RU2213880C2

RU2213880C2 - Hydraulic turbine wheel

Info

Publication number: RU2213880C2
Application number: RU2001124547/06A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Панарин; В.В. Колотыгин
Original assignee: Панарин Юрий Викторович; Колотыгин Валерий Владимирович
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vertical axial-flow machines with adjustable pitch blades. SUBSTANCE: proposed wheel has housing with turnable blades installed in housing on journals and connected by bolts and ring with housing and turnable mechanism placed inside housing. Turnable blades are made of glass-reinforced plastic, each being fitted in slot of journal. Said slot has base and two sides one of which is made integral with journal and the other, in form of detachable segment. Bolts are fixed by means of ring holding the journal in housing. EFFECT: increased service life of hydraulic turbine, reduced repair expenses. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в вертикальных поворотно-лопастных гидромашинах, например турбинах. The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in vertical rotary-blade hydraulic machines, for example turbines.

Известен гидроагрегат с поворотно-лопастной турбиной, содержащий рабочее колесо с лопастями (см. Стеньков Ю.А. Слесарь по ремонту гидравлических турбин. Учебник для професс. - техн. училищ и подготовки. рабочих на произв. М., Высшая школа, 1970. - С.43-46). A known hydraulic unit with a rotary-blade turbine containing an impeller with blades (see Stenkov Yu.A. Locksmith for repair of hydraulic turbines. A textbook for profess. - technical schools and training. Workers for production M., Higher School, 1970. - S. 43-46).

Известна конструкция лопасти рабочего колеса гидромашины, содержащая пластмассовое перо с металлической арматурой (см. авторское свидетельство СССР 808685, кл. F 03 В 3/12, 1977). A known design of the impeller blades of a hydraulic machine containing a plastic pen with metal fittings (see USSR author's certificate 808685, class F 03 B 3/12, 1977).

Известна конструкция вертикальной поворотно-лопастной гидравлической турбины, содержащей рабочее колесо, состоящее из корпуса, поворотного механизма и четырех лопастей, установленных на цапфах (см. Турбина ПЛ 20-В-930 // Гидравлические турбины. - Отраслевой каталог 20-89-08./ Центральный научно-исследовательский институт. - М., 1989. - С.47-50), принято за прототип. A known design of a vertical rotary-vane hydraulic turbine containing an impeller, consisting of a housing, a rotary mechanism and four blades mounted on pins (see Turbine PL 20-V-930 // Hydraulic turbines. - Industry catalog 20-89-08. / Central Research Institute. - M., 1989. - P.47-50), taken as a prototype.

Недостатком известной конструкции является сложность ремонта рабочего колеса гидротурбины, большая стоимость ремонта рабочего колеса, появление неустранимого механического и гидравлического дисбаланса. A disadvantage of the known design is the complexity of repair of the impeller of a hydraulic turbine, the high cost of repair of the impeller, the occurrence of unrecoverable mechanical and hydraulic imbalance.

Задача - увеличение эксплуатации и оперативность замены лопастей рабочего колеса гидротурбины, сокращение сроков ремонта. The task is to increase the operation and speed of replacing the blades of the impeller of a hydraulic turbine, reducing the repair time.

Технический результат - повышение надежности работы рабочего колеса гидротурбины, увеличение эксплуатационного времени, уменьшение материальных затрат и расширение области использования. The technical result is to increase the reliability of the impeller of a hydraulic turbine, increase operating time, reduce material costs and expand the scope of use.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем колесе гидротурбины, включающем корпус, с установленными в нем при помощи цапф поворотными лопастями, соединенными болтами и кольцом с корпусом и поворотным механизмом, расположенным внутри корпуса, согласно изобретению поворотные лопасти выполнены из стеклопластика, каждая из них размещена в пазу цапфы, который имеет основание и две боковые стороны, одна из которых выполнена за одно целое с цапфой, а другая - в виде съемного сегмента, при этом болты зафиксированы с помощью кольца, удерживающего цапфу в корпусе рабочего колеса с обеспечением крепления съемного сегмента, прижимающего лопасть к другой стороне. The specified technical result is achieved by the fact that in the known impeller of a hydraulic turbine including a casing, with pivoting blades mounted in it with pins, connected by bolts and a ring to the casing and a pivoting mechanism located inside the casing, according to the invention, the pivoting blades are made of fiberglass, each they are placed in the groove of the trunnion, which has a base and two sides, one of which is made in one piece with the trunnion, and the other in the form of a removable segment, while the bolts are fixed with using the ring holding the pin in the impeller casing with the securing of the removable segment, pressing the blade to the other side.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное рабочее колесо гидротурбины отличается наличием в цапфе паза, имеющего основание и две боковые стороны, одна из которых выполнена в виде съемного сегмента, предназначенного для прижатия пера лопасти. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed turbine impeller is distinguished by the presence in the trunnion of the groove having a base and two sides, one of which is made in the form of a removable segment designed to press the blade feather.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен узел крепления цапфы и пера лопасти в корпусе рабочего колеса. The invention is illustrated by the drawing, which shows the mounting unit of the journal and feather blades in the housing of the impeller.

Рабочее колесо гидротурбины содержит корпус 1, поворотные лопасти 2, выполненные из стеклопластика К - 44 М-С, и стальные цапфы 3. На цапфе 3 выполнен паз, который имеет основание 4 и две боковые стороны 5. Одна из боковых сторон 5 выполнена за одно целое с цапфой 3, а другая - виде съемного сегмента 6. The impeller of a hydraulic turbine contains a housing 1, rotary blades 2 made of fiberglass K - 44 M-C, and steel trunnions 3. On the trunnion 3 there is a groove that has a base 4 and two sides 5. One of the sides 5 is made for one the whole with a trunnion 3, and the other as a removable segment 6.

Лопасть 2 крепится в пазу цапфы 3 с помощью съемного сегмента 6. Цапфа 3 закреплена в корпусе 1 рабочего колеса с помощью болтов 7. Болты 7 проходят через две боковые стороны 5 паза цапфы 3 и фиксируются с помощью кольца 8. The blade 2 is mounted in the groove of the trunnion 3 using a removable segment 6. The trunnion 3 is fixed in the housing 1 of the impeller using bolts 7. The bolts 7 pass through the two sides 5 of the groove of the trunnion 3 and are fixed using the ring 8.

Рабочее колесо гидротурбины изготавливается с пластиковыми лопастями 2 (от четырех до восьми). Каждая лопасть 2 изготавливается в одной форме, при этом обеспечена абсолютная идентичность всех лопастей. The hydraulic turbine impeller is made with plastic blades 2 (from four to eight). Each blade 2 is made in one form, while ensuring the absolute identity of all blades.

Лопасти 2 выполняют съемными, взаимозаменяемыми. Цапфу 3 изготавливают механическим способом из стали с пазом "ласточкин хвост", у которого одна боковая сторона выполняется в виде съемного сегмента 6. The blades 2 are removable, interchangeable. The trunnion 3 is made mechanically from steel with a dovetail groove, in which one side is made in the form of a removable segment 6.

Перед изготовлением паза следует съемный сегмент 6 закрепить на цапфе 3. Производят сборку стальной цапфы 3 и лопасти 2. Лопасть 2 устанавливается в паз цапфы 3 и прижимается съемным сегментом 6. Before making the groove, the removable segment 6 should be fixed on the trunnion 3. The steel trunnion 3 and blades 2 are assembled. The blade 2 is installed in the groove of the trunnion 3 and pressed against the removable segment 6.

Съемный сегмент 6 удерживает лопасть 2 в пазу цапфы 3 с помощью трех болтов 7. Болты 7 проходят через съемный сегмент 6, цапфу 3 и фиксируются кольцом 8. Кольцо 8 удерживает цапфу 3 в корпусе 1 рабочего колеса. При условии равномерного распределения весовых нагрузок лопастями 2 балансировку рабочего колеса не производят. The removable segment 6 holds the blade 2 in the groove of the trunnion 3 with three bolts 7. The bolts 7 pass through the removable segment 6, trunnion 3 and are fixed by the ring 8. Ring 8 holds the trunnion 3 in the housing 1 of the impeller. Under the condition of uniform distribution of weight loads by the blades 2, the impeller is not balanced.

При ремонте лопасти 2 заменяются, не снимая колеса гидротурбины, для этого выворачиваются болты 7, крепящие съемный сегмент 6 - убирается боковая сторона паза - съемный сегмент 6, и демонтируются лопасти 2. When repairing, the blades 2 are replaced without removing the wheels of the hydraulic turbine, for this, the bolts 7 are turned out, fastening the removable segment 6 - the side of the groove is removed - the removable segment 6, and the blades 2 are dismantled.

Наличие в цапфе паза, имеющего основание и две боковые стороны, одна из которых выполнена в виде съемного сегмента, позволяет быстро установить лопасть после ремонта без доработки корпуса рабочего колеса. The presence in the trunnion of the groove having a base and two sides, one of which is made in the form of a removable segment, allows you to quickly install the blade after repair without modifying the impeller housing.

Для осуществления фиксации цапфы относительно корпуса и закрепления поворотных лопастей служат болты и кольца, удерживающие цапфу в корпусе рабочего колеса. To fix the trunnion relative to the housing and securing the rotary blades, there are bolts and rings holding the trunnion in the impeller housing.

Выполнение поворотных лопастей из стеклопластика не требует применения литейного, механообрабатывающего оборудования, гидравлических прессов и обогреваемых стальных форм, обеспечивает относительно короткий технологический цикл формования и вследствие этого невысокую стоимость поворотных лопастей. The implementation of fiberglass rotary blades does not require the use of foundry, machining equipment, hydraulic presses and heated steel molds, provides a relatively short molding process cycle and, as a result, the low cost of rotary blades.

Применение лопастей из стеклопластика позволяет добиться идентичности поворотных лопастей, их взаимозаменяемости при постоянной цапфе, что повышает ремонтопригодность и, следовательно, увеличивает межремонтный период. The use of fiberglass blades allows to achieve the identity of the rotary blades, their interchangeability with a constant pin, which increases maintainability and, therefore, increases the overhaul period.

Рабочее колесо гидротурбины с поворотными лопастями предназначено для использования на вертикальных поворотно-лопастных гидротурбинах и имеет преимущества перед традиционными конструкциями, такие как возможность длительной эксплуатации гидротурбины, уменьшение материальных затрат. The impeller of a turbine turbine with rotary blades is designed for use on vertical rotary-blade turbines and has advantages over traditional designs, such as the possibility of long-term operation of the turbine, reducing material costs.

Использование предлагаемой лопасти позволяет повысить надежность гидротурбины за счет улучшения механической и гидравлической балансировки колеса гидротурбины, тем самым снизив ежегодные затраты на ремонт и сократив время простоя гидротурбины в ремонте. Using the proposed blades allows to increase the reliability of the turbine by improving the mechanical and hydraulic balancing of the turbine wheel, thereby reducing the annual repair costs and reducing the idle time of the turbine in the repair.

Предложенная конструкция рабочего колеса гидротурбины может найти применение на гидроэлектростанциях, малых гидроэлектростанциях, например горных. The proposed design of the impeller of a hydraulic turbine can find application in hydroelectric power plants, small hydroelectric power plants, such as mountain ones.

Claims

The impeller of a hydraulic turbine, comprising a housing, with pivoting blades mounted in it using pins, connected by bolts and a ring to the casing and a pivoting mechanism located inside the casing, characterized in that the pivoting blades are made of fiberglass, each of which is placed in the groove of the pivot, which has a base and two sides, one of which is made in one piece with the pin and the other in the form of a removable segment, while the bolts are fixed with a ring holding the pin in the impeller housing, and they provide for the attachment of a removable segment, which presses the blade to the other side of the spigot groove.