Сопло ковшовой гидротурбины Советский патент 1974 года по МПК F03B1/04 

Изобретение ртносигся к гид равлическим иашинаи ковшового (свободноструйного) типа, в которых подвод и регулировавив расхода осуществляют при поиощи оопея о и , перемещаешии вдоль оси. Известны конструкции нап1равляющвх аппаратов свободноструивых гидромашин, представляющие собой сопло, содержащее корпус с насадком, капсулу и подвижную запорную иглу, насаженную на Ш1бк,оебвйв перемещение которого осуще ствляет ся с помо1|ью поршневого привода. Шток обычно располагают в капсуле внутри прямоточного сопла. При любом открытии направляю щего аппарата на иглу действует значительное осевое усилие, для преодоления которого требуется ко щный сервопривод, В существующих конструкциях сопловых аправлякщих аппаратов для уменьшения потребного усилия сервопривода используют три тиаа разгрузки иглы; пружинную, гидрав лическую с применением специальных разгрузочных поршней и пружин ную в сочетании с гидравлической. Б известных конструкциях сопел с гидравлической разгрузкой на штоке иглы устанавливают дополни тельный поршень, которой на всем протяжении рабеты сопла находится под постояпным давлением, подава емым И;8 наборного трубопровода, тогда как на иглу действует пере менное , зависящее от давле ВИЯ в проточной части и определя емод величиной открытия иглы. Поэтоод такая разррузка позволяет лишв снизить максимальное усилие сервопривода Примерно вдвое. Одна- ко сервоприводу на участках от ере днего положения иглы до положения Полного закрытия приходится прео долевать усилие разгрузки в связи с тем, оно на этом участке прв вышает гидравл1{ческое усилив на иглу, действующее со стороны потока. Пружинная разгрузка мокет обеспечить уравновешивание осевых усилий, действующих на иглу, одна ко для этого труоуется установка нескольких последовательно деист вующих пружин, что увеличивает осевые размеры капсулы и сопла в целой. Сочетание гидравлической и пружинной разгрузок усложняет конструкцию сопла и ухудшает его энергетические качества. Цель изобретения - повышение энергетических качеств и надежное ти сопла (последнее особенно важ но в конструкциях с сервоприводом, расположенным в капсуле внутри пря моточного сопла, в которых затруд нен доступ к сервоприводу), а так же снижение металлоемкости коллек тора. Для этого в предлагаемом уст ройстве разгрузочная полость иглы соединена с проточной частью сопла в результате чего усилия, дейстну ющие на иглу снражуи и изнутри, пр любом положении иглы уравновешива ются и позволяют практически пол ностью разгрузить сервопривод иглы Потребное усилие сервомотора для перемещения иглы сводится в мини муму, определяемому величиной сил трения с вподвижных элементах соп ла. Сопло снабжено клапаном для сброса давления из внутренней поло сти иглы для смещения последней из положения полного закрытия. На чертеже изображен еопловой направляющий аппарат. Сопло содержит насадок I с се длом 2, корпус 5, внутри которого при помощи ребер 4 жестко укреплен капсула 5 с обтекаемой крышкой б. Внутри капсулы перемещается подвиж ная игла 7, внутри которой выполне на разгрузочная полость А, связанная при помощи разгрузочных отвер стий о с проточной частью б сопла. Цилиндрическая поверхность иглы vn лотняется в капсуле уплотнением 9. Привод иглы осуществляется от масл ного сервопривода 10, поршень кото рого соединен с иглой посредством штока II, направляемого во втулках 12, Для разделения внутренней поло ти иглы и полости сервопривода пре дусмотрено уплотнение 13. G6jpoc да ления из внутренней полости иглы д ещения ее из положения полного крытия осуществляется посредством нала 14 и сбросного клапана 15. Jcтpoйcтвo работает следующим разом. В закрытом положении игла 7 правляющего аппарата прижимается седлу 2 давлением рабочей среды, ступающей в разгрузочную полость ИГЛЫ через разгрузочные отверстия Ь. При этом.давление в сервоприво де ID снято. Для смещения иглы из положен ния полного закрытого давление из полости А сбрасывается посредством клапана 15 через канал 14. При этом гидравлические силы, действу ющие на иглу, направлены в сторону открытия, что обеспечивает минимальное потребное усилие сервопри вода 10 для перемещения иглы 7 Сбросной клапан 15 закрыва ется и давление снаружи иглы со стороны потоки (полость Б) и внут ри нее (полость А) уравновешивает ся через разгрузочные отверсти 8, причем гидравлическое усилие, пере даваемое от иглы 7 с сервоприводу ГО, сведено к минимуму. Аналогично происходит уравнов( вешивание давления рабочей среды на иглу (при закрытом клапане 15) в положении полного открытия, а также при любом частичном открытии направляющего аппарата. Закрытие и открытие направля ющего аппарата из промежуточного положения, а также закрытие из пол ностью открытого положения иглы производится с помощью сервоприво да 10 при разгруженной от гидравли ческих сил игле, причем потребное усилие сервопривода определяется в основном усилием трения в подвижных элементах сопла. ИЗОБРЕТЕНИЯ Сопло ковшовой гидротурбины, содержащее размещенную в корпусе с касадком иглу со штоком и сервоприводом, в теле которой выполнена разгрузочная полость, о т л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения надежности работы сопла „ сокращения его габаритов, разгрузочная полость иглы соединена с проточной частью сопла и снабжена отводным каналом со сбросным клапаном.

X - 1 -Й -7ix

15