РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ПОВОРОТНОЛОПАСТНОЙ ГИДРОМАШИНЫ Советский патент 1973 года по МПК F03B3/06 

1

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано при проектировании и изготовлении рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин.

Известны рабочие колеса поворотнолопастных гидромашин, содержаш,ие установленные в корпусе лопасти, сочлененные рычагами со штоком механизма поворота лопастей, снабженным каналом подачи рабочего тела.

Лимитирующим элементом таких колес, препятствующим уменьшению втулочного отношения и продвижению гидротурбин этого типа в зону более высоких напоров, являются подшипники механизма поворота лопастей.

Габариты корпуса ограничены удельным давлением определенных величин в этих подшинниках. При сбросах нагрузки или выходе из строя системы регулирования скорость вращения турбины возрастает, возрастают нагрузки на подшипники рабочего колеса (особенно в диагональных агрегатах) и резко увеличивается их износ.

Таким образом, разгонные режимы являются определяющими для выбора размеров опорных и упорных подшипников механизма поворота. Начиная с определенного режима, эти моменты спонтанно перемещают лопасти. Износ втулок в этом случае характеризуется максимальной интенсивностью.

Целью изобретения является предотвращение спонтанного поворота лопастей при разгонных режимах.

Для этого в рабочем колесе установлен центробежный золотник, запирающий сливную

полость сервомотора, рабочего колеса и предотвращающий спонтанное движение поршня, вызванное воздействием на лопасти резко возрастающих в разгонных режимах поворачивающих моментов при достижении агрегатом определенной скорости вращения. , В ряде случаев центробежный золотник удобнее вынести из корнуса -рабочего колеса и расположить в доступном .месте, например, в районе маслоприемника, и запирать несколько больший объем масла. С увеличением скорости вращения усилия в подшипниках механизма поворота возрастают.

В разгонных режимах возрастают поворотные моменты на лопастях рабочего колеса. При возрастании скорости вращения агрегата до определенной, наперед заданной величины, центробежная сила золотника будет больше усилия пружины, тогда сила тела золотника превзойдет усилие пружины, а тело

золотника переместится к наружному краю и перекроет отверстие из нолости, ставшей теперь сливной, и запрет объем «масла в этой полости. Давление в обеих полостях выравняется и движение поршня, а также связанных с ним механизмов поворота, прекратится.

Усилия в подшипниках в случае остановки движения вызывают лишь напряжения смятия в бронзе.

Допустимый уровень напряжения смятия превосходит величины допустимых удельных давлений, поэтому габариты подшипников могут быть уменьшепы. Это позволяет уменьшить втулочное отношение рабочего колеса, а следовательно, повысить быстроходность и к.п.д. рабочего колеса, снизить его металлоемкость, улучшить кавитационные качества.

На фиг. 1 показано рабочее колесо с центробежным золотником, разрез; па фиг. 2 - центробежный золотпик, разрез.

Лопасть 1 рабочего колеса, соединенная с цапфой 2, опирается на наружный 3 и внутренний 4 подшипники, установленные в корпусе 5. Посредством рычага 6, онираюшегося па упорпый подшипник 7 и механизм поворота 8, лопасть соединяется со штоком 9, снабженным каналом подачи рабочего тела.

Центробежный золотник 10 состоит из корпуса 11, тела 12, пружины 13 и поршня 14 (фиг. 2).

При работе агрегата в нормальных режимах усилие пружины 13 превосходит центробежную силу, развиваемую телом золотника 12. Тело золотника прижато к внутреннему краю, отверстие для прохода масла полностью открыто. Давление масла перемеш,ает поршень сервомотора 14, а последний через шток 9 и механизм поворота 8 разворачивает лопасти 1.

Предмет изобретения

Рабочее колесо поворотнолопастной гидромашины, содержашее установленные в корпусе лопасти, сочлененные рычагами со снабженным каналом подачи рабочего тела штоком механизма поворота лопастей, отличающееся тем, что, с целью исключения спонтанного поворота лопастей при разгонных оборотах гидромашины, в канале установлен клапан с подпружиненным золотником.