Pierwszenstwo: 29.III. 1963 Jugoslawia Opublikowano: 30.IX.1965 50099 ki. &m*t ulA r/Od MKP GOSflf f/OO UK0 Twórca wynalazku: inz. Savo Rakcevic Wlasciciel patentu: Titovi zavodi Litostroj, Lubljana (Jugoslawia) BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego Urzadzenie do zamykania i regulacji przeplywu cieczy Wynalazek dotyczy urzadzenia do zamykania i regulacji przeplywu cieczy, w szczególnosci dla duzych wielkosci przeplywu jalkie wystepuja np. w silowniach wodnych niskocisnieniowych.Do zamykania otworów przeplywowych stoso¬ wane sa urzadzenia zamykajace w róznych wyko¬ naniach. Tak na przyklad przy jazach zamyka sie poszczególne otwory przez zasuwy o stosunkowo duzych wymiarach, które sa przestawiane prawie pionowo za pomoca odpowiednich -dzwigników.Urzadzenia takie w jazach z zasuwami, klapami itd. w znanym wykonaniu posiadaja te wade, ze sa bardzo ciezkie, a wskutek duzej drogi przesta¬ wiania otwieranie wzglednie zamykanie trwa sto¬ sunkowo dlugo.Urzadzenie wedlug wynalazku nie posiada wspomnianych wad przy czym moze równiez dzia¬ lac jako urzadzenie regulujace ilosc przeplywaja¬ cej cieczy i umozliwiac bardzo szybkie zamykanie i otwieranie. Poza tym moze ono jednoczesnie wspóldzialac z innymi urzadzeniami zamykajacy- mi i regulujacymi.Urzadzenie do zamykania i regulacji przeplywu cieczy wedlug wynalazku ma duza licztbe ustawio¬ nych równolegle wzgledem siebie elementów za¬ mykajacych, których osie ulozyskowane sa mimo- srodowo. Elementy te sa przestawiane wspólnie za pomoca urzadzenia przestawiajacego, poruszanego przez silowniki. Te elementy zamykajace sa tak wykonane, ze znajduja siie pod hydraulicznym cis- ]0 15 20 25 30 nieniem cieczy. Cisnienie hydrauliczne, przy zani¬ ku cisnienia srodka sterujacego, np. plynu w ukla¬ dzie sterujacym, obraca elementy zamykajace i przestawia je za pomoca urzadzenia, uruchamia¬ jacego tloki silowników. Wyparty srodek sterujacy na przyklad plyn doprowadzany jest do silowni¬ ków innych urzadzen zamykajacych i regulujacych, w celu równoczesnego ich przeciwdzialania.W przewodach rurowych lub w elementach steru¬ jacych, np. w suwakach sterujacych, znajduja sie dlawiki do nastawienia elementów zamykajacych, oraz do regulowania predkosci ich przestawiania.Elementy zamykajace moga byc umieszczone w grupach w ten sposób, ze czesc ich otwiera sie w przeciwnych kierunkach. Elementy te kieruja wyplywajaca ciecz w róznych, czesciowo krzyzu¬ jacych sie kierunkach.Przy maszynach hydraulicznych, np. turbinach wodnych urzadzenie zamykajace i regulujace moze byc umieszczone w doprowadzajacych lub odpro¬ wadzajacych przewodach rurowych, wzglednie w kanale lub rurze dolaczonej do spirali obudowy tych turbin. Urzadzenie zamykajace i regulujace wedlug wynalazku moze byc tak polaczone z kolem sterujacym turbiny hydraulicznej, ze urzadzenie to otwiera sie wówczas, kiedy kolo sterujace zamyka sie. Uzyskuje sie to w ten sposób, ze tloki silow¬ ników urzadzenia zamykajacego pod dzialaniem momentu obrotowego powstalego przez cisnienie cieczy, wciskaja srodek sterujacy, przy spadku 5009950099 3 jego cisnienia, za pomoca urzadzenia przestawiaja¬ cego z silowników urzadzenia zamykajacego do si¬ lowników kola sterujacego.Poza tym w znany sposób do zaryglowania urza¬ dzenia przestawiajacego elementy zamykajace, a 5 wiec samego urzadzenia zamykajacego w poloze¬ niu otwartym lulb zamknietym, a takze w razie potrzeby w polozeniu (posrednim, zastepowane sa mechaniczne elektromagnetyczne lub hydrauliczne srodki ryglujace, il*t$re moga wspólpracowac z in- io nymi urzadzeniami ryglujacymi, na przyklad kola sterujacego maszyny hydraulicznej, dzialajac w przeciwny sposób.Urzadzenie wedlug wynalazku do zamykania i regulacji objasniono blizej na podstawie przykla- 15 du przedstawionego na rysunku. iNa fig. 1 jest przedstawione schematycznie urza¬ dzenie zamykajace i regulacyjne dla turbiny wod¬ nej, na fig. 2 — uklad poszczególnych elementów zamykajacych, na fig. 3 i 4 — w rzucie dwa inne 20 uklady urzadzenia a na fig. 5 jest przedstawiony w rzucie, inny przyklad urzadzenia zamykajacego.Urzadzenie zamykajace i regulacyjne 1 wedlug fig. 1 sklada sie z szesciu pionowych elementów zamykajacych 2, których osie 3 sa ulozyskowane 2^ obrotowo w ramach 4 urzadzenia 1, np. w bocz¬ nych otworach wyplywowych spirali turbiny. Kaz¬ dy element zamykajacy 2 polaczony jest z dragiem sterowniczym 6 przez urzadzenie nastawcze z dzwigniami 5 i 5'. Koniec dzwigni 5 umocowany 30 jest do elementu 2 wzglednie do jego osi 3, a ko¬ niec dzwigni 5* jest 'umocowany do draga sterow¬ niczego 6. Obie dzwignie 5, 5' urzadzenia przesta¬ wiajacego polaczone sa ze soba przegubowo.Z dragiem 6 polaczone sa tloki 7 silowników 8 35 urzadzen zamykajacych 1.Opisane polaczenie elementów zamykajacych 2 jest talk wykonane, ze przy przestawianiu tloka 7 silownika 8 wszystkie elementy 2 wychylaja sie 0 o ten, sam kat. Elementy 2 i urzadzenie przesta¬ wiajace $a umieszczone w dwóch sasiadujacych grupach tak, ze pojowa wszystkich elementów 2 wychyla sie w jednym, kierunku, a druga polowa w kieruniku przeciwnym. W ten sposób przy ot- 45 wartym, calkowicie lulb czesciowo, urzadzeniu za¬ mykajacym wyplywajaca woda kierowana jest w krzyzujacych sie kierunkach, talk jak to jest za¬ znaczone strzalkami.Osie 3 elementów zamykajacych, w stosunku do 50 profilu poszczególnego elementu umieszczone sa mimosrodowo. Wskutek tego cisnienie hydraulicz¬ ne spietrzonej cieczy w polozeniu otwartym cal¬ kowicie luto czesciowo, elementów 2 wywoluje mo¬ ment obrotowy, dzialajacy w kierunku otwierania 55 elementów zamykajacych 2; temu momentowi ob¬ rotowemu przeciwdziala moment obrotowy urza¬ dzenia przestawiajacego 5, 5', 6 pod wplywem si¬ lowników 8» Przez odpowiedni dobór punktów ob¬ rotu (wzglednie polozenia osi 3 uzyskuje sie to, ze 60 cisnienie hydrauliczne spietrzonej cieczy dziala na elementy 2 z odpowiednia sila, która za pomoca odpowiednich hydraulicznych urzadzen mozna przeniesc na inne urzadzenia sterujace, jak to po¬ nizej zostanie wyjasnione. 65 Dla zaryglowania urzadzenia przestawiajacego wzglednie urzadzenia zamykajacego i reiguHujace¬ go 1 przy otwartym lub zamknietym polozeniu elementów zamykajacych 2 sluza elementy bloku¬ jace 9, dzialajace za pomoca mechanicznych, elek¬ tromagnetycznych lub hydraulicznych elementów sterujacych.'Cylindry silowników 8 urzadzenia zamykajace¬ go (fig. 1) sa polaczone przewodami rurowymi 10 z silownikiem 11 kola sterujacego 12 turbiny 13, której wirnik osadzony jest na wale 14. Poza tym przewód rurowy 10 jest (polaczony przewodem 15 z pompa 16 srodka sterujacego. W przewodzie tym umieszczona jest dlawica 17 zbocznikowana przez zawór jednokierunkowy 18. Do przewodu rurowe¬ go 15 dolaczone sa równiez zawór sterowniczy 19, wylacznik cisnieniowy 20 i elektromagnetyczny zawór tlokowy 21. Zawór tlokowy 21 z jednej stro¬ ny przez rure 22 jest polaczony z silownikami 11 kola sterujacego 12 a z drugiej strony przez rure 23 laczy sie ze zbiornikiem 24. Na zawór 21 dziala element sterujacy 25. Poza tym elementy rygluja¬ ce 26 blokuja kola sterujace 12 przy zamknietym polozeniu lopatek.Na fig. 2 jest przedstawiony uklad urzadzenia wedlug fig. 1. Urzadzenie zamykajace 1 umiesz¬ czone jest na koncu rury 27, która w przedluzeniu rury doprowadzajacej 29 jest dolaczona do spirali 28 turbiny 13. Rura odprowadzajaca 30 wykonana jest w zwykly sposób.Przy ustalonej pracy turbiny, pompa 16 fig. 1 srodka sterujacego utrzymuje przez dlawice 17 stale cisnienie srodka sterujacego w przewodach rurowych 10 i w silownikach 8, 11. W tym przy¬ padku tloki 7 silowników 8 znajduja sie w polozeniu, w którym urzadzenie zamykajace 1 jest w stanie zamfenietym, a lopatki kola steruja¬ cego 12 sa w polozeniu otwartym. Jezeli obciazenie agregatu powoli spa$a, to ilos£ przeplywajacej wo¬ dy musi zostac zmniejszona przez obrót lopatek ko¬ la 12. Zamkniecia kola 12 dokonuje regulator tur¬ biny w ten sposób, ze srodek sterujacy z silow¬ ników 11 kola 12 zostaje odprowadzony do zbior¬ nika 24 przez zawór tlokowy 21. W ten sposób pompa 16 moze przez dlawice 17 doprowadzic sro- defc sterujacy n% silowaodJkow 8, 11 przez rure 10 w takiej ilosci, ze cisnienie tego srodka w rurach 10 i w silownikach 8 oraz po stronie zamykania silowników 11 pozostaje stale, wskutek czego urza¬ dzenie zamykajace nie otwiera sie. Oznacza to, ze przez nastawienie dlawicy 17 okresla sie przy ja¬ kiej predkosci zmniejszania ilosci przeplywu przez kolo ^2 turbiny 13 urzadzenie zamykajace 1 za¬ czyna otwierac elementy zamykajace 2.Przy szybkim zamykaniu kola 12 turbiny 13, na przyklad przy szybkim zmniejszeniu sie obciazenia agregatu, jednoczesnie z .zamknieciem sie lopatek kola 12 powinien otworzyc sie boczny upust wzglednie powinno otworzyc sie urzadzenie izamy- kajace 1. Pod dzialaniem elementu sterujacego 25 przez zawór tlokowy 21 opada w przewodach 10 i w silownikach 8 i 11 okreslona czesc srodka ste¬ rujacego. Powoduje to sfpadek cisnienia tego srod¬ ka. Wskutek tego, hydrauliczne cisnienie wody wy¬ chyla mimosrodowo ulozyskowane elementy za-50099 5 6 mykajace 2 tak, ze urzadzenie zamykajace 1 prze¬ puszcza wode. Tloki 7 silowników 8 tlocza teraz srodek sterujacy z silowników 8 urzadzenia zamy¬ kajacego do silowników 11 kola 12 i zamykaja lo¬ patki kola 12.Ilosc przeplywajacej wody przez urzadzenie za¬ mykajace 1 zalezy od ilosci srodka sterujacego, wypartego z silowników 8. Wyparty srodek steru¬ jacy powoduje jednoczesnie z otwarciem urzadze¬ nia zamykajacego 1 zamkniecie kola 12 tak, ze ilosc przeplywajacej wody w ukladzie doprowadzajacym i odprowadzajacym pozostaje stala. Objetosc silow¬ ników 8 powinna byc w okreslonym stosunku do objetosci silowników 11 kola 12. W ten sjposdb urzadzenie zamykajace 1 przepuszcza taka ilosc wody, o jaka zostal zmniejszony jej przeplyw w turbinie 13.Po ustaniu odplywu srodka sterujacego przez rure 22 zastrzezone jest równiez zamykanie lopa¬ tek kola 12 i otwieranie urzadzenia zamykajace¬ go 1. Cisnienie srodka sterujacego w rurach 10 i w cylindrach silowników 8 i 11 jest teraz mniej¬ sze niz cisnienie srodka sterujacego w rurze do¬ prowadzajacej 15. Wskutek tego srodek sterujacy naplywa powoli przez dlawice 17 do silowników 8 i cisnienie srodka sterujacego powoli wzrasta. Si¬ lowniki 8 zamykaja powoli urzadzenie zamykaja¬ ce 1. Szybkosc zamykania zalezy od dlawicy 17.Tloki silowników 11 zatrzymuja sie, gdy wskutek zamkniecia zaworu tlokowego 21 srodek steruja¬ cy nie moze odplywac z cylindrów silownikófw 11.Otwarcie lopatek kola 12, na przyklad przy wzros¬ cie obciazenia lub przy rozruchu, nie wywoluje spadku cisnienia w silowniach 8 i 11 oraz w prze¬ wodach 10. Dlatego tez urzadzenie zamykajace 1 pozostaje zamkniete. Srodek sterujacy plynie z po¬ wrotem z silowników 11 przez przewód 10, dlawi¬ ce 17 i jednokierunkowy zawór 18 przewodu 15, do zaworu tlokowego 21 i przewodu 22, a nastep¬ nie na druga strone tloków tych samych silow¬ ników 11.Na fig. 3 i 4 sa przedstawione dwa dalsze ukla- dy urzadzenia zamykajacego. Na fig. 3 jest przed¬ stawione urzadzenie, wbudowane w rure dopro¬ wadzajaca 29 spirali 28 turbiny , a na fig. 4 jest przedstawione 'urzadzenie 1* wbudowane w rure odprowadzajaca 30 turbiny.Sposób wbudowania urzadzenia zamykajacego i regulujacego zalezy od jego zastosowania. Tak ¦lip. na fig. 5 jest przedstawione urzadzenie zamy¬ kajace 1, w którym osie 3 elementów zamykaja¬ cych 2 w stosunku do profilu poszczególnych ele¬ mentów 2 sa umieszczone mimosrodowo tak, ze cisnienie hydrauliczne spietrzonej wody wywoluje moment obrotowy, który dziala w kierunku zamy¬ kania elementów 2. Przy normalnej pracy temu momentowi obrotowemu przeciwdziala srodek ste¬ rujacy znajdujacy sie w takim polozeniu, w któ¬ rym za pomoca urzadzenia przestawiajacego 5, 5', 6 utrzymuje on elementy zamykajace 2 w polozeniu otwartym.Urzadzenie zamykajace 1 dziala samoczynnie i szybko. Silowniki 8 polaczone sa ze soba przez przewód 10, a przez dlawice 17 z ipompa 16 i z za¬ worem bezpieczenstwa 19. Do przewodu 10 dola¬ czony jest suwak sterowniczy 31, który znajduje sie pod wplywem odpowiedniego elementu steruja¬ cego-32. W tym przypadku predkosc zamykania urzadzenia zamykajacego 1 zalezy od -dlawicy 33 w tloku suwaka 31. Dlawica ta ustala predkosc odplywu srodka sterujacego do zbiornika 24 przez nieuwidoczniona na rysunku rure. Poza tym ele¬ menty ryglujace 9 blokuja urzadzenie zamykaja¬ ce 1 w jego obu skrajnych polozeniach.Przy normalnej pracy pompa 16 utrzymuje sro¬ dek sterujacy w silownikach 8 pod wystarczajaco duzym cisnieniem i dlatego elementy zamykajace 2 znajduja sie w polozeniu zamknietym. W razie po¬ trzeby, np. w przypadku zaklócen, suwak steru¬ jacy 31 otwiera jednak przewód 10 pod dzialaniem elementu sterujacego 32 tak, ze srodek sterujacy moze odplywac do zbiornika 24 przez dlawice 33.Wskutek tego spada cisnienie srodka sterujacego w silownikach 8, a woda zamyka swym cisnieniem mimosrodowo osadzone na osiach elementy zamy¬ kajace 2. Po usunieciu zaklócen suwak 31 zamyka ponownie rure 10. Pompa cisnieniowa 16 doprowa¬ dza srodek sterujacy do silowników 8 przez dlawi¬ ce 17. Wskutek tego stopniowo wzrasta cisnienie srodka sterujacego w silownikach 8, które powoli otwieraja urzadzenie zamykajace 1. PL