КОНУС ГИДРОТУРБИНЫ СО СЪЕМНЫМ ПОЯСОМ И УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ЕГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F03B11/00 

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в отсасывающей трубе высоконапорной гидротурбины.

У высоконапорных поворотнолопастных и радиально-осевых гидротурбин конус, располагаемый между камерой рабочего колеса и коленом отсасывающей трубы, обычно выполняется из нескольких поясов, один из которых является съемным для осуществления выемки рабочего колеса. 0чтобы обеспечить надежную работу гидротурбины, необходимо создать узлы крепления съемного пояса, обладающие высокой жесткостью и прочностью соединений.

Известен конус гидротурбины со съемным поясом, нижняя часть которого выполнена с цилиндрической внешней поверхностью и канавкой для уплотнительного шнура, а вокруг этой части расположено уплотнительное кольцо с фланцем колена отсасывающей трубы [1] В таком устройстве обеспечивается уплотнение нижней части съемного пояса и его фиксация в радиальном направлении. Однако жесткость в осевом направлении не обеспечивается.

Известен конус гидротурбины со съемным поясом, в котором обеспечивается жесткость закрепления съемного пояса как в радиальном, так и в осевом направлениях. В таком конусе со съемным поясом и устройством для его присоединения, являющемся ближайшим аналогом настоящего изобретения, пояса выполнены с фланцами для их соединения между собой и с коленом отсасывающей трубы, а устройство для присоединения съемного пояса с распорными элементами и стягивающими болтами [2] В известном конусе данного типа соединение съемного пояса с коленом отсасывающей трубы осуществлено через промежуточное кольцо, а это снижает прочность и надежность такого соединения. Надежность соединения снижает также использование в качестве распорных элементов трубчатых винтов с гайками.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания конуса гидротурбины со съемным поясом, в котором обеспечивалось бы закрепление последнего с возможно более высокой жесткостью как в осевом, так и в радиальном направлении без использования каких-либо вспомогательных промежуточных элементов между частями конуса и коленом отсасывающей трубы.

Эта задача решается в конусе гидротурбины со съемным поясом и устройством для его присоединения, содержащем верхний пояс и съемный пояс с фланцами для их соединения между собой и с коленом отсасывающей трубы, распорные элементы и стягивающие болты, в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, верхний пояс выполнен с нижним буртом с внешней цилиндрической поверхностью, съемный пояс секторным с продольными фланцевыми соединениями и с выборкой у верхнего конца с цилиндрической поверхностью, эквидистантной цилиндрической поверхности бурта верхнего пояса для их взаимного сопряжения, по меньшей мере у одного из сопрягаемых между собой фланцев этих поясов торцевая поверхность, обращенная к другому фланцу, выполнена конической, а между ними установлены распорные элементы в виде клиньев.

При таком исполнении обеспечивается непосредственное сцепление между собой верхнего и съемного поясов и их распор в вертикальном направлении, что обеспечивает высокую жесткость и прочность соединения. Секторное исполнение съемного пояса с продольными фланцами, являющееся обычным для высоконапорных гидротурбин [3] повышая собственную жесткость пояса конуса, обеспечивает также демонтаж съемного конуса и способствует его более жесткой фиксации в радиальном направлении. Возможность сочетания указанного исполнения с распорными элементами в виде клиньев дополнительно повышает надежность соединения. При этом соединение съемного пояса с коленом отсасывающей трубы может быть выполнено с помощью обычного фланцевого соединения с плоскими торцевыми поверхностями или с взаимным сопряжением бурта и выборки, как и во фланцевом соединении между поясами.

Предпочтительно, чтобы в устройстве согласно основному решению для прижатия уплотнительного шнура было использовано секторное кольцо с кольцевым буртом, через который проходят болты для стягивания кольца вокруг уплотнительного шнура, и чтобы секторное кольцо было расположено между торцевой поверхностью одного из фланцев поясов конуса и соответствующей стороной клиньев.

На чертеже изображен конус гидротурбины со съемным поясом и устройством для его присоединения в продольном сечении.

В изображенном на чертеже примере выполнения изобретения конус гидротурбины состоит из нескольких поясов, в частности, из верхнего пояса 1, съемного пояса 2 и примыкающего к нему колена 3 отсасывающей трубы.

Верхний пояс 1 выполнен с фланцем 4 и буртом 5 в нижней части, который имеет цилиндрическую внешнюю поверхность 6. Съемный пояс 2 выполнен с фланцами 7 и 8, а в его верхней части сделана выборка 9 с цилиндрической поверхностью 10, эквидистантной цилиндрической поверхности 6 бурта 5 верхнего пояса 1. По цилиндрическим поверхностям 6 и 10 верхний 1 и съемный 2 пояса взаимно сопрягаются друг с другом, что обеспечивает фиксацию съемного пояса 2 в радиальном направлении. Соединение верхнего 1 и съемного 2 поясов осуществляется с помощью стяжных болтов 11. Для обеспечения разъема съемный конус 2 выполнен секторным (на чертеже не показано) с продольными фланцевыми соединениями секторов. Это обычное исполнение поясов конуса крупных гидротурбин, обеспечивающее повышение жесткости конуса и удобство его транспортировки.

Нижняя торцевая поверхность 12 фланца 4 верхнего пояса 1, обращенная к фланцу 7 съемного пояса 2, выполнена конической с большим углом раскрытия конуса и с клиньями 13, расположенными между фланцами 4 и 7, для образования клинового соединения. Клинья 13 равномерно расположены по окружности конуса и попарно на диаметрально противоположных участках окружности. Для регулирования положения клиньев 13 и их отжатия используются винты 14.

Между нижней поверхностью клиньев 13 и фланцем 7 съемного пояса 2 расположено секторное кольцо 15 с кольцевым буртом 16. Через кольцевой бурт 16 проходят болты 17, которые обеспечивают стягивание и стопорение секторного кольца 15 после обжатия им уплотнительного шнура 18 у конца выборки 9 съемного пояса 2. Стягиванию секторного кольца 15 способствуют также клинья 13, что обеспечивает плотное обжатие уплотнительного шнура 18.

Соединение съемного пояса 2 с коленом 3 отсасывающей трубы представляет собой обычное фланцевое соединение со стяжными болтами 19.

При демонтаже съемного пояса 2 вначале отпускают болты 17 секторного кольца 15, а затем отжимают клинья 13. После этого отвинчивают стяжные болты 19, разъединяя тем самым съемный пояс 2 с коленом 3 отсасывающего трубопровода. Далее разъединяют продольные фланцевые соединения между секторами съемного пояса 2 и производят их выемку в горизонтальном направлении. Монтаж съемного конуса осуществляют в обратной последовательности.

Использование: в отсасывающей трубе высоконапорной гидротурбины. Сущность изобретения: конус содержит верхний пояс с нижним фланцем, съемный пояс с верхним фланцем для соединения с верхним поясом и нижним фланцем 8 для соединения с коленом отсасывающей трубы. Нижний конец верхнего пояса имеет бурт с внешней цилиндрической поверхностью 6, а верхний конец съемного пояса имеет выборку с цилиндрической поверхностью 10, которой эта выборка сопрягается с цилиндрической поверхностью 6 бурта. У одного из сопрягаемых фланцев верхнего или съемного пояса торцевая поверхность, обращенная к другому фланцу, выполнена конической с большим углом раскрытия конуса и между этими фланцами установлены распорные клинья. При этом съемный пояс выполнен секторным с продольными фланцевыми соединениями, а к нему примыкает секторное кольцо с кольцевым буртом 16 и болтами, проходящими через него, для стягивания кольца вокруг уплотнительного шнура. Такое выполнение конуса гидротурбины обеспечивает высокую жесткость крепления съемного пояса как в осевом, так и в радиальном направлении и повышенную прочность соединительных узлов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Конус гидротурбины со съемным поясом и устройством для его присоединения, содержащий верхний пояс и съемный пояс с фланцами для их соединения между собой и с коленом отсасывающей трубы, распорные элементы и стягивающие болты, отличающийся тем, что верхний пояс выполнен с нижним буртом с внешней цилиндрической поверхностью, съемный пояс секторным с продольными фланцевыми соединениями и с выборкой у верхнего конца с цилиндрической поверхностью, эквидисцентной цилиндрической поверхности бурта верхнего пояса для их взаимного сопряжения, по меньшей мере у одного из сопрягаемых между собой фланцев этих поясов торцевая поверхность, обращенная к другому фланцу, выполнена конической, а между ними установлены распорные элементы в виде клиньев. 2. Конус по п.1, отличающийся тем, что между торцовой поверхностью одного из фланцев поясов конуса и одной из сторон клиньев расположено секторное кольцо с кольцевым буртом, через который проходят болты для стягивания секторного кольца вокруг уплотнительного шнура на выходе выборки съемного конуса.