Гидротурбина

Гидротурбина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидромашиностроению . Корпус (К) 1 снабжен входным 2 и выходным 3 патрубками Вал 4 установлен в подшипниках 5 и снабжен маховиком 6 с лопатками 7. Последние закреплены на роликах 8. Маховик б снабжен проточкой 9 и сквозными окнами 10. Эксцентрики установлены в окнах 11. Золотники установлены на вкладышах 13. Полозы 15 размещены в К 1. Прокладки 16 и 17 установлены между вкладышами 13 и К 1, а также между эксцентриком 12 и К 1. Такое выполнение турбины позволит повысить ее КПД и пусковой момент . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4883516/29 (22) 22.11.90 (46) 07.12.92, Бюл, N 45 (76) В.Ж.Исмагулов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1592571, кл, F 03 В 17/00, 1988, (54) ГИДРОТУРБИНА (57) Изобретение относится к гидромашиностроению. Корпус (К) 1 снабжен входным 2 и выходным 3 патрубками, Вал 4 установлен

„.,!Ы„„1780552 А3 (si)s F 03 В 17/00

/ «» ,4 ..-, - -с ; Рдх! t " :i

Е р ф6,, 4 фф . 1,„. в подшипниках 5 и снабжен маховиком 6 с лопатками 7, Последние закреплены на роликах 8. Маховик 6 снабжен проточкой 9 и сквозными окнами 10. Эксцентрики 12 установлены в окнах 11. Золотники установлены на вкладышах 13. Полозы 15 размещены в К

1, Прокладки 16 и 17 установлены между вкладышами 13 и К 1, а также между эксцентриком 12 и К 1. Такое выполнение. турбины позволит повысить ее КПД и пусковой момент. 3 ил.

1780552

Изобретение относится к гидротурбинам и может быть использовано в турбостроении для преобразования кинетической энергии жидкой рабочей среды.

Известна гидротурбина, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе вал с закрепленным на нем ротором. Ротор выполнен в виде полого цилиндра, внутренний радиус которого в два раза больше наружного. В нутренняя поверхность ротора жестко связана с валом посредством спиц, благодаря чему ротор вращается вместе с валом как единое целое, На наружной поверхности ротора выполнены лопатки.

Передняя поверхность лопаток, воспринимающая давление подаваемой воды, выполнена плоской, а задняя поверхность является выпуклой в поперечном сечении. Нижние кромки обеих поверхностей лопаток находятся в непосредственной близости друг к другу (см. патент CLUA

¹4 467 217, кл. 03 В 7/00, 1984).

Недостаток известной гидротурбины состоит в малой величине рабочего объема, что приводит к уменьшению количества рабочей среды и снижает КПД турбины.

Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству является гидравлический двигатель, включающий корпус с входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе вал с установленным на нем в подшипниковых опорах маховик со спицами, На цилиндрической поверхности маховика симметрично закреплены шарнирно упругие лопасти.

Недостаток известного гидродвигателя заключается в относительно невысоком

КПД, Целью изобретения является повышение КПД эа счет эффекта гидроаккумулирования и повышения пускового момента гидротурбины.

Указанная цель достигается тем, что в гидротурбине, содержащей корпус с входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе вал с установленным на нем в подшипниках маховиком с симметрично закрепленными шарнирно на его наружной .цилиндрической поверхности лопатками, лопатки установлены в два ряда, обращены друг к другу и имеют возможность перемещения, каждая лопатка выполнена в виде клина, наклонная сторона которого обращена к входному патрубку, выполненному в виде сопла, маховик имеет кольцевую проточку по диаметральному сечению и сквозные окна для размещения лопаток, корпус выполнен с окнами, а турбина снабжена установленными в окнах корпуса эксцентриками, профиль которых совпадает с профилем кольцевой проточки маховика, вкладышем с закрепленными на нем золот5 никами и установленными в корпусе полозами возврата лопаток в исходное положение.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая гидротурбина

10 имеет новые признаки, заключающиеся в том, что лопатки выполнены двухрядными, имеют возможность перемещения и выполнены в виде клина, обращенного наклонной стороной к входному патрубку в виде сопла, 15 маховик выполнен с кольцевой проточкой по диаметральному сечению и сквозными окнами для размещения лопаток, корпус имеет окна для установки в них эксцентриков с профилем, совпадающим с профилем

20 кольцевой проточки маховика, вкладыша с закрепленными на нем золотниками, а в корпусе установлены полозы возврата лопаток, 25 Таким образом, заявляемая гидротурбина соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями из области турбострое30 ния не позволило выявить заявленной совокупности существенных признаков, что дает сделать вывод о соответствии его критерию существенные отличия".

На фиг.1 изображена гидротурбина; на

35 фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3— маховик с закрепленными на нем лопатками.

Гидротурбина содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. В кор40 пусе 1 размещен вал 4 с установленными на нем в подшипниках 5 маховиком 6 с симметрично закрепленными шарнирно на его наружной поверхности лопатками 7. Лопатки

7 установлены в два ряда, обращены узкой

45 поверхностью друг к другу и имеют возможность поворота относительно роликов 8, на которых они закреплены. Каждая лопатка 7 выполнена в виде клина, наклонная сторона которого обращена к входному патрубку 2, 50 имеющему вид сопла, Маховик 6 имеет кольцевую проточку 9 по диаметральному сечению и сквозные окна 10 для размещения лопаток 7. Корпус 1 также имеет окна 11, в которых установлены эксцентрики 12, проф55 иль которых совладает с профилем кольцевой проточки 9 маховика 6, В окнах 11 размещен вкладыш 13 с закрепленным на нем золотниками 14. В корпусе 1 установлены также полозы 15 возврата лопаток 7 в исходное положение.

1780552

15 маховика 6 каждая лопатка 7 совершает 30 возвратно-поступательное перемещение

40 ну из составляющих усилий, которая на- 45 правлена в сторону вращения маховика 6.

В свою очередь это приводит к повышению КПД турбины за счет снижения дополнительных энергозатрат на создание

Выходной патрубок 13 имеет вид выхлопного окна, предназначенного для сброса излишков жидкости в расширительный бак (не показан), Между вкладышем 13 и корпусом 1. а также между корпусом 1 и эксцентриком 12 установлен набор прокладок 16 и 17, толщиной 0,01 мм, обеспечивающий регулирование зазора для компенсации износа, Гидродвигатель работает следующим образом.

Рабочая жидкость (вода) под давлением через входной патрубок 2 в виде сопла поступает внутрь корпуса 1 и попадает в кольцевую проточку 9 маховика ° 6, установленного на валу 4 в подшипниках 5, При этом вкладыш 13 с закрепленными нэ нем золотниками 14 входит в кольцевую проточку 9 маховика 6,Маховик 6, лопатки

7, стенки корпуса 1 и сопла 2 образуют замкнутую полость с подвижной стенкой, выполняющую роль расширительной камеры, В результате повышения давления в расширительной камере маховик 6 начинает вращаться в направлении, указанном стрелкой

Б. Поскольку каждый ролик 8, на котором закреплена лопатка 7, взаимодействует с эксцентриком 12, а последний — с кольцевой проточкой 9 маховика 6, то при вращении параллельно оси маховика 6. При этом каждая из лопаток 7, имеющая форму клина, обращенного заостренной частью к соплу 2, при подходе к нему выводится из кольцевой проточки 9 маховика 6. пропуская мимо себя вкладыш 13 и не мешая вращению маховика 6.

Золотники 6, закрепленные на вкладыше 13, уменьшают лобовое сопротивление при вращении маховика 6. Выполнение лопаток 7 клиновыми позволяет за счет разложения усилия давления рабочей среды на наклонную поверхНость клина получить одпускового момента турбины.

После описанного цикла начинается цикл гидроаккумулирования (обратной связи). Он осуществляется следующим образом, Между телом маховика 6 и клином каждой лопатки 7 образуются пустоты по всей кольцевой проточке 9 маховика 6. При подходе к вкладышу 13 эти пустоты запол20

25 няются рабочей жидкостью, ранее затраченной на объемное вытеснение в предыдущем цикле. При этом лопатки 7 каждого ряда эа счет взаимодействия ролика 8 с эксцентриком 12, а последнего с корпусом 1, перемещаются клиньями навстречу друг другу и входят в расширительную камеру вместе с рабочей жидкостью, ранее затраченной на объемное вытеснение, Эта рабочая среда производит повторную работу на вращение маховика 6; Опять образуется замкнутая полость с подвижной стенкой, Клинья лопаток 7 при этом перемещаются как поршни в обратном направлении за счет повышения давления в замкнутой полости, При этом они двигаются параллельно оси маховика 6 друг от друга, производя работу без объемного вытеснения жидкости и обеспечивая вращение маховика 6. КПД турбины вследствие этого значительно увеличивается. Полозы 12 обеспечивают возврат лопаток 7 в исходное положение.

Учитывая эффект гидроаккумулирования (обратной связи) увеличить КПД турбины можно путем крепления к валу 4 дополнительной массы для маховика б, Предложенная турбина может также работать и с газовой средой, По сравнению с прототипом предложенное техническое решение позволяет обеспечить значительное увеличение пускового момента турбина и повышение ее КПД.

Формула изобретения

Гидротурбина, содержащая корпус с входными и выходными патрубками, размещенный в корпусе вал и установленный на валу при помощи подшипников маховик с цилиндрической наружной поверхностью, на которой шарнирно и симметрично закреплены лопатки, отличающаяся тЕм. что входной патрубок выполнен в виде сопла, лопатки расположены в два ряда, обращены одна к другой и установлены с возможностью относительного перемещения, каждая лопатка выполнена в виде клина. наклонная поверхность которого обращена к входному патрубку, маховик снабжен кольцевой проточкой, расположенной в диаметральном сечении, и сквозными окнами для размещения лопаток, корпус— окнами, а гидротурбина — установленными в последних эксцентриками, профиль которых совпадает с профилем кольцевой проточки маховика, вкладышем с закрепленными на нем золотниками и установленными в корпусе полозами возврата лопаток.

1780552

1780552

Составитель В.Исмагулов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5