BG1718U1 - Механизъм за завъртане на лопатките на работно колело на турбина тип "каплан" - Google Patents

Abstract

Полезният модел се прилага в механиката и се касае за механизъм, който завърта лопатките на работното колело в зависимост от разполагаемия дебит за постигане оптимален режим на работа на агрегата. Механизмът представлява лостова система, поместена в главината на работното колело (1). Той се състои от команден прът (2), който е свързан с хидравличната система за управление на турбината, а в другия си край е монтиран към кръстоглава (5) посредством подложна шайба (3) и гайка (4). Кръстоглава (5) е с толкова рамена, колкото работни лопатки (12) има монтирани на главината на работното колело. Навсяко рамо на кръстоглава (5) чрез гайка (7) е прикрепено ухо (6). В другия край на всяко ухо (6) посредством щифт (8) е монтиран болт (10), който от своя страна е неподвижно свързан с бутало (9), което е поместено във втулката (11). Втулката (11) е монтирана в отвор (14) на работна лопатка (12). Механизмът се прилага за турбини тип "Каплан" с три, четири, пет, шест, седем и осем броя работни лопатки (12).

Description

Област на техниката

Полезният модел намира приложение в механиката и тежкото машиностроене и се касае за механизъм, който е част от регулиращата система на водни турбини тип Каплан.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е хоризонтално-лопаткова турбина [ I ] с механизъм за ориентация и завъртане на лопатките. Турбината съдържа главина, закрепена на вертикален вал, лопатки разположени по окръжността на главината, и механизъм за завъртане на лопатките, който позволява свободно завъртане около оста им. В механизма се употребяватетрапаразитен редуктор, в лагерните опори на който са поставени четирите хоризонтални вала на редуктора с паразитни конусни зъбни колела на вътрешната шийка и лопатката от външната му част. В долната част на корпуса на редуктора е свързан кух вал, който се завърта около вертикалния вал в опорния лагер до горната шийка на вертикалния вал, където е свързано управляващо конусно зъбно колело, което е зацепено с водещото конусно зъбно колело с предавателно число 2, което е свързано с шийката хоризонталния вал на редуктора. На долната част на шийката на вертикалния вал е монтиран червячен редуктор.

Известното решение е с ограничена възможност за използването на по-голям брой лопатки от описания. Необходимостта от предаване на големи въртящи моменти от водещото към водимото зъбно колело предполага по-големи размери на второто и оттам, по-големите габарити на възела. От технологична гледна точка, изработването на зъбни колела е сравнително потрудно от изработването на лостови механизми, независимо от предимствата на зъбните предавки.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е да се създаде нова схема, при който да се опрости конструкцията на регулиращия механизъм за завъртане на работните лопатки на турбина тип Каплан. Това се осъществява чрез механизъм за завър тане на лопатките на работно колело на турбина тип Каплан, включващ лостова система, поместена в главината на работното колело. Механизмът се състои от команден прът, който е свързан с хидравличната система за управление на турбината, а в другия си край е монтиран към кръстоглав с рамена посредством подложна шайба и гайка. На рамото на кръстоглава чрез гайка е прикрепено ухо като съгласно полезния модел в другия край на ухото посредством щифт е монтиран болт. Болтът от своя страна е неподвижно свързан с бутало, което е поместено във втулка, монтирана в отвор на работната лопатка.

Кръстоглава е с толкова рамена, колкото работни лопатки има монтирани на главината на работното колело.

Броят на работните лопатки са 3, 4, 5, 6, 7, 8 броя.

Предимства на предложеното решение са, че благодарение на начина на предаване на силата от командния прът към работните лопатки, се опростява конструкцията с оглед намаляване масата и габаритите на работното колело, както и на цялата конструкция на турбината, намаляване броя звена, участващи в процеса на регулиране.

Описание на приложените фигури

На фигура 1 е показан механизма в надлъжен разрез.

На фигура 2 е показан механизма в напречен разрез.

Примери за изпълнение на полезния модел

Едно примерно изпълнение на полезния модел е показано на приложените фигури.

Механизмът представлява лостова система, поместена в главината на работното колело 1. Той се състои от команден прът 2, който е свързан с хидравличната система за управление на турбината, а в другия си край е монтиран към кръстоглава 5 посредством подложна шайба 3 и гайка 4. Кръстоглава е с толкова рамена колкото работни лопатки има монтирани на главината на работното колело. На всяко рамо на кръстоглава 5 чрез гайка 7 е прикрепено ухо 6. В другия край на всяко ухо 6 посредством щифт 8 е монтиран болт 10, който от своя страна е неподвижно свързан с бутало 9, което е поместено във втулката 11. Втулката 11 е монтирана в

1718 Ul отвор 14 на работна лопатка 12.

Други примери за механизма са валидни съобразно първия пример, както за 4 броя работни лопатки, така и за 3, 5, 6, 7, 8 броя работни лопатки 12.

Приложение (използване) на полезния модел

Когато турбината работи в номинален режим, работният ъгъл на лопатката е 0“. При промяна на дебита е необходимо оптимизиране на този ъгъл, за да може турбината да продължи работа с максимално висок КПД. За целта се променя ъгъла на завъртане на лопатките, чрез механизма за регулиране, поместен вътре в работното колело. Чрез командния прът 2 се извършва аксиално праволинейно движение, в пряка зависимост от необходимия ъгъл на завъртане на лопатките. Щифтът 8 е свързващия елемент между праволинейно движещите се части и частите от механизма, извършващи колебателно постъпателно движение - болта 10 и буталото

9. Така свързани болта 10 и буталото 9 предават силите от постъпателното движение на командния прът 2 във въртеливо колебателно (ъглово преместване) на работната лопатка 12. Силите, които действат в регулиращата система са следните. Силата от командния прът 2 се предава на кръстоглава 5 и ухото 6, които от своя страна предават силовия поток към болта 10 и буталото 9. чрез щифта 8. Втулката 11 осъществява силово взаимодействие и същевременно нама лява силите на триене между буталото 9 и цилиндричния отвор 14 пробит в шийката на работната лопатка 12.

Claims (3)

5 Претенции

1. Механизъм за завъртане на лопатките на работно колело на турбина тип “Каплан”, включващ лостова система, поместена в главината на работното колело (1) и команден прът (2),

10 който е свързан с хидравличната система за управление на турбината, като в другия си край прътът (2) е монтиран към кръстоглав (5) посредством подложна шайба (3) и гайка (4), като на рамо (13) на кръстоглава (5) чрез гайка (7) е прик15 репено ухо (6), характеризиращ се с това, че в другия край на ухото (6) посредством щифт (8) е монтиран болт (10), който от своя страна е неподвижно свързан с бутало (9), което е поместено във втулка (11), монтирана в отвор (14) на 20 работна лопатка (12).

2. Механизъм съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че кръстоглава (5) е с толкова рамена (13), колкото работни лопатки (12) има монтирани на главината на работното

25 колело.

3. Механизъм съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че броят на работните лопатки (12) са 3, 4, 5, 6, 7, 8 броя.

Приложение: 2 фигури