Сопло ковшовой гидротурбины Советский патент 1975 года по МПК F03B1/04 

1

Изобретение относится к -ковшовым гидротурбинам и предиазиачено для использования в направляющих аппаратах-соплах этих турбин.

Известны сопла для подачи струи иа рабочее колесо ковшовой гидротурбины и регулирования расхода воды, и соответственно, мош,ности турбины, содержаш;ие иглу, насадок и механизм перемеш,ения иглы. Перемеш,ение иглы вдоль оси сопла позволяет менять проходное сечение сопла и диаметр струи, а также полностью закрывать доступ воды к рабочему колесу.

Привод иглы осундествляется либо от вынесенного сервомотора посредством штока, проходящего через колено сопла, либо сервомотором, встроенным в неподвижную часть иглы, расположенную непосредственно в потоке. Игла прикрепляется к корпусу сопла посредством радиальных ребер.

Недостатки известной конструкции заключаются в больших размерах диаметра и осевых размеров иглы и, следовательно, всего сопла.

Поворот потока перед выходом из сопла в случае применения привода от вынесенного сервомотора или наличие в потоке развитой иглы приводят при больших скоростях течения в сопле ковшовой турбины к значительным потерям напора.

Кроме того, размещение привода иглы внутри сопла в прямоточных соплах практически исключает возможность доступа для ревизии привода и значительно затрудняет ремонт.

Известны также конструкции сопел ковшовых турбин с подвижными иглами, но с приводом иглы, осуществляемым вынесенными из потока сервомоторами через специальные рычаги и радиальные ребра.

Однако несмотря на то, что размеры игл в таких соплах могут быть уменьшены, прп такой схеме привода возможно появление дополнительных гидравлических потерь от вихрей, возникающих в местах расположения отверстий в кожухе, через которые пропускаются несущие ребра иглы. Кроме того, в таких соплах подвижная игла располагается консольно. В связи с этим трЗДно предотвратить вибрации иглы, особенно при работе сопла на

малых открытиях. Основную долю потерь в сопле составляют потери трения. При больших скоростях потока, имеющих место в сонле, уменьшение потерь на трение может быть достигнуто сокращением размеров и, соответственно, омываемой поверхности располагаемой внутри сопла иглы. Кроме того, дополнительные потери в соплах активных турбин возникают вследствие вибрации пглы в потоке от нарушения соосности расположения иглы

относительно струи.

Цель изобретения - повысить надежность работы и унростить ремонт сопла.

Поставленная цель достигается тем, что игла выполнена неподвижной относительно корпуса сопла, а на сопле установлен подвижный насадок, привод которого осупдествлен сервомоторами, расположенными снаружи на подводящем трубопроводе.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Сопло содержит корпус 1, внутри которого при помощи радиальных ребер 2 жестко закреплено тело иглы 3. На поверхности корпуса 1 на направляющих втулках 4 может перемещаться направляющий цилиндр 5, жестко связанный с профилированным насадком 6. Привод насадка 6 с направляющим цилиндром 5 осуществляется посредством щтоков 7 прямоосными цилиндрическими серводвигателями 8. Для предотвращения протечек воды корпус 1 и подвижный направляющий цилиндр 5 сопла уилотняются гибким уплотнительным элементом 9.

При работе гидротурбины регулирование расхода воды через сопло осуществляется перемещением направляющего цилиндра 5 и связанного с ним насадка 6 серводвигателями 8 посредством штоков 7. Перемещение насадка по направляющим втулкам 4 корпуса 1, расположенным на достаточно больщом диаметре, обеспечивает жесткость конструкции и исключает возможность нарушения соосности насадка и иглы, а следовательно, обеспечивает высокую надежность работы. При полностью открытом сопле за счет применения иглы предельно сокращенных габаритов обеспечиваются высокие энергетические качества сопла. При полном закрытии сопла насадок 6 прижимается к игле 3.

Предмет изобретения

Сопло ковщовой гидротурбины, содержащее иглу, размещенную в корпусе с насадком, и приводной механизм, например серводвигатель, установленный вне корпуса, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы и упрощения ремонта, игла жестко закреплена в корпусе, а насадок установлен с возможностью осевого перемещения относительно иглы.