МАСЛОПРИЕМНИК ГИДРОТУРБИНЫ С ПОВОРОТНЫМИ ЛОПАСТЯМИ Российский патент 1998 года по МПК F03B3/14 

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в гидротурбинах с поворотными лопастями.

Известен маслоприемник, у которого шток имеет две изолированные полости и является часть маслопровода, через который осуществляется подвод и отвод масла к сервомотору рабочего колеса, при этом шток размещен внутри корпуса маслоприемника, содержащего полости, сообщающие напорную и сливную части системы регулирования с полостями штока, а в местах выхода штока из корпуса и между полостями корпуса установлены втулки, жестко укрепленные в корпусе, выполняющие роль подшипников скольжения и уплотнительных элементов (см. Справочник конструктора гидротурбин, Л.: Машгиз, 1971, с. 188). В известном маслоприемнике шток вращается вместе с ротором гидроагрегата и совершает поступательное движение в осевом направлении вместе с поршнем сервомотора рабочего колеса.

Износ втулок в процессе эксплуатации ведет к увеличению протечек масла, что ухудшает режим работы маслонапорной установки агрегата и определяет межремонтный период маслоприемника.

Наиболее близким к изобретению является маслоприемник, в котором также корпус содержит две полости для сообщения с полостями рабочего колеса, шток с полостями, сообщенными с указанными полостями корпуса, проходящий через последние полости и установленный с возможностью вращательного и поступательного движения во втулках, жестко укрепленных в корпусе на выходе штока из корпуса и между полостями, выполняющих роль подшипников скольжения и уплотнительных элементов. В отличие от первого аналога в этом маслоприемнике втулка, размещенная на выходе штока из корпуса, имеет кольцевые канавки на ее внутренней поверхности [1]. Канавки выполнены с целью уменьшения проточек масла. Однако, как и в аналоге, эта втулка является опорной и в процессе эксплуатации ее внутренняя поверхность изнашивается, что ведет к увеличению протечек.

Задачей, решаемой изобретением, является устранение влияния износа подшипников штока маслоприемника на величину протечек масла из полостей маслоприемника через уплотнительный элемент путем снятия радиальных нагрузок на этот элемент.

Поставленная задача решается тем, что в маслоприемнике гидротурбины с поворотными лопастями, который содержит корпус с двумя полостями для сообщения с полостями сервомотора рабочего колеса, шток, проходящий через полости корпуса и установленный с возможностью вращательного и поступательного движения в подшипниках скольжения, выполненных в виде втулок, жестко укрепленных в корпусе на выходе штока из полостей корпуса, втулку между полостями корпуса, согласно изобретению втулка размещена относительно корпуса с осевыми зазором и с радиальным зазором, превышающим допустимый радиальный зазор в подшипниках скольжения, при этом радиальный зазор между втулкой и корпусом уплотнен с помощью эластичного уплотнения, например манжеты или соединения сильфонного типа. Кроме того, в месте выхода штока из корпуса маслоприемника за подшипником скольжения в направлении выхода штока из корпуса может быть установлена дополнительная втулка, размещенная относительно корпуса с осевым зазором и с радиальным зазором, превышающим допустимый зазор в подшипниках, при этом радиальный зазор между втулкой и корпусом уплотняется эластичным уплотнением. Указанные втулки, установленные с зазорами относительно корпуса, могут удерживаться от вращения и от осевого перемещения с помощью ограничителей.

Втулка, установленная с зазором относительно корпуса маслоприемника может за счет эластичности уплотнения свободно перемещаться в пределах этого зазора. Тем самым устраняется радиальная нагрузка со стороны перемещающегося штока, что предохраняет втулку от износа и сохраняет ее исходную работоспособность при увеличении радиального зазора в подшипниках скольжения вследствие их износа.

На чертеже изображен маслоприемник гидротурбины с поворотными лопастями.

Маслоприемник содержит шток 1, имеющий две изолированные полости 2, 3 и являющийся частью маслопровода, через который осуществляются подвод и отвод масла к сервомотору рабочего колеса. Шток размещен с возможностью вращательного и поступательного движения в подшипниках скольжения 4 и 5, жестко укрепленных в корпусе 6, содержащем полости 7 и 8, через которые осуществляется соединение напорной и сливной частей системы регулирования с полостями 2, 3 штока 1. В местах выхода штока 1 из корпуса 6 маслоприемника установлены опорные подшипники 4 и 5. В корпусе маслоприемника между полостями 7 и 8 установлена уплотнительная втулка 9. В местах выхода штока 1 из корпуса 6 также могут быть установлены уплотнительные втулки 10 и 11. Втулки 9, 10 и 11 имеют минимальный зазор относительно штока 1, необходимый для уплотнения полостей маслоприемника, и имеют относительно корпуса 6 осевой зазор "c" и радиальный зазор "d", превышающий допустимый по условиям протечек масла радиальный зазор в подшипниках скольжения 4 и 5 штока 1. Радиальный зазор "d" относительно корпуса 6 уплотнятся эластичными уплотнениями 12, 13, 14, допускающими перемещение втулок 9, 10, 11 вместе со штоком 1 при его перемещении. Между корпусом 6 и втулками 9, 10, 11 установлены ограничители 15, фиксирующие положение втулок 9, 10, 11 с возможностью их перемещения относительно корпуса 6 в пределах зазоров "c" и "d".

При работе гидротурбины шток 1 совершает вращательное и поступательное движение, что ведет к износу опорных подшипников 4 и 5. В пределах зазора в опорных подшипниках происходит процессионное движение штока. При этом уплотнительные втулки 9, 10, 11, удерживаясь от вращения и осевого перемещения ограничителями 15, перемещаются вместе со штоком в пределах зазоров "c" и "d". Вследствие эластичности уплотнений 12, 13 и 14 втулки 9, 10, 11 не нагружаются радиальной нагрузкой, благодаря чему исходный зазор между втулками 9, 10 и 11 и штоком 1 остается неизменным и при износе опорных подшипников 4 и 5.

Изобретение предназначено для использования в гидротурбинах с поворотными лопастями. Маслоприемник содержит корпус 6 с полостями 2 и 3, через которые проходит шток 1, установленный в корпусе 6 с возможностью вращательного и поступательного движения. Шток 1 имеет изолированные друг от друга полости 7, 8, сообщенные с полостями 2, 3 и является частью маслопровода, через который осуществляются подвод и отвод масла к сервомотору рабочего колеса. Шток 1 установлен в подшипниках скольжения, выполненных в виде втулок 4, 5, жестко закрепленных в корпусе 6, при этом между полостями 2 и 3 установлена уплотнительная втулка 9. Для установления влияния износа подшипников скольжения на величину проточек из полостей 2, 3 через уплотнительный элемент за счет снятия радиальных нагрузок на этот элемент, уплотнительная втулка 9 размещена относительно корпуса 6 с осевым "с" и с радиальным зазором "d", превышающим допустимый зазор в подшипниках 4, 5. При этом радиальный зазор между втулкой 9 и корпусом 6 уплотнен эластичным уплотнением 13. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Маслоприемник гидротурбины с поворотными лопастями, содержащий корпус с двумя полостями для сообщения с полостями сервомотора рабочего колеса, шток, проходящий через эти полости и установленный с возможностью вращательного и поступательного движения в подшипниках скольжения, выполненных в виде втулок, жестко закрепленных в корпусе на выходе штока из полостей корпуса, втулку между полостями корпуса, отличающийся тем, что втулка между полостями корпуса размещена относительно корпуса с осевым зазором и с радиальным зазором, превышающим допустимый радиальный зазор в подшипниках скольжения, при этом радиальный зазор между втулкой и корпусом уплотнен эластичным уплотнением. 2. Маслоприемник по п.1, отличающийся тем, что в месте выхода штока из корпуса за подшипником скольжения в направлении выхода штока из корпуса установлена дополнительная втулка, которая размещена относительно корпуса с осевым зазором и с радиальным зазором, превышающим допустимый радиальный зазор в подшипниках скольжения, при этом радиальный зазор между втулкой и корпусом уплотнен эластичным уплотнением. 3. Маслоприемник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что втулки, размещенные относительно корпуса с осевым и радиальным зазорами, снабжены ограничителями, удерживающими их от вращения и от осевого перемещения.