Розподільник для турбіни і турбіна френсіса

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ ВИНАХІД

Даний винахід відноситься до розподільника турбіни і турбіни Френсіса, забезпеченою таким розподільником.

РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

Подібний розподільник турбіни відомий і представлений на фіг. 1 і 2. На даних кресленнях представлена частина турбіни 2 Френсіса. Зазначена турбіна 2 Френсіса містить корпус 4, робоче колесо 6, раму 8 і розподільник 10. Розподільник 10 відповідає елементам, укладеними в рамку, начерченную пунктирною лінією. Раму 8 прикріплюють до корпуса 4 болтами 12. Розподільник 10 містить регулююче кільце 14 направляючого апарату, безліч направляючих апаратів 16 і безліч вузлів 18 для з'єднання направляючих апаратів 16 з регулювальним кільцем 14 направляючого апарату. Слід зазначити, що на фіг. 1 і 2 представлений тільки один направляючий апарат 16 і пов'язаний з ним з'єднує вузол 18, інші напрямні апарати 16 і з'єднують вузли 18 є ідентичними.

Направляючий апарат містить 16 лопатку 19 і цапфу 21, яка проходить від лопатки 19 уздовж вертикальної осі Х-Х. Цапфа 21 містить основну частина 23 і верхню частину 25. Підшипник 27 підтримує основну частина 23 всередині рами 8 таким чином, що ц�і Х-Х.

З'єднує вузол 18 відповідає елементам, укладеними в рамку, начерченную суцільною лінією. З'єднує вузол містить 18 важіль 20, руйнується елемент 22 і заглушку 24. Важіль 20 розділений на центральну частину 26 і плече 28, яке триває з центральної частини 26 до кільця 14 управління затвором. Плече 28 містить вильчатую частина 29. Гніздо 30, яке вміщує верхню частина 25, виконано в центральній частині 26. Верхню частина 25 прикріплюють до центральної частини 2 6 допомогою штифта 31. Руйнується елемент переважно є шпинделем 22, що має корпус 32 з нижнім кінцем 33. Гайка 34 розташована в поворотному з'єднанні з нижнім кінцем 33 корпусу 32. Шпиндель 22 проходить через регулюючий кільце 14 направляючого апарату, а його нижній кінець 33 з гайкою 34 оточений вильчатой частиною 29. Таким чином, шпинделем 22 приєднують важіль 20 до кільця 14 управління затвором.

У разі заклинювання направляючого апарату 16, наприклад, з причини того, що уламки блокують лопатку 19, регулююче кільце 14 направляючого апарату не може обертатися. Спроби обертати регулююче кільце 14 направляючого апарату в подальшому призводять до навантаження на заклинив направляючий апарат 16, яка зростає до тих равляющего апарату 16 таким чином, що регулююче кільце 14 направляючого апарату потім може обертатися для того, щоб контролювати інші направляючі апарати. Таким чином, руйнується 22 елемент виконує функцію запобіжника між регулюючим кільцем 14 направляючого апарату і несправним напрямним апаратом 16.

Однак, як тільки заклинив направляючий апарат 16 відокремлюють від кільця 14 керування затвором, він здатний неконтрольовано обертатися навколо осі Х-Х, як тільки лопатка 19 стає вільна. З цієї причини виникає ризик, що направляючий апарат завдасть удару різних частинах турбіни 2 і таким чином зашкодить сам себе або зазначені частини. Цей ризик зростає із збільшенням розміру і потужності турбіни 2. Відомий розподільник турбіни, отже, є переважно використовується у турбінах малої потужності, які використовуються в малих гідроелектростанціях (де малий відноситься до оцінки менше ніж або дорівнює приблизно 10 мВт). Використання у середніх або великих гідроелектростанціях (де середня відноситься до оцінки між 10 і 100 мВт і велика відноситься до оцінки більше ніж 100 мВт) не рекомендують, так як це небезпечно.

Також з рівня техніки відомий розподільник для�х апаратів, виконаних з можливістю орієнтування за допомогою регулюючого кільця направляючого апарату; і безліч вузлів для з'єднання направляючих апаратів з регулювальним кільцем направляючого апарату, причому кожен з'єднує вузол містить руйнується елемент, виконаний з можливістю руйнування і таким чином відділення відповідного направляючого апарату від регулюючого кільця направляючого апарату у випадку надмірних навантажень, і кожен з'єднує вузол містить пристрій для гальмування руху відповідного направляючого апарату у разі відділення направляючого апарату від регулюючого кільця направляючого апарату.

З US 3,060,706 також відома турбіна Френсіса, обладнана розподільником, який описаний вище. Крім того, в якості відомого з рівня техніки можна згадати розподільник турбіни, описаний в SU 1406403 (МПК F03B 3/18, 1988). Однак в якості найбільш близьких аналогів для винаходу обрані рішення, розкриті в US 3,060,706.

РОЗКРИТТЯ ВИНАХОДУ

Таким чином, завданням винаходу є пропозиція розподільника турбіни, який також дозволяє безпечне використання в турбінах більшої потужності, частностЂо можливо, простоти відомого розподільника турбіни.

Згідно з цим винаходу дані задачі вирішені для зазначеного вище розподільника турбіни, що відрізняється тим, що з'єднує кожен вузол містить пристрій для гальмування руху пов'язаного направляючого апарату у разі відділення направляючого апарату від кільця управління затвором.

За допомогою постачання пристрою для гальмування направляючого апарату у випадку, коли руйнується елемент зруйнований, неконтрольоване обертання вільного направляючого апарату сповільнюється до такої міри, що запобігається пошкодження навіть при високих потужностях турбіни.

Згідно з іншим варіантом здійснення розподільник турбіни по справжньому винаходу містить один або кілька нижченаведених конструктивних ознак, припущених окремо або згідно всіх технічно можливих варіантів:

гальмуючий пристрій, що містить гальмуючий корпус і гальмуючу частина, причому гальмуючий корпус і гальмує частина прикріплені один до одного за допомогою руйнується елемента;

гальмівну прокладку, передбачену між гальмівним корпусом і гальмує частиною;

гальмуючий корпус, розташовані�ого елемента;

гальмуючий корпус, пов'язаний з, а, зокрема, прикріплений до нього;

гальмуючий корпус, який є втулкою, встановленої на цапфі пов'язаного направляючого апарату;

гальмуючу частину, пов'язану з регулювальним кільцем направляючого апарату;

гальмуючу частина, яка є затискним кільцем, оточуючим гальмуючий корпус;

елемент для регулювання затягування затискного кільця, зокрема регулювальний болт;

при цьому кожен з'єднує вузол містить важіль, який має вильчатую частина для з'єднання важеля з регулювальним кільцем направляючого апарату.

Винахід відноситься до турбіни Френсіса, забезпеченою розподільником турбіни, як визначено вище у цьому документі.

Таким чином, наявність в розподільнику для турбіни таких елементів, як гальмуючий пристрій, який містить гальмуючий корпус і гальмуючу частина, причому гальмуючий корпус і гальмує частина прикріплені один до одного за допомогою руйнується елемента, і гальмівна прокладка, додатково передбачена між гальмівним корпусом і гальмує частиною, причому гальмує частина є затискним кільцем, оточуючим гальмуючий корпус і містить елемент для регулювання заѰправляющего апарату до такої міри, що запобігають ушкодження навіть при високих потужностях турбіни.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Винахід буде краще вивчено при прочитанні подальшого опису, наданого виключно як приклад і з посиланням на додані креслення, на яких:

на фіг. 1 представлений вигляд у вертикальному перерізі, в напрямку стрілки I-I по фіг. 2, частини відомої турбіни Френсіса;

на фіг. 2 представлений вид зверху, в напрямку стрілки II по фіг. 1, частини відомої турбіни Френсіса;

на фіг. 3 представлений вигляд у вертикальному перерізі, в напрямку стрілки III-III по фіг. 4, частини турбіни Френсіса згідно з цим винаходу;

на фіг. 4 представлений вид зверху, в напрямку стрілки IV по фіг. 3, частини турбіни Френсіса згідно з винаходом.

ОПИС ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ

На фіг. 3 представлена частина турбіни 200 Френсіса згідно з винаходом. Вона переважно є турбіною середньої потужності, тобто оцінюваної між 10 і 100 мВт.

Елементи турбіни 200, які ідентичні відомої турбіні 2, вказані однаковими ссилочними позиціями. Для їх опису виконана посилання на попереднє опис фіг. 1 і 2. Надалі описаниит розподільник 100, містить регулююче кільце 14 направляючого апарату, безліч направляючих апаратів 16 і безліч з'єднують вузлів 180. Кожен з'єднує вузол 180 містить важіль 20, приєднаний до кільця управління затвором 14 допомогою шпинделя 220 і гайки 34. Слід зазначити, що єдиним призначенням шпинделя 220 є приєднання важеля 20 до кільця 14 управління затвором. Шпиндель 220 не є разрушающимся елементом.

Кожен з'єднує вузол 180 забезпечений гальмівним пристроєм 36. Гальмівний пристрій містить 36 гальмуючий корпус 38, гальмуючу частина 40 і гальмівну прокладку 42, розташовану між гальмівним корпусом 38 і гальмує частиною 40. Гальмуючий корпус 38 та гальмує частина 40 прикріплені один до одного за допомогою руйнується елемента, зокрема стрижня 22. Гальмуючий корпус 38 розташований з можливістю обертання в гальмівної частини 40 з гальмуючим корпусом 38, запобігає від обертання щодо гальмівної частини 40 допомогою руйнується стрижня 22.

Гальмуючий корпус 38 є втулкою, яку прикріплюють до верхньої частини 25 цапфи 21 направляючого апарату 16 допомогою штифта 31. Втулку 38 приєднують до верхньої частини 25 зафіксовано з можливістю обертання.

Далі описана робота гальмівного пристрою 36. Спочатку зусилля гальмування направляючого апарату 16 при руйнуванні руйнується елемента 22 регулюють за допомогою регулювальних болтів 44. Потім турбіну 200 Френсіса приводять в роботу. Поки турбіна 200 знаходиться в роботі, напрямні апарати 16 регулярно змінюють просторове положення допомогою кільця 14 керування затвором з метою утримання турбіни 200 в оптимальній робочій точці. Точніше, регулююче кільце 14 направляючого апарату контролює обертання кожного направляючого апарату 16 допомогою ковзання гайки 34 в вильчатой частини 29 важеля 20. Якщо один з направляючих апаратів 16 заклинює, це буде протидіяти наступного зміні просторового положення до тих пір, поки руйнується стрижень 22 не зруйнується. Після цього регулююче кільце 14 направляючого апарату є вивільненим від заклинившего направляючого апарату 16, дозволяючи іншим напрямних апаратів змінити просторове положення. При руйнуванні стрижня 22 втулка 38 відокремлюється від затискного кільця 40. Отже, будь некомного кільця 40. Дане обертання (і, таким чином, рух напрямного апарату) гальмується через гальмівний прокладки 42. Сила гальмування залежить від затяжки затискного кільця 40.

За допомогою гальмування нерівномірного руху несправного направляючого апарату пошкодження турбіни 200 запобігають.

1. Розподільник (100) для турбіни (200), що містить:
регулююче кільце (14) направляючого апарату;
безліч направляючих апаратів (16), виконаних з можливістю орієнтування за допомогою регулюючого кільця (14) направляючого апарату;
безліч вузлів (180) для з'єднання направляючих апаратів (16) з регулюючим кільцем (14) направляючого апарату,
причому кожен з'єднує вузол (180) містить руйнується елемент (22), виконаний з можливістю руйнування і таким чином відділення відповідного направляючого апарату (16) від регулюючого кільця (14) направляючого апарату у випадку надмірних навантажень, і
кожен з'єднує вузол (180) містить пристрій (36) для гальмування руху відповідного направляючого апарату (16) у разі відділення направляючого апарату від регулюючого кільця (14) направляючого апарату, при цьому
гальмівний пристрій (36) містить тормпосредством руйнується елемента (22), і додатково між гальмівним корпусом і гальмує частиною передбачена гальмівна прокладка (42), причому
гальмівна частина є затискним кільцем (40), оточуючим гальмуючий корпус (38) і містить елемент (44) для регулювання затягування затискного кільця.

2. Розподільник турбіни по п. 1, в якому гальмуючий корпус (38) розташований в гальмівної частини (40) так, що корпус і частина можуть обертатися відносно один одного при руйнуванні руйнується елемента (22).

3. Розподільник турбіни по п. 1, в якому гальмуючий корпус (38) прикріплений до напрямного апарата (16).

4. Розподільник турбіни по п. 1, в якому гальмуючий корпус є втулкою (38), встановленої на цапфу (21) відповідного направляючого апарату.

5. Розподільник турбіни по п. 1, в якому гальмує частина (40) пов'язана з регулювальним кільцем (14) направляючого апарату.

6. Розподільник турбіни по п. 1, в якому кожен з'єднує вузол (180) містить важіль (20), що містить вильчатую частина (29) для з'єднання важеля (20) з регулюючим кільцем (14) направляючого апарату.

7. Турбіна (200) Френсіса, обладнана розподільником (100) турбіни по кожному з пп. 1-6.



 

Схожі патенти:

Опорний вузол лопатки напрямного апарата гідротурбіни

Винахід відноситься до гідроенергетиці і може бути застосована при створенні конструкцій гідравлічних турбін

Статорна частина гідромашини вертикальної

Винахід відноситься до гидромашиностроению, а його об'єктом є статорна частина вертикальної гідромашини, зокрема гідротурбіни, переважно для малої ГЕС, що включає статор, направляючий апарат і кришку гідромашини

Механізм повороту лопаток статора осьової турбомашини

Винахід відноситься до механізмів повороту лопаток статора осьової турбомашини, як турбіни, так і компресора

Механізм повороту лопаток напрямного апарата гідротурбіни

Винахід відноситься до енергомашинобудування і може бути використане в гидротурбинах, мають направляючі апарати з поворотними лопатками

Направляючий апарат гідромашини вертикальної

Винахід відноситься до енергетичного машинобудування

Статорний вузол направляючого апарату гідромашини

Винахід відноситься до гидромашиностроению

Спосіб експлуатації гідроагрегату

Винахід відноситься до гідроенергетиці

Статор компресора газотурбінного двигуна

Статор (1) компресора газотурбінного двигуна виконаний з поворотними направляючими лопатками (7), (9) і (10) і з'єднаними з ними через важелі (19), (20) і (21) поворотними тяговими кільцями (23), (24) і (25). Тягові кільця містять радіальні опорні гвинти (26), у головках яких з боку статора розміщені вставки (29) з композиційного матеріалу. У поворотних тягових кільцях (23), (24) і (25) виконані опорні поверхні (29) навпроти головок опорних гвинтів (26). На опорних гвинтах розміщені втулки (27), опорні поверхні (28) яких розташовані навпроти опорних поверхонь (29) поворотних тягових кілець (23), (24) і (25). Між опорними поверхнями поворотних тягових кілець і втулок встановлені пружини (30). Сума відстані h між зовнішньою поверхнею тягових кілець і шайбою (33), встановленої на стрижень гвинта (26), і відстані k між внутрішньою поверхнею тягових кілець і сопрягаемой торцевою поверхнею головки опорного гвинта щонайменше дорівнює величині Н виступання композиційної вставки (31) з гнізда головки опорного гвинта. Шляхом підвищення рівномірності повороту направляючих лопаток, виключення зазорів в сполученнях і зменшення у зв'язку з цим деформації поворотних тягових кілець приводу, а також

Система управління пристроями із змінною геометрією в турбомашинах і турбомашин, що містить таку систему

Система управління двома пристроями із змінною геометрією в турбомашине містить приводний механізм, що впливає на обидва пристрої із змінною геометрією. Одне з пристроїв зі змінною геометрією є лопатковий пристроєм, що містить щабель лопаток статора зі змінним кутом установки. Інше пристроїв зі змінною геометрією є клапанним пристроєм, що представляє собою клапан відбору повітря. Лопатне пристрій є частиною корпусу високого тиску турбомашини, а клапанне пристрій є частиною корпусу низького тиску турбомашини. Система управління виконана з можливістю управління поступовим відкриттям ступені лопаток і поступовим закриттям клапана відбору повітря по мірі зростання значення параметра управління приводним механізмом. Інший винахід групи відноситься до турбомашине містить зазначену вище систему управління. Група винаходів дозволяє знизити масу і габарити системи управління двома пристроями із змінною геометрією. 2 н. і 11 з.п. ф-ли, 7 іл.

Пристрій для визначення кутового положення поворотної направляючої лопатки компресора

Винахід стосується пристрою для визначення кутового положення встановленої в компресорі поворотної навколо своєї поздовжньої осі направляючої лопатки компресора, для якої передбачена обертається синхронно з нею гладка вимірювальна поверхня. Кутове положення обертається навколо своєї поздовжньої осі направляючої лопатки компресора визначається за допомогою пристрою напівавтоматично. Для цього цей пристрій включає в себе щонайменше одне фіксуючий пристрій, яке передбачено для здійснюваного в заданому положенні тимчасового кріплення пристрою на компресорі, і блок вимірювання, який включає в себе кутове вимірювальний пристрій, забезпечене обертається пластиною, володіє можливістю обертання навколо осі обертання, на якій передбачений перпендикулярно виступаючий, поширюється паралельно осі обертання вимірювальний важіль для площинного додатки його вільного гладкого кінця до вимірювальної поверхні. Винахід спрямовано на забезпечення можливості надійної, простої, а також практично без реєстрації кутових положень при одночасній нечутливості пристрою до пошкоджень. 9 з.п. ф-

Пристрій для регулювання кута повороту лопаток направляючого апарату компресора

Винахід відноситься до області суднового газотурбобудування і промислового призначення і може знайти застосування при проектуванні промислових і компресорів суднових з поворотними направляючими апаратами. Пристрій регулювання кута повороту лопаток направляючого апарату компресора містить поворотні лопатки направляючого апарату, встановлені в зовнішньому корпусі і внутрішньому кільці компресора, а також механізм регулювання повороту лопаток. Механізм регулювання повороту лопаток включає поводковое кільце, пов'язане за допомогою повідків з хвостовиками лопаток, двуплечий важіль і циліндр. Лопатки виконані з можливістю повороту під дією сили газового потоку, причому їх сила потоку прикладена в центрі тиску лопатки, а вісь лопатки зміщена від центру тиску в бік вихідний кромки лопатки. Двуплечий важіль з'єднаний одним плечем з поводковим кільцем, а іншим плечем зі штоком циліндра. Циліндр виконаний з двома порожнинами в кожної з яких встановлений регульований упор, причому в одній з порожнин встановлений пружний елемент. Винахід дозволяє спростити конструкцію пристрою регулювання кута повороту лопаток, а також зменшити габарити і�

Лопатка зі змінюваним кутом установки та спосіб її виготовлення, вузол секції статора, секція статора, модуль турбомашини та турбомашин

Лопатка зі змінюваним кутом установки для секції статора модуля турбомашини включає активну частину лопатки, на сторонах якого розташовані радіально внутрішня і зовнішня полиці. Активна частина лопатки розділяє внутрішню полицю на першу частину, розташовану на стороні опуклої поверхні лопатки, та другу частину, розташовану на стороні увігнутій поверхні лопатки. Перша частина внутрішньої полки має зовнішній контур, що накладається на коло, на відстані від якого і всередині якої знаходиться частина зовнішнього контуру другій частині внутрішньої полиці. Інші винаходи групи належать до сайту секції статора, що включає вказану вище лопатку, секції статора, що включає такий вузол, модулю турбомашини, що включає таку секцію, і турбомашине, що включає цей модуль. При виготовленні лопатки із змінним кутом установки виконують радіально внутрішню полицю з профілю круглого перерізу, механічно оброблений по периферії з утворенням другої частини цієї полиці. Група винаходів дозволяє підвищити термін служби лопаток, за рахунок зниження тертя між внутрішньою полицею лопатки і утримує її кільцем. 6 н. і 6 з.п. ф-ли, 7 іл.

Регулювальне пристрій направляючих лопаток осьового компресора, система поворотних направляючих лопаток осьового компресора і спосіб регулювання направляючих лопаток осьового компресора

Регулювальне пристрій направляючих лопаток містить безліч рядів поворотних направляючих лопаток, безліч важелів, безліч регулювальних кілець і регулювальний привід. Важелі розташовані на зовнішній стороні несучого елемента направляючих лопаток для обертання останніх. Кожне з регулювальних кілець розташоване коаксіально несучого елементу направляючих лопаток і сполучене з першим кінцем одного з важелів. Регулювальний привід виконаний з можливістю переміщення регулювальних кілець в периферійному напрямку. Один з важелів містить пружину і виконаний з можливістю диспропорційного поздовжнього переміщення його першого кінця. Інший винахід групи відноситься до системи поворотних направляючих лопаток осьового компресора, що містить поворотні направляючі лопатки і зазначене вище регулювальне пристрій. Ще один винахід групи, при регулюванні направляючих лопаток осьового компресора в зазначеному вище регулювальному пристрої, що містить пружину важіль здійснює диспропорційне поздовжнє переміщення його першого кінця. Винаходи дозволяють спростити регулювальне пристрій направляючих лопаток осьового компрес�

Система управління обладнанням із змінною геометрією газотурбінного двигуна, що містить, зокрема, з'єднання за допомогою направляючих доріжок

Винахід відноситься до загальної області управління обладнанням із змінною геометрією газотурбінного двигуна. Система управління щонайменше двох типів обладнання зі змінною геометрією газотурбінного двигуна, що містить, принаймні, один перший корпус і один другий корпус, при цьому перший тип обладнання є сходинкою статорних лопаток із змінним кутом установки компресора першого корпусу, які змінюються від закритого положення при уповільненні до відкритого положення при великій потужності, а другий тип обладнання є, щонайменше, розвантажувальної засувкою компресора другого корпусу, що змінює своє положення від відкритого при уповільненні до закритого при великій потужності, містить привід, який приводить в рух обидва типи обладнання. Також представлений газотурбінний двигун, що містить систему управління згідно винаходу. Винахід дозволяє оптимізувати систему управління двох типів обладнання газотурбінного двигуна. 2 н. і 10 з.п. ф-ли, 5 іл.

Удосконалення кільця управління кутом установки нерухомих лопаток турбомашини

Турбомашин містить щабель, що включає лопатки із змінним кутом установки, розміщені по окружності в корпусі. Кожна лопатка містить керуючий стрижень, радіально виступаючий зовні корпусу і зв'язаного важелем із загальним кільцем управління, соосним згаданого корпусу та встановленим з можливістю обертання зовні корпусу. Кільце управління містить дві ділянки, скріплених сполучними бічними щоками, закріпленими вставкою з одного та іншого боку згаданих ділянок, щонайменше, поблизу від кінців останніх. Ділянки містять бічні виїмки, в які вставлені згадані сполучні щоки. Винахід дозволяє підвищити жорсткість кільця управління. 8 з.п. ф-ли, 3 іл.
Up!