RO107298B1 - Turbină hidraulică - Google Patents

Abstract

Invenția are ca obiect o turbină hidraulică, cu acțiune, care transformă o formă de energie primară (a apei, a aerului comprimat etc.) în energie mecanică, această turbină recomandânduse pentru surse de energie, caracterizate printr-un debit mic al fluidului de lucru. Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în reducerea la minimum a traseului fluidului de lucru de la ieșirea din statorul (4) și până la intrarea în rotorul (6) care este dublu paletat.

Description

Invenția se referă la o turbină hidraulică, cu acțiune, în care o formă de energie primară (a apei, a aerului comprimat, a uleiului aflat sub presiune) se transformă în energie mecanică, această turbină hidraulică folosindu-se pentru debite mici, de tipul pâraielor de munte.

Sunt cunoscute mașini energetice, rotative, la care organul activ este un rotor paletat, care se învârte continuu, dar prezintă următoarele dezavantaje:

- sunt recomandate pentru debite mari;

- necesită baraje de acumulare, care conduc la eroziunea solului și distrugerea mediului înconjurător;

- au gabarit și greutate proprie mari;

- au pierderi considerabile, la prelucrarea unui kilogram de fluid.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în reducerea, la minimum, a traseului fluidului de lucru, de la ieșirea din stator și până la intrarea în rotor..

Turbina hidraulică prezentată în invenție înlătură dezavantajele menționate anterior, datorită construcției sale, având un rotor dublu paletat și două plăci stator, una , inferioară și alta superioară, diferența între plăci fiind aceea că una este prelucrată în sensul acelor de ceasornic (placă superioară), iar cealaltă, invers acelor de ceasornic (placa inferioară), permițând, în acest fel, apariția fenomenului de sustentație a rotorului, în cazul reglării debitului ce străbate plăcile astfel, încât forța care este dată de debitul plăcii inferioare este egală cu forța dată de debitul plăcii superioare, plus forța dată de greutatea rotorului, făcând posibilă funcționarea turbinei hidraulice, fără lagăre pentru axul rotorului în condițiile unei echilibrări bune a rotorului.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:

- creșterea fiabilității;

- creșterea randamentului;

- gabarit și greutate reduse;

- debit redus al fluidului de lucru.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1...13, care reprezintă:

fig.l, secțiune prin turbina hidraulică;

- fig.2, vedere a plăcii stator inferioare, după fața activă;

- fig.3, secțiune a plăcii stator inferioare;

- fig.4, vedere a plăcii stator inferioare, după fața neactivă;

- fig.5, secțiune după un plan C-C din fig.4;

- fig.6, secțiune după un plan D-D din figA

- fig.7, detaliu E din fig.4;

- fig.8, vedere de sus a rotorului;

- fig.9, secțiune cu un plan A-A din fig. 8;

- fig. 10, vedere de jos a rotorului;

- fig. 11, secțiune cu un plan C-C din fig.10;

- fig. 12, vedere a plăcii stator superioare, după fața activă;

- fig. 13, secțiune după un plan A-A din fig. 12.

Turbina hidraulică se compune dintr-o cămașă de alimentare 1, un inel de distribuție 2, trei ajutaje convergente 3, două plăci stator 4, niște alveole 5, practicate într-un rotor 6 dublu paletat, niște spații pentru evacuarea fluidului de lucru 8, niște bolțuri pentru centrare 9, un inel distanțier 10, niște capace de tablă 11, pentru căpăcirea sistemului de ramificații al inelului de distribuție 2, un capac 12 care nu este obligatoriu și șuruburi pentru fixare figurate în mod simbolic în fig.l.

Conform invenției, vâna de fluid care vine tangențial, la ansamblul format din cămașa de alimentare 1 și inelul de distribuție 2, intră în ajutajele convergente 3, lovind alveolele 5 aflate pe rotorul 6, producând rotirea acestuia astfel, încât în momentul în care alveolele 5 ajung în spațiile pentru evacuare 8, fluidul de lucru este evacuat, axul 7 asigură transmiterea, mai departe, a energiei mecanice rezultate din mișcarea rotorului 6. Capacul 12 se folosește numai în situația când rotorul 6 este simplu paletat și avem doar o placă stator 4. Rotorul 6 poate avea un număr de 8, sau multiplii de 8, de alveole 5, pe o singură față. Forma alveolelor este egală cu 1/4 dintr-o sferă de rază r și se execută la eboș, prin frezare, apoi se finisează prin electroeroziune, folosind capul divizor.

Diametrul cercului de divizare, pe care se găsesc alveolele 5, este egal cu diametrul cercului de divizare, pe care se află ajutajele convergente 3, cuprinse pe fețele active ale plăcilor stator 4, alveolele 5 sunt egale toate, între ele și dispuse echidistant. Ajutajele convergente 3 sunt, de asemenea, egale între ele și dispuse sub un unghi a = 120°, cuprins în planul feței active a plăcii stator 4, ele formează un unghi β = 90°, cu raza care trece prin centrul ajutajului convergent 3, aflat pe partea activă a plăcii stator 4 și un unghi Δ = 45°, între cele două fețe ale plăcii stator 4.

Planele rezultate între cele două fețe ale plăcii stator 4, poziționate pe direcția razelor, formează un unghi Δ = 45° cu fețele acesteia. Fața activă a plăcii stator 4 este împărțită în șase zone, din care trei mai mari, egale între ele, delimitând câte un unghi °° = 66° și trei mai mici, egale între ele, delimitând un unghi Θ — 55°, care sunt numite spații pentru evacuarea fluidului de lucru 8. Lungimea arcului de cerc M-N măsurat pe cercul de divizare al ajutajelor convergente 3 este mai mare decât 2r + 1 unde 1 reprezintă lungimea găurii ajutajului convergent 3 astfel, încât alveolele 5 nu se pot goli fără a se roti, până ce întâlnesc spațiul de evacuare 8. Datorită unghiului Δ = 45° al ajutajului 3 față de planul feței active 4 și unghiul Δ = 45°, pe care îl face spațiul de evacuare 8 cu planul feței active a plăcii stator 4, are loc o deviere maximă a vânei de fluid de 180°. Plăcile stator 4 sunt prelucrate la aceleași cote, cu deosebire că una este prelucrată în sensul acelor de ceasornic (placa superioară), iar cealaltă, invers acelor de ceasornic (placa inferioară), iar jeturile de fluid care intră în ele, tangențial, au sensuri diferite, debitele lor pot fi reglate independent, prin montarea de robinete de reglare pe traseele vânei de fluid.

Claims (4)

Revendicări

1. Turbină hidraulică, caracterizată prin aceea ca este realizată dintr-o cămașă de alimentare cu fluid (1), un inel de distribuție (2), niște ajutaje convergente (3), în număr de trei, două plăci stator (4), un rotor dublu paletat (6), în care sunt practicate niște alveole (5), un ax (7) pentru transmiterea mișcării, niște spații (8) pentru evacuarea fluidului de lucru, practicate în plăcile stator (4), niște bolțuri pentru centrare (9), un inel distanțier (10), niște capace de tablă (11) și un capac (12).

2. Turbină hidraulică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că împărțirea feței active a unei plăci stator (4) se face în șase părți, trei sub un unghi γ = 65 și trei sub un unghi 0 = 55°, iar unghiul sub care sunt practicate ajutajele convergente (3) este Δ=45°.

3. Turbină hidraulică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că raportul dintre numărul de ajutaje (3) al unui stator (4) și numărul de alveole (5) de pe o față a rotorului (6) este de trei la opt sau trei la multiplii de opt, cercul de divizare al ajutajelor (3) fiind identic cu cercul de divizare al alveolelor (5).

4. Turbină hidraulică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că alveolele (5) sunt practicate sub formă de sfert de sferă, realizând o deviere a fluidului de 180°.