ВАЛ РОТОРА ВЕРТИКАЛЬНОГО ГИДРОГЕНЕРАТОРА Российский патент 2006 года по МПК H02K1/28 H02K1/22 

Изобретение относится к области крупного электромашиностроения, конкретно к конструктивным элементам турбогенераторов и гидрогенераторов, а именно к конструкции ротора гидрогенератора.

Известны конструкции роторов гидрогенераторов, например

ротор гидрогенератора, содержащий трубчатый вал, соединенный с верхним фланцем литой втулки остова посредством болтов, в котором верхний фланец втулки соединен непосредственно с торцом вала, снабженного выемкой, выполненной на вертикальном фланце втулки, а головки болтов расположены на нижней плоскости фланца втулки [1];

ротор вертикального гидрогенератора, содержащий ротор с остовом, имеющий центральную часть в виде вертикального цилиндра, верхний фланец для присоединения к валу генератора и нижний фланец для присоединения к валу турбины, а к нижней части вертикального цилиндра присоединена литая втулка с опорным фланцем, соединенная с диском подпятника, и к центральной части присоединены диски, связанные между собой вертикально-радиальными ребрами, стыковые плиты, спицы, в котором вертикальный цилиндр центральной части выполнен из листовой стали, а литая втулка имеет в сечении Z-образную форму, а нижний фланец образован верхней полкой указанной втулки и верхний фланец выполнен в виде отдельного неразъемного элемента, соединенного с вертикальным цилиндром, при этом между нижним диском остова и опорным фланцем втулки установлена обечайка с окнами [2];

ротор гидрогенератора, содержащий шихтованный вал, на котором закреплен шихтованный обод, на котором закреплен тормозной сегмент, упирающийся по своему наружному диаметру в выступающую часть вставки, установленной плотно в пазу ротора [3];

остов ротора вертикального гидрогенератора, содержащий цилиндр с фланцами, диски, соединенные с ребрами, и присоединенный к нижнему фланцу кольцевой опорный элемент U-образной формы и выполненный из отдельных сварных частей [4];

ротор вертикального гидрогенератора, содержащий соединенную с валом центральную втулку с опорным фланцем, к которой по ее наружному периметру присоединены концентрические диски, стыковые плиты, радиальные ребра и спицы, а вертикальная часть втулки выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося кверху, стенка которого имеет переменное сечение, уменьшающееся в сторону верхнего торца, при этом втулка по внешней поверхности по всей высоте снабжена выступами трапециевидного сечения, к которым присоединены радиальные ребра [5];

остов ротора вертикального гидрогенератора зонтичного типа, содержащий центральную часть, состоящую из верхних и нижних фланцев, соединенных вертикальным цилиндром, горизонтальные диски, опорный элемент с кольцевым каналом между наружным и внутренним его цилиндрами и с горизонтальным опорным кольцом, ребра жесткости и стыковые плиты, в котором вертикальный цилиндр и внутренний цилиндр опорного элемента выполнены за одно целое, а кольцевой канал открыт сверху, а внутренний и наружный цилиндры опорного элемента по всей поверхности выполнены маслонепроницаемыми и выполнены неразъемными с нижним диском, фланцем и опорным кольцом [6].

Аналогичные конструкции также описаны в [7-9]. Известные устройства обеспечивают требуемую конструктивную связь составных элементов, что достигается за счет усложнения конструкции, что повышает эксплуатационную надежность высокооборотных гидрогенераторов большой мощности. Основным недостатком известных устройств является существенная металлоемкость и как следствие - большой вес, обусловленный как массой самого вала, так и массой узлов крепления вала Применение известных конструкций на малооборотных и сравнительно небольшой мощности гидрогенераторах негативно сказывается на технико-экономических характеристиках.

Задачей настоящего предложения является снижение металлоемкости вала ротора вертикального гидрогенератора.

Поставленная задача решается за счет того, что вал ротора вертикального гидрогенератора [4], выполненный в форме цилиндра с фланцем в нижней части, в котором на верхнем торце закреплен кольцеобразный наконечник с посаженными на него контактными кольцами, а фланец в нижней части выполнен неразъемным, вал выполнен в виде тонкостенного цилиндра из трех частей, сваренных между собой, причем кольцеобразный наконечник имеет утолщение для крепления контактных колец к верхнему концу тонкостенной цилиндрической части, а фланец в виде кольца крепится к противоположному концу, при этом тонкостенный цилиндр расположен в проточке, выполненной на фланце.

В отличие от известных конструкций в предлагаемом устройстве отсутствует необходимость применения сложных и металлоемких узлов крепления вала ротора за счет того, что вал в верхней части снабжен кольцеобразным наконечником с посаженными на него контактными кольцами, а в нижней вал крепится к втулке посредством неразъемного фланца.

Новым в заявляемом изобретении является неразъемное соединение трубчатого вала ротора гидрогенератора в верхней части с кольцеобразным наконечником с посаженными на него контактными кольцами, а в нижней части посредством разъемного фланца.

Совокупность новых признаков из существующего уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже изображен вал ротора гидрогенератора, состоящий из цилиндрической полой трубы 1, неразъемного фланца 2, кольцеобразного наконечника 3, контактных колец 4.

Вал ротора представляет собой трубу стандартного профиля в виде тонкостенного цилиндра с неразъемным фланцем на нижнем конце. На верхнем торце закреплен, например, электросваркой кольцеобразный наконечник для посадки на него в штатное положение контактных колец. Такое соединение обеспечивает надежную конструктивную связь этих элементов при сохранении равной прочности по всем радиальным сечениям и наименьшие значения коэффициента концентрации напряжения в местах сопряжения.

Реализация заявляемого изобретения технической трудности не представляет, так как не требует применения сложной технологии, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Использование заявляемого изобретения позволит снизить металлоемкость и трудоемкость изготовления за счет упрощения конструкции вала ротора гидрогенераторов, имеющих сравнительно небольшие обороты и мощность.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1786596 А1.

2. Авторское свидетельство №СССР 1327233.

3. Авторское свидетельство СССР №796988.

4. Авторское свидетельство СССР №1367099.

5. Авторское свидетельство СССР №1458932.

6. Авторское свидетельство СССР №1628139.

7. Патент Германии №1057415.

8. Патент Германии №1100789.

9. Патент Германии №1208564.

Изобретение относятся к области электромашиностроения, а именно к особенностям конструктивного выполнения элементов гидрогенераторов, и касается, в частности, конструкции вала ротора гидрогенератора. Сущность изобретения состоит в том, что вал ротора вертикального гидрогенератора выполнен в виде цилиндра с фланцем в нижней части, на верхнем торце цилиндра закреплен кольцеобразный наконечник с посаженными на него контактными кольцами, а фланец в нижней части выполнен неразъемным. При этом вал выполнен в виде тонкостенного цилиндра из трех частей, сваренных между собой, кольцеобразный наконечник имеет утолщение для крепления контактных колец к верхнему концу тонкостенной цилиндрической части, фланец в виде кольца крепится к противоположному концу, а тонкостенный цилиндр расположен в проточке, выполненной на фланце. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в снижении металлоемкости и трудоемкости изготовления вала ротора гидрогенераторов, имеющих сравнительно небольшие обороты и мощность, путем упрощения конструкции вала ротора. 1 ил.

Вал ротора вертикального гидрогенератора, выполненный в виде цилиндра с фланцем в нижней части, отличающийся тем, что на верхнем торце цилиндра закреплен кольцеобразный наконечник с посаженными на него контактными кольцами, а фланец в нижней части выполнен неразъемным, вал выполнен в виде тонкостенного цилиндра из трех частей, сваренных между собой, причем кольцеобразный наконечник имеет утолщение для крепления контактных колец к верхнему концу тонкостенной цилиндрической части, а фланец в виде кольца крепится к противоположному концу, при этом тонкостенный цилиндр расположен в проточке, выполненной на фланце.