Радиальноосевая насосотурбина Советский патент 1977 года по МПК F03B3/10 

(54) РАДИАЛЬНООСЕВАЯ НАСОСОТУРБИНА

жены один под другим с возможностью их осевого перемещения, а лопатки направляющего аппарата размещены в полости сервопривода и жестко связаны с нижним кольцом, выполненным в виде поршня сервопривода. Рычаги направляющего аппарата выполнены с возможностью свободного перемещения вдоль оси щарнира. Для надежного соединения рабочего колеса с кольцевым удлинителем при работе в насосном режиме число щлицевых соединений равно числу щлицев лопастей.

Вследствие ликвидации существенной части зазора между направляющим аппаратом и входными кромками лопастей рабочего колеса в турбинном режиме, а также за счет удаления направляющего аппарата из зоны потока в насосном режиме, сокращаются радиальные габариты и устраняются вибрации лопаток направляющего аппарата в насосном режиме работы.

На фиг. 1 показана насосотурбина в турбинном режиме работы; на фиг. 2 - то же, в насосном режиме работы.

Насосотурбина содержит основное рабочее колесо 1 с радиальными щлицами 2 на наружной поверхности верхнего обода; кольцевой удлинитель лопастей 3 с радиальными выступами 4 на внутренней стороне верхнего обода с лопастями, являющимися продолжением лопастей основного рабочего колеса; спиральную камеру 5; крыщку б с кольцевым углублением 7; кольцевой сервопривод 8 с рабочей полостью 9, выполняющей роль цилиндра, и отверстием 10 для впуска и выпуска масла; регулируемый направляющий аппарат, содержащий два кольца: верхнее И и нижнее 12, причем кольцо 12 является порщнем сервопривода; лопатки направляющего аппарата 13; опору 14; регулирующее кольцо 15; рычаг 16, жестко связанный с цапфой 17 направляющей лопатки; серьгу 18 и цилиндрические щарниры 19 и 20, причем рычаг 16 имеет возможность перемещаться вдоль шарнира 19.

Для обеспечения турбинного режима работы (фиг. 1) через отверстие 10 в рабочую полость Э сервопривода 8 подается масло под давлением. Кольца 11 и 12 с установленными между ними лопатками направляющего аппарата 13 перемещаются вверх в осевом направлении вместе с кольцевым удлинителем лопастей 3 до упора последнего в крыщку 6. При этом соединение между рабочим колесом 1 и кольцевым удлинителем лопастей 3 разрывается, и кольцевой удлинитель лопастей устанавливается в углуб.лении 7, опираясь на верхнее кольцо 11 направляющего аппарата. Лопатки направляющего аппарата 13 устанавливаются напротив входных кромок лопастей рабочего колеса 1.

Угол установки лопаток направляющего аппарата регулируется кольцом 15, установленным на опоре 14, рычагом 16, жестко связанным с цапфой 17 и щарнирно с серьгой 18. Серьга 18 связана с регулирующим кольцом 15 цилиндрическим щарниром 20. Свободное перемещение рычага 16 вдоль оси цилиндрического щарнира 19 обеспечивает постоянную связь лопаток направляющего аппарата 13 с регулирующим кольцам 15.

Для обеспечения насосного режима работы (фиг. 2) масло из полости 9 удаляется через отверстие 10, и направляющий аппарат вместе с кольцевым удлинителем лопастей 3 под действием силы тяжести перемещается вниз.

Кольцевой удлинитель лопастей 3 жестко соединяется с рабочим колесом с помощью радиальных щлицев 2 на ободе рабочего колеса 1 и радиальных выступов 4 на кольцевом удлинителе лопастей 3. Направляющий аппарат устанавливается в полости 9 сервопривода 8. Между верхним кольцом 11 и кольцевым удлинителем лопастей 3 образуется зазор, создающий возможность свободного совместного вращения рабочего колеса 1 и кольцевого удлинителя лопастей.

Причем, количество щлицев 2 на верхнем ободе рабочего колеса и выступов 4 на кольцевом удлинителе лопастей 3 выполнено равным числу лопастей рабочего колеса 1 и равномерно расположено по окружности, что гарантирует стыковку кольцевого удлинителя лопастей 3 с

рабочим колесом 1 в положении, когда лопасти кольцевого удлинителя лопастей 3 являются продолжением лопастей рабочего колеса 1.

Таким образом, в турбинном и насосном режимах работы рабочее колесо имеет различный диаметр, что позволяет сблизить оптимум

КПД в насосном и турбинном режимах работы при одинаковой скорости вращения насосотурбины. Кроме того, в насосном режиме, когда диаметр рабочего колеса увеличен, направляющий аппарат убирается из зоны потока, что

сокращает радиальные размеры всей мащины и устраняет вибрацию лопаток направляющего аппарата.

Формула изобретения

1.Радиальноосевая насосотурбина, содержащая рабочее колесо с лопастями и кольцевым удлинителем последних, связанных с рабочим колесом разъемными щлицевыми соединениями, и снабженный нижним кольцом и сервоприводом направляющий аппарат с лопатками, сочлененными с регулирующим кольцом при помощи рычагов и серег, связанных цилиндрическими щарнирами, отличающаяся тем, что, с

целью предотвращения вибраций лопаток направляющего аппарата в насосном режиме и сокращения радиальных размеров, кольцевой удлинитель и направляющий аппарат расположены один под другим с возможностью их

осевого перемещения, а лопатки направляющего аппарата размещены в полости сервопривода и жестко гнязаны с нижним кольцом, выполненным в виде порщня сервопривода.

2.Насосотурбина по п. 1, отличаюи аяся тем, что рычаги направляющего аппарата выполнены с возможностью свободного перемещения вдоль оси шарнира.

3.Насосотурбина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежного соединения рабочего колеса с кольцевым удлинителем при работе в насосном режиме число щлицевых соединений равно числу лопастей.

; Источники инфомации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Патент Великобритании № 1061830. кл. F1 Т, 1969.