Регулятор скорости поворотно-лопастной гидротурбины Советский патент 1982 года по МПК F03B15/18 

I

Изобретение относится к гидромаши ностроению и может быть использовано в регуляторах скорости поворотнолопастных гидротурбин.

Известен регулятор скорости поворотно-лопастной гидротурбины, содержащий элект эомагнит с цепью питания, взаимодействующий с подпружиненным исполнительным золотником, связанным через сервомотор рычажной передачи, побудительный и главный золотники с сервомотором направляющего аппарата и через комбинаторную ,связь, и дополнительные побудительный и главный золотники с сервомо- тором лопастей рабочего колеса у.

Однако в таких регуляторах отключение цепи электромагнита происходит размыканием контакта при полном закрытии лопастей.рабочего колеса, что при,водит к снижению скорости вращения и удлинению переходного процесса, не предусмотрен дазворот лопастей рабочего колеса при сбросах

Нагрузки, что вызьшает значительное увеличение скорости вращения от номинальной.

Указанные недостатки приводят к снижению надежности работы гидротурбины при сбросах нагрузки и пусках .

Кроме того, при остановке для последующего пуска разворот лопастей рабочего колеса производится дополtoнительными специальными средствами, что усложняет компоновку регулятора.

Целью изобретения является повышение надежности работы гидротурби15ны при сбросах нагрузки и пусках.

Поставленная цель достигается тем, .что регулятор скорости поворотно-лопастной гидротурбины, содержащий электромагнит с цепью питания,

20 взаимодействующий с подпружиненным исполнительным золотником, связанным через сервомотор рычажной передачи, побудительный и главный золотНИКИ с сервомотором направляющего аппарата и через комбин аторную связ и побудительный и главный золотники с сервомотором лопастей рабочего колеса, снабжен включенными в це электромагнита контактом положения направляющего аппарата и реле скорости, контакты которого включены параллельно контакту положения направляющего аппарата, и сервомотором комбинатора, гидравлически связанным с исполнительным, золотником. На чертеже представлена схема регулятора скорости поворотно-лопас нрй гидротурбины. Регулятор скорости содержит эпек ромагнит 1 с цепью питания, взаимодействующий с подпружиненным исполнительным золотником 2, связанны через сервомотор 3 рычажной передачи, побудительный и главный 5 золотники с сервомотором 6 направляющего аппарата и через комбинатор ную связь 7 и дополнительные побудительный 8 и главный 9 золотники с сервомотором 10 лопастей рабочего колеса. Регулятор снабжен включенны ми в цепь электромагнита 1 контактом 11 положения направляющего аппарата и реле скорости, контакты 12 и 13 которого включены параллель но контакту 1t положения направляющего аппарата, и сервомотором 14 комбинатора, гидравлически связанны с исполнительным золотником 2. Сервомотор И комбинатора снабжен регулируемым упором 15. К сервомотору рычажной передачи присоединен регул руемый упор 16. Регулятор также содержит механизм 17 ограничения открытия направ ляющего аппарата. Элёктрогидравлический преобразователь 18 механичес ки связан через рычажную передачу 1 с золЬтниками 4 и 5 а последние через упор 20 с рычагом 21. Направление движения поршней на закрытие сервомоторов 6 и 10 обозна чено стрелками. Стрелками также пок зан подвод масла под давлением к золотникам 2,, и 9 электрогидравлическому преобразователю 18 и сервомотору k и отвод его на слив. При работе гидротурбиныпод нагр кой контакты 11-13 разомкнуты, э;1ек ромагнит 1 обесточен, подпружиненны исполнительный золотник 2 находится В. крайнем нижнем положении. Верхние полости сервомоторов 3 и 1 сообщены со сливом. При этом поршни сервомоторов 3 и Т находятся в верхнем положении. При сбросе нагрузки с генератора, когда он отключен от электросистемы, происходит повышение скорости вращения гидротурбины. Электрогидравлический преобразователь 18, реагирующий на отклонение скорости вращения гидротурбины, через рычажную передачу 19 смещает побудительный золотник 4 на закрытие вниз, который давлением масла смещает на закрытие главный золотник 5. Последний распределяет масло таким образом, что поршень сервомотора 6 направляющего аппарата, двигаясь в направлении стрелки, закрывает направляющий аппарат гидротурбины. При этом, сервомотор 6 через комбинаторную связь 7 и золотники 8 и 9 заставляет двигаться на закрытие поршень сервомотора 10 лопастей рабочего колеса. После достижения скорости вращения 110-120 от номинальной, контакт 12 реле скорости замыкается и электромагнит 1 поднимает подпружиненный исполнительный золотник 2. Поршень сервомотора 3 рычажной передачи смещается вниз и от электрогидравлического преобразователя 18 и рычажной передачи 19 через регулируемый упор 16, рычаг 21, упор 20 принимает.на себя управление золотниками 4 и 5. При этом золотники 4 и 5 остаются смещенными на закрытие, и поршень сервомотора 6 направляющего аппарата продолжает движение на закрытие. В результате перемещения золотника 2, поршень сервомотора 14 комбинатора смещается вниз, регулируемый упор .15 которого препятствует лопастям рабо.чегоколеса закрыться на величину меньшую, чём пусковой угол, величина которого определяется настройкой регулируемого упора 15 Правый конец рычага 21 при своем смещении вверх устанавливает золотники 4 и 5 в среднее положение. При этом закрытие направляющего аппарата прекращается. Это положение направляющего аппарата определяется настройкой регулируемого упоpa 16. Такое положение, направляющий аппарат занимает до тех пор, пока . скорость вращения не снижается до от номинальной, когда же скорость достигает вышеупомянутой величины, то контакт 12 размыкается и электромагнит 1 обесточивается. Подпружиненный исполнительный золотник 2 смещается вниз, порш ни сервомоторов 3 и 1 устанавливаю ся в верхнее положение. Положение золотников t и 5 определяется положением рычажной передачи 19- Между роликом комбинаторной связи 7 и клином сервомотора 6 образуется зазор, и при этом лопасти рабочего колеса стремятся занять положение полного закрытия. При остановке агрегата механизмом 17 ограничения открытия рычаг 2 подводится к упору 20. Золотники 4 и 5 смещаются вниз и поршень серв мотора 6 передвигается до полного закрытия. При этом золотники 8 и 9 смещают |ся вверх под действием комбинаторной связи,7 и лопасти рабочего коле са полиостью закрываются. При подходе направляющего аппара та к положению полного закрытия, ко такт П замыкается и поршни сервомоторов 3 и 1 вновь смещаются вниз В результате этого лопасти рабочего колеса разворачиваются на пуск вой угол, а поскольку при этом напр ляющий аппарат закрыт механизмом 17 ограничения открытия, регулируемый упор 16 не касается рычага 21. Лопасти рабочего колеса резко уменьшают скорость вращения гидротурбины, .что приводит к быстрой ост новке агрегата, увеличению надежнос ти работы пяты генератора и ускорению операций последующего пуска. При скорости вращения гидротурби ны, равнойЛО-50 от номинальной, к такт 13 реле скорости замыкается, ко так как контакт 11 уже замкнут, то положение электромагнита 1 не изменяется. При пуске агрегата механизм 17 ограничения открытия отводится в положение, соответствующее пусковом открытию направляющего аппарата. При этом левый конец рычага 21 поднимается до соприкосновения с регул руемым упором 16, что позволяет под нять золотники k и 5 и подать под лением масло в полость открытия сервомотора 6 направляющего аппарата, при этом последний открывается до величины пускового открытия. При открытии направляющего аппарата на величину от О до 5 от его полного открытия, контакт 11 размыкается. Ротор агрегата увеличивает скорость вращения. При скорости 50-60% от номинальной контакт 13 размыкается и отключает электрома - нит 1 . При этом подпружиненный исполнительный золотник 2 опускается и поршни сервомоторов 3 и j занимают верхнее положение. При этом величина открытия направляющего аппарата устанавливается настройкой путевого контакта механизма 17 ограничения открытия. Ролик комбинаторной связи 7 стремится опереться на клин сервомотора 6, а лопасти рабочего колеса занимают положение полного закрытия. При достижении скорости вращения, близкой к номинальной, вступает в действие электрогидравлический преобразователь 18, который автоматически управляет скоростью вращения гидротурби ны. Применение предлагаемого устройства в регуляторах скорости поворотнолопастных гидротурбин обеспечивает повышение надежности работы гидротурбины, так как при сбросах нагрузки отключение электромагнита и включение при остановке происходит от снижения скорости, а не от полного закрытия лопастей и предусмотрен разворот лопастей рабочего колеса. Управление разворотом лопастей рабочего колеса от подпружиненного исполнительного золотника упрощает компоновку регулятора. Формула изобретения Регулятор скорости поворотно-лопастной гидротурбины, содержащий электромагнит с цепью питания, взаимодействующий с подпружиненным исполнительным золотником, связанным через сервомотор рычажной передачи, побудительный и главный золотники с сервомотором направляющего аппарата и через комбинаторную связь и дополнительные побудительный и главный золотники с сервомотором