Подпятник вертикального гидрогенератора Советский патент 1982 года по МПК H02K5/167 

(З) ПОДПЯТНИК ВЕРТИКАЛЬНОГО ГИДРОГЕНЕРАТОРА

1

Изобретение относится к электрическим машинам и, в частности-.к вертикальным гидрогенераторам.

Одним из наиболее ответственных узлов любых вертикальных машин, в том числе и гидрогенераторов, является опорный подшипник-подпятник, воспринимающий осевую нагрузку от вращающихся масс генератора и его привода (турбины), а также вертикальную составляющую реакции потока воды через гидравлическую турбину.

Подпятники, воспринимая нагрузки до .T,достигают значительных размеров (диаметр до k,S м), масляные ванны, в которых размещаются подпятники, достигают еще больших размеровдо 6,2 м. Конструкции масляных ванн должны обеспечить их максимально возможную герметичность во избежании попадания паров масла в пространство генераторов, особенно на обмотки статора и ротора, так как,осах даясь на поверхности изоляции обмоток, масло

В смеси с содержащейся в воздухе пылью может привести к повреждению изоляции и электрическим пробоям ее. Поэтому одной из важнейших задач, не нашедшей пока полного решения, является борьба с масляными парами из ванн подпятников гидрогенераторов.

Известен подпятник гидрогенератора, в масляной ванне которого уплотняющие камеры, установленные по внут10реннему и наружному диаметрам втулки подпятника, снабжены охладителями, служащими для конденсации масляных паров.

В подпятнике охладители выполнены

15 в виде кольцевых трубок, снабжены патрубками для подачи и слива охлаждающей жидкости. Для сбора конденсированного масла установлены лотки tl}.

Недостатком такого подпятника яв20ляется его большая конструктивная и технологическая сложность.

В процессе эксплуатации гидрогенераторов часто применяют искусствен ные приемы по удалению паров масла из ванн. Для этой цели в корпус ван ввариваются трубки, выводимые в турбинные помещения Г2 . Установкой подобных трубок снижается замасливание машин, но загрязняются турбинные помещения и речные стоки. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является конструкция под- 10 пятника вертикального гидрогенератора содер :{ащая втулку, снабженную ребрами жесткости, с прикрепленным к ней диском и сегменты с опорными элементами, помещенные в масляную ванну, выпол-г ненную в виде кольцевого цилиндра, на крышке которой установлены уплотне- . ния, прилегающие к наружной боковой поверхности втулки. Вращающаяся втулка подпятника соединена с ротором генератора. В известных конструкциях втулки подпятников имеют внутреннюю сплошную стенку и ребра жесткости, обращенные к наружному диаметру З. Недостатком таких конструкций является вентилирующее действие ребер жесткости, создающих зону пониженного давления над ванной подпятника и способствующих тем самым выходу масляных паров из ванны. Кроме того, установка уплотнений на наружной боковой поверхности втулки подпятника очень затруднена ввиду того, что практически отсутствуют гладкие поверхнбсти (кроме верхнего и нижнего поясков). Поэтому на практике ограничиваются одним или двумя уплотнениями, что оказывается недостаточным. Цель изобретения. - повышение надежности гидрогенератора путем исключения попадания масляных паров на его активные части. Поставленная цель достигается тем что в подпятнике вертикального гидрогенератора, содержащем втулку, снабженную ребрами жесткости, с прикрепленным к ней диском и сегменты с опорными элементами, помещенные в мас ляную ванну, выполненную в виде кольцевого цилиндра, на крышке которой установлены уплотнения, прилегающие к наружной боковой поверхности втулки , последняя выполнена со сплошной наружной боковой поверхностью и ребрами жесткости, обращенными вовнутрь при этом на крышке масляной ванны установлены дополнительные уплотнения 05 4 а на внутренней поверхности втулки закреплен маслоотражательный щиток. Такая конструкция полностью исключает.;. . вентилирующее действие ребер жесткости втулки и сойдает большие возможности для установки 3 и более уплотнений на наружной боковой поверхности втулки. , Маслоотражательный щиток, закрепленный на внутренней боковой поверхности втулки подпятника, предназначен для уплотнения внутренней поверхности ванны, а также для предотвращения попадания масла во внутренние карманы втулки. Уплотнения, установленные на крышке, выполняются из сварных или литых элементов с кожанными манжетами, охватывающими наружную боковую поверхность втулки. На чертех е представлен подпятник вертикального гидрогенератора, продольный разрез. Подпятник содержит втулку 1 с прикрепленным к ней диском 2. Втулка 1 с диском 2 опираются на двухрядные сегменты 3, в свою очередь .опирающиеся на опорные элементы подпятника k, Подпятник расположен в масляной ванне 5, составленной днищем 6, наружной цилиндрической стенкой 7, внутренней цилиндрической стенкой 8 и крышкой 9. В масляной ванне размещен охладитель 10. Втулка 1 подпятника выполнена таким образом, что её наружная поверхность 1 1 представляет собой сплошную цилиндрическую поверхность,, а ребра ,12 жесткости обращены вовнутрь., На крышке 9 установлены уплотнения 13, прилегающие к наружной цилиндрической поверхности 11 втулки 1. Наличие сплошной наружной поверхности 11 втулки создает возможность для установки на крышке 9 масляной ванны 5 большего числа уплотнений, охватывающих втулку, чем это имело место в известной конструкции подпятника, где ребра жесткости втулки были обращены к наружной поверхности, а сама наружная поверхность представляла собой два пояска. На внутренней боковой поверхности втулки-1 укреплен отражательный щиток 15 для уплотнения ванны по внутренней поверхности, а также для предотвращения попадания масла во внутренние карманы втулки.

В процессе работы гидрогенератора при скольжении вращающейся части подпятника (втулка 1 с диском 2) по неподвижной (сегменты 3 и опорные элементы ), сила трения производит работу, целиком превращающуюся в тепло.

Для того, чтобы выделение тепла на поверхности трения не превосходило допустимых величин, надо обеспечить наличие слоя смазки между трущимися поверхностями, т.е. создать так называемое жидкостное трение.

Чтобы обеспечить необходимую вязкость охлаждающего масла в масляной ванне 5, температура его должна во время работы агрегата поддерживаться постоянной. Для этой цели служат охладители 10. Образование масляной пленки между трущимися поверхностями и ее поддержание в подпятнике обеспечивается вращением самого подпятника.

Циркуляция масла в ванне 5 достигается насосным действием вращающихс частей 1 и 2 подпятника. Над поверхностью масла в ванне 5 образуются масляные пары, проникновение которых к активным частям гидрогенератора недопустимо. Для исключения попадания в гидрогенератор паров, масляная ванна 5 герметизирована уплотнениями 13 на наружной боковой поверхности 11 втулки 1 и маслротражательным щитком 15 на внутренней поверхности 1 втулки 1. Кроме того, щиток 15 препятствует проникновению масла из ванны во внутренние карманы втулки 1, образованные ребрами 12 жесткости.

Предлагаемое изобретение позволяет решать важную техническую задачу по предотвращению замасливания деталей гидрогенераторов и тем самым повысить их эксплуатационную надежность, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию.

Изобретение предназначено для внедрения на новых типах гидрогенераторов, для которых еще не заказаны втулки подпятников, например на гидрогенераторах ГЭС Габчиково.

Формула изобретения

Подпятник вертикального гидрогенератора, содержащий втулку, имеющую ребра жесткости и каналы между

ними,и наружную и внутреннюю боковые поверхности, прикреплённый к ней диск, масляную ванну в виде кольцевого цилиндра с крышкой, cei- менты с опорными элементами, разме-г

щенные в масляной ванне, и уплотнения, расположенные между наружной боковой поверхностью втулки и крь1Шкой масляной ванны, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыения надежности, он снабжен дополнительными уплотнениями и маслоотражательным,щитком и наружная боковая поверхность втулки выполнена сплошной, обеспечивающей размещение

ополнительных уплотнений, и перекрывающей каналы между ребрами, а маслотражательный щиток закреплен на внутренней боковой поверхности втул-ки.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

Энергия, 1968, с. 81-8.