Направляющий аппарат гидромашины Советский патент 1977 года по МПК F03B3/16 

Па фиг. I изображен предлагае1 й направляющий аппарат в цилиндрическом исполнения гфименительно к вертикальной гидротурбине правого вращения, ус тановленный в спиральной камере с неполным углом охвата, вид в плане по А-А фиг, 2} на фиг. 2 - вертикальный разрез) на фиг. 3 - лопатка симметри.ч ного профиля, вертикальныП разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - лопатка с профилем отрицательной кривизны, вертикаль яыП разрез В-В фиг. 1; на фиг. 5 лопатка с профилем положительной кривизны, вертикальный разрез Г-Г фиг. 1 Направляющие лопатки 1-24 (при при нятом условно их общеМколичестве 24) показаны на фиг. 1 в двух положениях S открытом (сплошные линии)jч в закры том (пунктирные линии). Оси поворота Oi Лопаток 1-24 (фиг. 2), параллельные Оси 30 турбины, расположены на ди метре на равных расстояниях друг от друга, в связи с чем углы между радиальныт-с лучами 1-1 (фиг. 1) равны 3609/24 15°. Лопатки имеют направляющие цапфы: верхние 25 и нихсние 26, из которых верхние используются для осуществления синхронного поворота всех лопаток на один и тот же угол. Лопатка 1, расположенная против зуба 27 спиральной камеры 26,имеет профиль нулевой «ривизны (симметричный), лопатки 2 и 3, расположенные в открытой части спирали против колонн 29, имеют профили выпуклостью в сторону вала турбины отрицательной кривизны и последняя лопатка 24, находящаяся в спиральной части кожуха, имеет профиль выпуклостью в противоположную сторону положительной кривизны. Остальные лопатки в открытой части спирали имеют профили отрицательной кривизны, в промежуточной - могут быт лопаТ;1И симметричного профиля и в спи ральной части - положительной кривизны. Все лопатки имеют цилиндрическую форму и их профили построены таким образом, что они проходят через точки а и 6, совпадающие в закрытом положении лопаток в точках а, идентично расположенных по отношению к осям их поворота О . Эти точки являются проекциями тех образующих цилиндрические поверхности лопаток, которые соприкасаются между собой в закрытом положении направляющего аппарата. Такое построение профилей лопаток различной кривизны достигается тем, что оси лопаток Oj смещены по отношению к их цапфам в одну или другую сторону на соотпйтг.твующую, величину в, не правышаюшую половины от полной толщины лопатки f . В целях обеспечения прочности таких лопаток, в местах сопряке иия их с цапфами предусматриваются утсшщенкл обтекаемой формы. Направляющий аппарат работает следующим образом. В закрытом положении обеспечиваются минимальные протечки воды в результате смыкания цилиндрических поверхностей лопаток по их вертикальным образующим, проектируемым в точках do (фиг. 1) при минимально допустимы: конструктивных торцовых зазорах 31 и 32 (фиг. 2). В рабочем состоянии турбины, при наличии неравномерности потока, поступающего по стрелкам Е, Eg, ЕЗ и т.д. в направляющий аппарат, создается осесимметричный поток в зоне рабочего колеса 33 турбины. Эго осуществляется путем перераспределения расхода по периферии направляющего аппарата. В открытой части спирали, вследствие применения лопаток выпуклостью в сторону оси турбины отрицательной кривизны, происходит снижение расхода, поскольку при этом открытия между этими лопатками уменьшаются, и наоборот в спиральной части, вследствие применения лопаток выпуклостьюв противоположную сторону положительной кривизны, расход увеличивается, поскольку открытия между ними становятся больше. При левом вращении турбины кривизна лопаток должна иметь противоположный знак (с сохранением выпуклостей в те же стороны). Построение и принцип работы конического направляющего аппарата аналогичны описанному . Такое выполнение направляющего аппарата гидромашин обеспечивает его надежное закрытие и вместе с тем позволяет, при отсутствии осевой симметрии потока за пределами направляющего аппарата, создать осесимметричный поток в зоне рабочего колеса и т.::м самым повысить энергетические, кавитационноэрозийные и динамические свойства гидромашины. Формула изобретения 1.Направляющий аппарат гидромапшны, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки с профилями различной кривизны, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежного закрытия направляющего аппарата, оси лопаток с положительной и отрицательной кривизной профилей смещены относительно цапф на величину не более половины толщины лопаток в поперечном сечении. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что число разновидностей профилей лопаток не менее трех. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР I 383870, кл. F 03 В 3/18, 1973. 2.Ковалев И.}Ь Гидротурбины Л, 1961, с. 187.

ШШ

ЩШ

29

V--i

25 О, хА-л-г.,. ..I 12////,

иг

; 5

Фиг 3

г-г

/г

26

(Риг.

Vui 5