RU2144727C1

RU2144727C1 - Hydraulic-turbine generator

Info

Publication number: RU2144727C1
Application number: RU98120320/09A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Байбародов; А.А. Романов; Ю.А. Инцин
Original assignee: Самарский государственный аэрокосмический университет им.акад.С.П.Королева; Открытое акционерное общество Волжская ГЭС им.В.И.Ленина
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-01-20

Abstract

FIELD: hydroelectric power engineering. SUBSTANCE: generator has rotor 1, hub 2 with spiders 3, armature 4, oil bath 6, brake disk 7, brake blocks 8, and hydraulic cylinder 9. Horizontal diaphragm 10 mounts U-shaped split casing 11. Annular trench 12 accommodates set of vacuum cleaners 13 uniformly arranged over circumference and connected through pipelines 14 to space formed by inclined wall of casing 11, armature 7, and horizontal diaphragm 10. Air is intensively evacuated together with products of wear of brake blocks preventing escape of wear products to environment and their settling down on pieces of equipment and stator. EFFECT: improved environmental friendliness, reduced labor consumption for cleaning stator and equipment, improved repairability and economic efficiency of generator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано во всех гидроагрегатах гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций (ГЭС и ГАЭС). The invention relates to the field of hydropower and can be used in all hydraulic units of hydraulic and pumped storage power plants (hydroelectric power station and PSPP).

Известен гидрогенератор, содержащий ротор, ступицу со спицами, якорь, статор, маслованну, тормозной диск, тормозные колодки, гидроцилиндры и горизонтальную мембрану (Александров А. Е. Подпятники гидроагрегатов. М., "Энергия", 1975 г.). A known hydrogenerator containing a rotor, a hub with knitting needles, an anchor, a stator, an oil tank, a brake disc, brake pads, hydraulic cylinders and a horizontal membrane (Aleksandrov A. E. Podpiatniki of hydraulic units. M., "Energy", 1975).

Недостаток устройства заключается в том, что несмотря на то, что маслованна находится в верхней части ротора над спицами, якорем и стостатором, потоки воздуха, циркулирующие в зоне расположения тормозных колодок, выносят продукты их износа на периферию тормозного диска и далее на статор, оборудование и в окружающую среду. Это приводит к загрязнению окружающей среды, статора и оборудования гидроагрегата. The disadvantage of the device is that despite the fact that the oil tank is located in the upper part of the rotor above the knitting needles, anchor and stostator, the air flows circulating in the area of the brake pads, carry the products of their wear to the periphery of the brake disc and further to the stator, equipment and into the environment. This leads to pollution of the environment, the stator and the equipment of the hydraulic unit.

Известен гидрогенератор, содержащий ротор, ступицу со спицами, якорь, статор, маслованну, тормозной диск, тормозные колодки, гидроцилиндры и горизонтальную мембрану (Александров А. Е. Подпятники гидроагрегатов. М., "Энергия", 1975 г.; Турбина К 587-86-930, чертеж А-2024897 ЛМЗ (Ленинградский металлический завод)). A known hydrogenerator containing a rotor, a hub with knitting needles, an anchor, a stator, an oil tank, a brake disc, brake pads, hydraulic cylinders and a horizontal membrane (Aleksandrov A. E. Podpiatniki of hydraulic units. M., "Energy", 1975; Turbine K 587- 86-930, drawing A-2024897 LMZ (Leningrad Metal Plant)).

Недостаток устройства заключается в том, что, несмотря на то, что маслованна и подпятник находятся под спицами, потоки воздуха, циркулирующие в зоне расположения тормозных колодок и помещения подпятника также выносят продукты их износа на периферию тормозного диска и далее на статор, оборудование и в окружающую среду. При этом возможно попадание продуктов износа тормозных колодок в машинный зал через вентиляционные решетки, что оказывает вредное воздействие на персонал. The disadvantage of this device is that, despite the fact that the oil tank and the thrust bearing are under the spokes, the air flows circulating in the area of the brake pads and the thrust bearing also carry their wear products to the periphery of the brake disc and further to the stator, equipment and the surrounding Wednesday At the same time, brake pad wear products may enter the engine room through the ventilation grilles, which has a harmful effect on personnel.

Поставлена задача - повысить надежность и долговечность, уменьшить загрязнение окружающей среды, а также повысить ремонтопригодность и экономичность. The task is to increase reliability and durability, reduce environmental pollution, as well as increase maintainability and profitability.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом гидрогенераторе, содержащем ротор, ступицу со спицами, якорь, статор, маслованну, тормозной диск, тормозные колодки, гидроцилиндры и горизонтальную мембрану, новым является то, что за пределами тормозного диска под якорем, на горизонтальной мембране установлен кольцевой фасонный разъемный кожух П-образного профиля с горизонтальными полками и наклонной к вертикали стенкой, причем верхняя полка образует зазор с якорем, расположена в горизонтальной плоскости, находящейся выше горизонтальной рабочей плоскости тормозного диска, в мембране выполнены сквозные расположенные по окружности вертикальные отверстия в зоне под наклонной вертикальной стенкой кожуха, а в кольцевой траншее установлены расположенные по окружности пылесосы, соединенные трубопроводами с полостью, образованной наклонной стенкой кожуха, якорем, горизонтальной мембраной и гидроцилиндрами, причем трубопроводы установлены в вертикальных отверстиях в мембране герметично. The problem is solved due to the fact that in the proposed hydrogenerator containing a rotor, a hub with knitting needles, an anchor, a stator, an oil bath, a brake disc, brake pads, hydraulic cylinders and a horizontal membrane, the new thing is that outside the brake disc under the anchor, on a horizontal the membrane has an annular shaped detachable casing of a U-shaped profile with horizontal shelves and a wall inclined to the vertical, the upper shelf forming a gap with an anchor, located in a horizontal plane above g the horizontal working plane of the brake disc, through the membrane there are made through vertical holes located around the circumference in the area under the inclined vertical wall of the casing, and in the annular trench there are mounted vacuum cleaners located around the circumference, connected by pipelines to the cavity formed by the inclined wall of the casing, the armature, the horizontal membrane and hydraulic cylinders, moreover, the pipelines are installed in vertical holes in the membrane hermetically.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид гидрогенератора в вертикальном радиальном сечении. Гидрогенератор содержит ротор 1, ступицу 2 со спицами 3, якорь 4, статор 5, маслованну 6, тормозной диск 7, тормозные колодки 8, гидроцилиндры 9 и горизонтальную мембрану 10, на которой установлен фасонный разъемный кожух 11 П-образного профиля, в кольцевой траншее 12 установлена серия равнорасположенных по окружности пылесосов 13, соединенных трубопроводами 14 с полостью, образованной наклонной стенкой кожуха 11, якорем 7 и горизонтальной мембраной 10, причем трубопроводы установлены в вертикальных отверстиях в мембране герметично. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the hydrogenerator in a vertical radial section. The hydrogenerator comprises a rotor 1, a hub 2 with knitting needles 3, an anchor 4, a stator 5, an oil bath 6, a brake disc 7, brake pads 8, hydraulic cylinders 9 and a horizontal membrane 10 on which a shaped detachable casing 11 of a U-shaped profile is installed in an annular trench 12, a series of vacuum cleaners 13 equally spaced around the circumference is connected, connected by pipelines 14 to a cavity formed by an inclined wall of the casing 11, an armature 7 and a horizontal membrane 10, the pipelines being sealed in vertical holes in the membrane.

Гидрогенератор работает следующим образом. При вращении ротора 1 тормозные колодки 8 опущены в крайнее нижнее положение и между ними и рабочей горизонтальной поверхностью тормозного диска имеется зазор. После закрытия направляющего аппарата ротор 1 начинает уменьшать частоту вращения за счет гидравлического в турбине, аэродинамического в спицах 3 и якоре 4 сопротивлений и гидродинамического и далее граничного трения в подпятнике, а также сопротивления вращению диска пяты в масляной ванне 6. При достижении частоты вращения ротора 1, превышающей частоту его вращения, при которой обычно включается тормозной аппарат, автоматически включаются в работу пылесосы 13. The hydrogenerator operates as follows. When the rotor 1 rotates, the brake pads 8 are lowered to the lowest position and there is a gap between them and the working horizontal surface of the brake disc. After closing the guide vane, rotor 1 begins to reduce the rotational speed due to hydraulic in the turbine, aerodynamic in knitting needles 3 and anchor 4, and hydrodynamic and further boundary friction in the thrust bearing, as well as resistance to rotation of the heel disk in the oil bath 6. Upon reaching the rotor speed of 1 , exceeding the frequency of its rotation, at which the brake apparatus usually turns on, the vacuum cleaners 13 are automatically included in the operation.

Пылесосы 13 интенсивно отсасывают воздух из полости, образованной наклонной стенкой кожуха 11, якорем 7 и горизонтальной мембраной 10. При этом формируется поток воздуха, протекающего между цилиндрами 9 и в зазоре между тормозным диском 7 и тормозными колодками 8, как показано стрелками "а". Vacuum cleaners 13 intensively suck air from the cavity formed by the inclined wall of the casing 11, the armature 7 and the horizontal membrane 10. This forms a stream of air flowing between the cylinders 9 and in the gap between the brake disc 7 and the brake pads 8, as shown by arrows “a”.

После включения тормозного аппарата тормозные колодки 8 прижимаются к рабочей поверхности тормозного диска 7 и за счет сил трения ротор 1 постепенно останавливается. При этом идет интенсивный износ тормозных колодок 8, и продукт износа материала тормозных колодок 8 в виде порошка захватывается потоком воздуха, формируемого тягой пылесосов 13, как показано стрелками "а" на фиг. 1. Таким образом, все мельчайшие и даже крупные частицы материала тормозных колодок 8 затягиваются в пылесосы 13. Благодаря такому движению воздуха продукты износа не могут быть выброшены никуда, кроме полости, образованной кожухом 11, мембраной 10 и якорем 4, откуда они затягиваются в пылесосы 8. After turning on the brake apparatus, the brake pads 8 are pressed against the working surface of the brake disc 7 and, due to the friction forces, the rotor 1 gradually stops. In this case, intensive wear of the brake pads 8 takes place, and the wear product of the material of the brake pads 8 in the form of powder is captured by the air flow generated by the draft of the vacuum cleaners 13, as shown by arrows “a” in FIG. 1. Thus, all the smallest and even largest particles of material of the brake pads 8 are drawn into the vacuum cleaners 13. Due to this movement of air, wear products cannot be thrown anywhere except the cavity formed by the casing 11, the membrane 10 and the armature 4, from where they are drawn into the vacuum cleaners eight.

При этом даже крупные частицы износа тормозных колодок 8, отбрасываемые на периферию тормозного диска 7, не могут выйти за пределы кожуха 11, так как его верхняя горизонтальная полка расположена выше рабочей плоскости тормозного диска 7. Ударяясь о наклонную стенку кожуха 11, они скапливаются на горизонтальной мембране 10 и далее отсасываются пылесосами 13. In this case, even large particles of wear of the brake pads 8, thrown to the periphery of the brake disc 7, can not go beyond the casing 11, since its upper horizontal shelf is located above the working plane of the brake disc 7. Hitting the inclined wall of the casing 11, they accumulate on a horizontal the membrane 10 and then sucked away by vacuum cleaners 13.

После окончательной остановки ротора 1 и опускания тормозных колодок 8 пылесосы 13 автоматически отключаются. Далее при очередном пуске гидроагрегата и последующей его остановке вышеописанный цикл повторяется. After the final stop of the rotor 1 and lowering the brake pads 8, the vacuum cleaners 13 are automatically turned off. Then, at the next start-up of the hydraulic unit and its subsequent shutdown, the above cycle is repeated.

Таким образом, предлагаемый гидрогенератор по сравнению с прототипом, позволит повысить надежность и долговечность, уменьшить загрязнение окружающей среды, а также повысить ремонтопригодность и экономичность. Thus, the proposed hydrogenerator in comparison with the prototype, will improve reliability and durability, reduce environmental pollution, as well as improve maintainability and efficiency.

Такая конструкция исключает рассеивание продукта износа тормозных колодок 8 в окружающую среду и осаждение их на статоре и другом оборудовании, включая оборудование машинного зала. Она резко улучшает экологию, снижает затраты на очистку статора и оборудования от продуктов износа тормозных колодок и предотвращает оборудование от повреждений, которые неизбежны при механической его очистке от продуктов износа тормозных колодок 8. Указанные обстоятельства приводят к повышению надежности и долговечности, а также увеличению ремонтопригодности и экономичности гидроагрегатов. This design eliminates the dispersion of the wear product of the brake pads 8 into the environment and their deposition on the stator and other equipment, including the equipment of the machine room. It dramatically improves the environment, reduces the cost of cleaning the stator and equipment from brake pad wear products and prevents equipment from damage that is inevitable when it is mechanically cleaned from brake pad wear products 8. These circumstances lead to increased reliability and durability, as well as increased maintainability and cost-effectiveness of hydraulic units.

Claims

A hydrogenerator comprising a rotor with a hub, spokes, an anchor, a stator, an oil bath, a brake disc, brake pads, hydraulic cylinders, a horizontal membrane, characterized in that outside the brake disk, under the armature, an annular shaped split cover of a U-shaped profile is installed on the horizontal membrane with horizontal shelves and a wall inclined to the vertical, and the upper shelf forms a gap with an anchor, located in a horizontal plane located above the horizontal working plane of the brake disc, in the membrane there are filled through vertical circumferential holes in the area under the inclined vertical casing wall, and circumferential vacuum cleaners are installed in the annular trench connected by pipelines to the cavity formed by the inclined casing wall, an anchor, a horizontal membrane and hydraulic cylinders, the pipelines being installed in vertical holes in the membrane hermetically sealed.