Направляющий аппарат гидромашины

с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски к Социалистических Республик(51) М. Кл.2 Р 03 В 3/16 Гоеударетаенныб номнтетСонета Мнннетрон СССРне делам необретеннбн отнрытнб(72) Авторы изобретения В.А,Тиме и И.С.Саморуков Ленинградский ордена Ленина политехнический институтим. М.И.Калинина и Центральный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский котлотурбинный институтим. И.И.Полз нова(54) НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ ГИДРОМАШИНЫ Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в конструкциях гидротурбин, обратимых гидромашин и насосов преимущественно на гидроагрегатах, снабженных спиральными камерами с неполным углом охвата.Известны направляющие аппараты гидромашин, снабженные двумя рядами лопаток, внутренний.ряд которых выполнен незайирающимся с сечениями переменной фореля, и служит для лучшего формирования потока 11.Однако такая конструкция направляющего аппарата удорожает стоимость гидромашины в связи с необходимостью изготовления двух направляющих аппаратов и снижает надежность эксплуатации вследствие усложнения конструкции. 20Известен также направляющий аппарат для гидротурбин, установленных в спиральных камерах с неполным углом охвата, где условия подвода воды на отдельных участках направляющего ап парата различны, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки двух профилей различной кривизны: в открытой части камеры - выпуклостью в сторону оси вала турбины, и в спираль- ЗО ной части - в противоположную сторон 1 Г 23Однако в этом направляющем аппарате с различными профилями лопаток на одной турбине не обеспечивается плотное прилегание лопаток друг к другу в закрытом положении и тем самым исключается возможность его использования в качестве запорного органа. Поэтому такой направляющий аппарат в практике гидромашиностроения не применяется, т.е. не устраняется осевая асимметрия потока в зоне рабочего колеса, что приводит и снижению энергетических, кавитацнонно-эроэийных и динамических свойств гидромашин. Целью изобретения является обеспечение надежного закрытия направляющего аппарата.Для этого предлагается направляющий аппарат гидромашины, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки с профилями различной кривизны, .причем оси лопаток с положительной и отрицательной кривизной профилей смещены относительно цапф на величину не более половины толщины лопаток в поперечном сечении, Кроме того, число разновидностей профилей лопаток не менее трех.йа Фиг. 1 изображен предлагаемый направляющий аппарат в цилиндрическом исполнении применительно к вертикальной гидротурбине правого вращения, установленный в спиральной камере г неполным углом охвата, вид н плане по А-А Фиг, 21 на фиг. 2 - вертикальный разрез) на Фиг, 3 - лопатка симметричного профиля, вертикальный разрез Б-Г Фиг. 1 на Фиг, 4 - лопатка с профилем отрицательной кривизны, вертикальный 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 15 нятом условно их общем количестве 24) показаны на фиг. 1 в двух положениях в открытом (сплошные линии) и в закрытом (пунктирные линии). Оси поворота 01 Лопаток 1-24 (Фиг. 2), параллельные оси 30 турбины, расположены на диа О метре на равных расстояниях друг от друга, в связи с чем углы между радиальными лучами 1- 1 (фиг. 1) равны 360 о/2415 о. Лопатки имеют напранляющие цапфы; нерхние 25 и нижние 26, 25 иэ которых верхние используются для осуществления синхронного поворота всех лопаток на один и тот же угол. Лопатка 1, расположенная против зуба 27 сиральной камеры 28,имеет профиль 30 нулевой кривизны (симметричный), лопатки 2 и 3, расположенные в открытой части спирали против колонн 29, имеют проФили выпуклостью в сторону вала турбины отрицательной кривизны и пос ледняя лопатка 24, находящаяся в спиральной части кожуха, имеет профиль выпуклостью в противоположную сторону положительной кривизны.40Остальные лопатки в открытой частиспирали имеют профили отрицательнойкривизны, в промежуточной - могут бытьлопати симметричного профиля и в спиральной частиположительной кривизны. Все лопатки имеют цилиндрическую Форму и их проФили построены таким образом, что они проходят через точки а и б, совпадающие н закрытом положении лопаток в точках аб, идентично расположенных по отношению к осям их поворота О 1. Эти точки являются проекциями тех образующих цилиндрические понерхности лопаток, которые соприкасаются между собой в закрытом положении направляющего аппарата. Такое построение профилей лопаток различной кривизны достигается тем, что оси лопаток О смещены по отношению к их цапфам в одну или другую сторону на соотв .т-.твующую, величину е, не превы шающую половины от полной толщины лопатки, В целях обеспечения прочйостй таких лопаток, н местах сопряхения их с цапфами предусматриваютсяутолщения обтекаемой формы. 65 Направляющий аппарат работает следующим образом,В закрытом положении обеспечиваютсяминимальные протечки воды в результатесмыкания цилиндрических поверхностейлопаток пэ их вертикальным образующим,проектируемым в точках йб(фиг. 1) примчнимально допустимы: конструктивныхторцовых зазорах 31 и 32 (фиг, 2). Врабочем состоянии турбины, при наличиинеранномерности потока, поступающего пострелкам Е 1, Е , Еэ и т.д. н направляющий аппарат, создается осесимметричный поток в зоне рабочего колеса33 турбины. Это осуществляется путемперераспределения расхоца по перифериинаправляющего аппарата. В открытойчасти спирали, вследствие применениялопаток выпуклостью н сторону оси турбины отрицательной кривизны, происходит снижение расхода, поскольку приэтом открытия между этими лопаткамиуменьшаются, и наоборот в спиральнойчасти, вследствие применения лопатоквыпуклостью в противоположную сторонуположительной кривизны, расход увеличивается, поскольку открытия между ними становятся больше, При левом вращении турбины кривизна лопаток должнаиметь противоположный знак (с сохранением ныпуклостей в те же стороны) . Построение и принцип работы коническогонаправляющего аппарата аналогичны описанному,Такое выполнение направляющего аппарата гидромашин обеспечивает его надежное закрытие и вместе с тем позволяет, при отсутствии осевой симметрии потока эа пределами направляющего аппарата, создать осеснмметричный поток н зоне рабочего колеса и тм самым повысить энергетические, кавитационноэрозийные и динамические свойства гидромашины. Формула изобретения1. Направляющий аппарат гидромашины, содержащий снабженные цапфами поворотные лопатки с профилями р-зличной кринизныр о т л и ч а ю щ и й с я 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 и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что число разновидностей профилей лопаток не менее трех.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Р 383870, кл, Р 03 В 3/18, 1973,2. Ковалев Н,Н.Гидротурбины Л, 1961, с. 187.560999 Г-Г В.В А, О Составитель Н. СилаеваРа акто М.Васильева Тем е А Богдан Ко е Шекм Тираж 702 Подписное дарственного комитета Совета Министро по делам иэобретений и открытий осква ЖРа шская наб , . 4 5