[1]Полезная модель относится к области гидроэнергетики и может быть использована в конструкции рабочих колес поворотно-лопастных гидротурбин с маслонаполненными втулками рабочих колес.
[2]Механизм поворота лопастей рабочего колеса обеспечивает передачу усилия от поршня сервомотора к лопастям рабочего колеса, воспринимающих крутящий момент от гидравлических усилий. Для предотвращения попадания масла в гидробассейн в конструкции механизма поворота лопастей предусмотрены уплотнения.
[3]Известен механизм поворота лопастей рабочего колеса гидротурбины (патент РФ №38029, опубл. 20.05.2004г.), содержащий корпус рабочего колеса с траверсой, полость которого заполнена маслом, сервомотор, поршень сервомотора, лопасти с фланцами, цапфами, рычагами, внешними и внутренними подшипниками трения скольжения, в каждой лопасти, в месте соединения внутренней поверхности внешнего подшипника с поверхностью цапфы лопасти, выполнена кольцевая канавка, в которой установлена уплотнительная манжета фигурного сечения, имеющая на своей поверхности покрытие из эластичного материала, в месте соединения поверхности цапфы с рычагом выполнены две кольцевые канавки, в каждой из которых установлены уплотнительные манжеты круглого сечения, причем отверстия рычагов снабжены фланцами-заглушками, а в торцевой нижней части траверсы смонтирован перепускной клапан.
[4]Известна гидравлическая машина (патент РФ №2177080, опубл. 20.12.2001), содержащая ротор с корпусом ступицы и лопатками, установленными в подшипниках, установленных с возможностью вращения в корпусе ступицы, имеющем, по меньшей мере, одну камеру, сообщающуюся с подшипниками, средства подачи масла в подшипники, при этом она содержит средства отвода масла из камеры с той же скоростью, с которой осуществляется подача масла, так что объем масла, содержащегося в камере, является по существу постоянным и меньшим, чем общий объем камеры, причем этот объем масла при вращении ротора прижат центробежной силой к периферийной стенке камеры.
[5]Недостатком известных решений является подача масла через дренажные трубки к воротниковым уплотнениям фланцев лопастей, что ведет к протечкам через воротниковое уплотнение. Согласно требований СТО 02.03.70-2022 масло в гидробассейн истекать из рабочего колеса поворотно-лопастной турбины не должно.
[6]Технической задачей заявляемой полезной модели является предотвращение попадания масла из рабочего колеса гидротурбины в экосистему речного бассейна.
[7]Технический результат полезной модели заключается в обеспечении высокоэффективной системы уплотнений механизма поворота лопастей рабочего колеса гидротурбины, препятствующей истечению масла через воротниковое уплотнение фланца лопастей, а при отрыве лопасти или разрушения крепления лопасти к цапфе предотвращение залпового выброса масла из корпуса втулки маслонаполненного рабочего колеса. Таким образом, повышается экологическая безопасность при эксплуатации поворотно-лопастных турбин.
[8]Технический результат достигается тем, что механизм поворота лопастей рабочего колеса гидротурбины, содержащий вертикальный шток с закрепленным на нем поршнем сервомотора, соединенным с корпусом рабочего колеса, полость которого заполнена маслом, лопасти с фланцами, установленные на цапфах, размещенных в корпусе и соединенных с рычагами, при этом цапфа установлена в корпусе с возможностью перемещения посредством внешнего и внутреннего подшипников скольжения, и внешний подшипник скольжения выполнен с кольцевой канавкой для установки уплотнительной манжеты, на участке соединения цапфа-рычаг выполнены кольцевые канавки с установленными в них уплотнительными кольцами круглого сечения, и отверстия рычагов снабжены заглушками, между корпусом рабочего колеса и наружной втулкой внешнего подшипника скольжения установлено уплотнительное кольцо круглого сечения, в кольцевой канавке на участке соединения цапфа-рычаг размещена уплотнительная манжета шевронного типа, а заглушка рычага снабжена кольцевой проточкой для установки уплотнительного кольца.
[9]Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
[10]Фиг.1 - продольный разрез рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины.
[11]Фиг.2 - увеличенный вид А, иллюстрирующий крепление рычага.
[12]Фиг.3 - увеличенный вид Б, иллюстрирующий уплотнение подшипника скольжения.
[13]Механизм поворота лопастей рабочего колеса гидротурбины содержит установленный в корпусе 1, снабженном траверсой, вертикальный шток (не показан на фиг.), закрепленный на нем поршень 2 сервомотора, лопасти с фланцами 3, установленные на цапфах 4, соединенных с рычагами 5. Цапфа 4 лопасти 3 установлена в корпусе 1 с возможностью перемещения посредством внешнего и внутреннего подшипников скольжения 6. При этом внешний подшипник скольжения выполнен с кольцевой канавкой с наружной стороны для установки уплотнительной манжеты 7 шевронного типа. Материал манжеты - маслобензостойкая резина. Такой тип манжеты обеспечивает высокую надежность уплотнения. Для исключения возможности протечек масла между корпусом 1 и наружной втулкой подшипника скольжения 6 установлено уплотнительное кольцо 8 круглого сечения. Фланец лопасти 3, цапфа 4 и рычаг 5 снабжены сквозными отверстиями, совмещаемыми друг с другом для соединения лопастными болтами 9. Дополнительно корпус рабочего колеса уплотняется в местах соединения цапфа-рычаг путем выполнения 2-х кольцевых канавок с установкой уплотнительных колец 10 круглого сечения. Материал уплотнительных колец - шнуровая маслобензостойкая резина. Лопасти 3 с цапфами 4 и рычагами 5 посредством серег соединены с крестовиной, перемещение которой разворачивает их в заданное положение.
[14]Полость корпуса 1 заполнена маслом и для предотвращения утечки его из корпуса через отверстие, выполненное в рычаге с внутренней стороны, данное отверстие закрыто заглушкой 11, выполненной в виде крышки из нержавеющей стали, в которой выполнена кольцевая проточка под установку шнуровой маслобензостойкой резины для герметизации, закрепляемой на внутренней поверхности рычага посредством винтов.
[15]Таким образом, обеспечивается надежное герметизирующее уплотнение по всем поверхностям контакта рычага, корпуса и цапфы и со стороны открытого отверстия рычага, что препятствует утечке масла и обеспечивает экологическую безопасность конструкции.
