух направляющих àïïàратов и снижает надежность эксплуатации вследствие усложнения конструкции . 20

Известен также направляющий àïïàрат для гидротурбин, установленных в спиральных камерах с неполным углом охвата, где условия подвода воды на отдельных участках направляющего an- 25 парата различны, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки двух профилей различной кривизны: в открытой части камеры — выпуклостью в сторону оси вала турбины, и в спираль- ЗО ной части — в противоположную сторон1 (2).

Однако в этом направляющем аппарате с различными профилями лопаток на одной турбине не обеспечивается плотное прилегание лопаток друг к другу в закрытом положении и тем самым исключается возможность его использования в качестве запорного органа. Поэтому такой направляющий аппарат в практике гидромашиностроения не применяется, т.е. не устраняется осевая асимметрия потока в зоне рабочего колеса, что приводит и снижению энергетических, кавитацнонно-эроэийных и динамических свойств гидромашин.

Целью изобретения является обеспечение надежного з акрыти я направляющего аппарата.

Для этого предлагается направляющий аппарат гидромашины, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки с профилями различной кривизны, причем оси лопаток с положительной и отрицательной кривизной профилей смещены относительно цапф на величину не более половины толщины лопаток в поперечном сечении. Кроме того, число разновидностей профилей лопаток не менее трех.

560999 йа фиг. 1 изображен предлагаемый направляющий аппарат в цилиндрическом исполнении применительно к вертикальной гидротурбине правого вращения, установленный в спиральной камере г неполным углом охвата, вид н плане по

A-A фиг, 2 на фиг. 2 — вертикальный разрез) на фиг. 3 - лопатка симметричного профиля, вертикальный разрез Б-Б фиг. 1> на Фиг, 4 - лопатка с профилем отрицательной кривизны, вертикальный разрез В-В фиг. 1; на фиг. 5 лопатка с профилем положительной кривизны, вертикальный разрез Г-Г фиг. 1.

Направляющие лопатки 1-24 (при при15 нятом условно их общем количестве 24) показаны на фиг. 1 в двух положениях в открытом (сплошные линии) н в закрытом (пунктирные линии). Оси поворота

01 Лопаток 1-24 (фиг. 2), параллельные оси 30 турбины, расположены на диа 0 метре на равных расстояниях друг от друга, в связи с чем углы между радиальными лучами 1- 1 (фиг. 1) равны

360о/24 15o Лопатки имеют напранляющие цапфы: нерхние 25 и нижние 26, иэ которых верхние используются для осуществления синхронного поворота всех лопаток на один и тот же угол.

Лопатка 1, расположенная против зуба

27 с..иральной камеры 28,имеет профиль 30 нулевой кривизны (симметричный), лопатки 2 и 3, расположенные в uã".êðhtòoé части спирали против колонн 29, имеют профили выпуклостью в сторону вала турбины отрицательной кривизны и пос- 35 ледняя лопатка 24, находящаяся в спиральной части кожуха, имеет профиль выпуклостью в противоположную сторону положительной кривизны.

Остальные лопатки в открытой части спирали имеют профили отрицательной кривизны, в промежуточной — могут быть лопат. и симметричного профиля и в спиральной части » положительной кривизны. Все лопатки имеют цилиндрическую форму и их профили построены таким образом, что они проходят через точки а и б, совпадающие н закрытом положении лопаток в точках аб, идентично расположенных по отношению к осям их поворота О . Эти точки являются проекциями тех образующих цилиндрические понерхности лопаток, которые соприкасаются между собой в закрытом положении направляющего аппарата. Такое построение профилей лопаток различной кривизны достигается тем, что оси лопаток О смещены по отношению к их цапфам в одну или другую сторону на соотв .т -:"вующую, величину е, не превы- 60 шающую половины от полной толщины ло-. патки f . В целях обеспечения прочности таких лопаток, н местах сопряхе ния их с цапфами предусматриваются утолщениr. обтекаемой формы. 65

Направляющий аппарат работает следующим образом.

В закрытом положении обеспечиваются минимальные протечки воды в результате смыкания цилиндрических поверхностей лопаток по их вертикальным образующим, проектируемым в точках об (фиг. 1) при мчнимально допустимы: конструктивных торцовых зазорах 31 и 32 (фиг. 2). В рабочем состоянии турбины, при наличии неранномерности потока, поступающего по стрелкам Ei, Е, E3 и т.д. н направляющий аппарат, создается осесимметричный поток в зоне рабочего колеса

33 турбины. Это осуществляется путем перераспределения расхоца по периферии направляющего аппарата. В открытой части спирали, вследствие применения лопаток выпуклостью н сторону оси турбины отрицательной кривизны, происходит снижение расхода, поскольку при этом открытия между этими лопатками уменьшаются, и наоборот„ в спиральной части, вследствие применения лопаток выпуклостью в противоположную сторону положительной кривизны, расход увеличивается, поскольку открытия между ними становятся больше. При левом вращении турбины кривизна лопаток должна иметь противоположный знак (с сохранением ныпуклостей в те же стороны) . Построение и принцип работы конического направляющего аппарата аналогичны описанному.

Такое выполнение направляющего аппарата гидромашин обеспечивает его надежное закрытие и вместе с тем позволяет, при отсутствии осевой симметрии потока эа пределами направляющего аппарата, создать осесимметричный поток н зоне рабочего колеса и т:м самым повысить энергетические, кавитационноэрозийные и динамические свойства гидромашины.

Формула изобретения

1. Направляющий аппарат гидромашины, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки с профилями р зличной кривизны, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного закрытия направляющего аппарата, оси лопаток с положительной и отрицательной кривизной профилей смещены относительно цапф на величину не более половины толщины лопаток в поперечном сечении.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что число разновидностей профилей лопаток не менее трех.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 383870, кл. Р 03 В 3/18, 1973.

2. Ковалев Н.Н. .Гидротурбины

Л, 1961, с. 187.

560999

Г-Г

E.- В ду gp

0!Р0

Составитель Н. Силаева

Ра акто М.Васильева Тем е A. Богдан Ко екто С. Шекмар

Заказ 1548/144 Тираж 702 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб . . 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4