Робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини

Предлагаемое изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при изготовлении рабочих колес поворотнолопастных гидромашин. Развитие гидроэнергетического строительства непосредственно связано с влиянием его на окружающую среду и, в частности, с влиянием протечек масла из рабочего колеса гидромашины при эксплуатации гидроагрегата. Для того, чтобы исключить указанные протечки масла в окружающую среду, применяют различные конструкции рабочего колеса гидромашины. Известно рабочее колесо гидромашины [1], полость которого заполнена водой и делена от полости сервопривода, при этом подвод масла в полости сервопривода осуществляется от маслоприемника по штангам последнего. Подшипники взаимодействующи х элементов рабочего колеса работают на водяной смазке. Недостаток указанной конструкции состоит в том, что в ней большое количество элементов рабочего колеса подвергается интенсивному коррозионному воздействию воды и требует специальной защиты. Отсутствие последней приводит к преждевременному износу как элементов рабочего колеса, так и рабочего колеса в целом. Наиболее близким к предполагаемому изобретению является рабочее колесо гидромашины [2], содержащее корпус с днищем, поворотные лопасти, механизм поворота лопастей, сервопривод со штоком, подшипники взаимодействующих элементов, направляющий стакан с размещенным в нем плунжером и залитое в корпус масло. Масло к сервоприводу подводится посредством штанг маслоприемника. Подшипники взаимодействующи х элементов выполнены из материала, работающего на масляной смазке. Смазка осуществляется маслом, залитым в полость рабочего колеса, или маслом, проникающим из полости сервопривода по зазорам между втулкой и штоком поршня сервопривода, причем в последнем случае полость рабочего колеса постепенно также полностью заполняется маслом. Полость рабочего колеса сообщена со сливным резервуаром маслоприемника, вследствие чего корпус рабочего колеса находится под некоторым статическим давлением. Полость рабочего колеса отделена от проточной части гидромашины уплотнением, установленным между фланцами лопастей и корпусом рабочего колеса. Недостатки указанной конструкции состоят в следующем: - подшипники взаимодействующи х элементов требуют масляной смазки; - полость рабочего колеса полностью заполнена маслом; - вероятность протечек масла из полости рабочего колеса в проточную часть гидромашины через неплотности уплотнений лопастей, особенно по контуру фланцев лопастей, расположенному ниже оси поворота лопастей, где в проточной части обычно существует разрежение; - имеет место излишний расход масла; - рабочее колесо может работать только в одном режиме смазки - масляном. В основу предполагаемого изобретения поставлена задача создать такое рабочее колесо поворотнолопастной гидромашины, новое выполнение которого, позволило бы исключить протечки масла из корпуса рабочего корпуса в проточную часть гидромашины, т.е. в окружающую среду. Заявляемое рабочее колесо поворотнолопастной гидромашины характеризуется тем, что содержит корпус с днищем, поворотные лопасти, уплотнения лопастей, механизм поворота лопастей, сервопривод со штоком, подшипники взаимодействующи х элементов, направляющий стакан с размещенным в нем плунжером и залитое в корпус масло. При этом отличительными признаками заявляемого решения по сравнению с прототипом являются; - установка между взаимодействующими элементами колеса подшипников, работающих без масляной смазки; -установкауплотнительногоустройства между полостями рабочего колеса и сервопривода; - выполнение в штоке сервопривода канала, соединенного с масляным резервуаром, например, со сливным резервуаром маслоприемника; - выполнение в плунжере канала, соединенного с каналом штока и посредством отверстий с полостью рабочего колеса; - размещение в канале плунжера выемной втулки; - установка съемной крышки в основании днища; - заливка масла в полость рабочего колеса на 5-15% от объема последней. Выполнение рабочего колеса гидромашины по ограничительным признакам позволяет обеспечить его работоспособность в процессе эксплуатации гидроагрегата. Установка между взаимодействующими элементами колеса подшипников, работающих без масляной смазки, позволяет отказаться от полного заполнения маслом полости рабочего колеса. Выполнение в штоке .сервопривода канала, соединенного с масляным резервуаром, например, со сливным резервуаром маслоприемника, и выполнение в плунжере канала, соединенного с каналом штока и посредством отверстий с полостью рабочего колеса, позволяют, в случае необходимости, заполнить полость рабочего колеса маслом, например, из сливного резервуара маслоприемника. Размещение в канале плунжера выемной втулки позволяет перекрыть отверстия в плунжере и, следовательно, отделить полость рабочего колеса от сливного резервуара маслоприемника. Установка съемной крышки в основании днища позволяет осуществить незначительную переналадку рабочего колеса без демонтажа и разборки последнего, с целью, например, заполнения маслом полости рабочего колеса. Заливка масла в полость рабочего колеса на 5-15% от объема последней позволяет гарантировать наличие в полости минимального объема масла, обеспечивающего образование в полости масляных испарений, позволяющих защити ть масляной пленкой элементы рабочего колеса от коррозионного воздействия воды, проникающей из проточной части гидромашины по уплотнениям лопастей. В целом, совокупность существенных признаков позволяет достигнуть технический результат - исключить протечки масла из корпуса рабочего колеса в проточную часть гидромашины, уменьшить расход масла при эксплуатации гидроагрегата, также обеспечить работу рабочего колеса как в безмасляном режиме смазки, так и в масляном режиме, при незначительном объеме технологических операций по переналадке рабочего колеса. Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан разрез рабочего колеса вертикальной поворотнолопастной гидромашины. Рабочее колесо гидромашины содержит корпус 1 с днищем 2, поворотные лопасти 3, механизм поворота лопастей 4, сервопривод 5 со штоком 6, подшипники 7 взаимодействующих элементов, направляющий стакан 8 с размещенным в нем плунжером 9 и залитое в корпус 1 масло 10. Полость колеса 11 отделена от проточной части (12) уплотнением 13 по фланцам лопастей 3. Подшипники 7 взаимодействующих элементов работают без смазки; полость колеса 11 отделена от полости сервопривода 5 посредством уплотнительного устройства 14; в штоке сервопривода 6 выполнен канал 15, соединенный с масляным резервуаром маслоприемника (неуказан); в плунжере 9 выполнен канал 16, соединенный с каналом 15 и посредством отверстий 17 с полостью колеса 11, причем в канале 16 размещена выемная втулка 18, перекрывающая отверстия 17. При этом в основании днища 2 установлена съемная крышка 19, а масло 10 залито в полость колеса 11 на 5-15% от объема последней, например, до уровня 20. Для слива масла и воды из полости колеса 11 в основании днища 2 предусмотрено отверстие с пробкой 21. Рабочее колесо гидромашины работает следующим образом. В процессе эксплуатации рабочее колесо совершает вращательное движение. В зависимости от режима работы посредством сервопривода 5 со штоком 6 и механизма поворота 4 осуществляется поворот лопастей 3. При этом в подшипниках 7, работающих без смазки, проворачиваются лопасти 3 относительно корпуса 1 и взаимодействующие элементы механизма поворота 4 относительно друг друга. Уплотнительное устройство 14 препятствуе т проникновению масла из полости сервопривода 5 в полость колеса 11. Отсутствие масла на уровне уплотнений 13 исключает его протечки из полости колеса 11 в проточную часть (12). Масло 10 заливают в полость колеса 11 на 5-15% от объема последней, чтобы только обеспечить образование в полости колеса 11 масляных испарений, создаваемых также в результате взбалтывания масла при вращении рабочего колеса, вследствие чего обеспечивается покрытие элементов в полости колеса 11 масляной пленкой, которая защищает указанные элементы от коррозионного воздействия воды, проникающей из проточной части (12) в полость колеса 11 по уплотнениям лопастей 13. Величина 5% обеспечивает наличие гарантированного минимального объема масла в полости колеса 11. Величина 15% ограничивает максимальный объем масла в полости 11 (например, ниже уровня подшипников 7 механизма поворота 4), а конкретный объем масла будет зависеть от конструктивных особенностей рабочего колеса. В случае увеличения трения в подшипниках 7 в процессе эксплуатации гидромашины, для улучшения условий работы подшипников 7, последние следует обеспечить масляной смазкой. Для этого полость колеса 11 заполняют маслом путем незначительной переналадки рабочего колеса без демонтажа и разборки последнего. При этом снимают крышку 19 в днище 2. извлекают втулку 18 из канала 16, затем крышку 19 устанавливают на место. В результате проведенных операций полость колеса 11 посредством системы каналов "17-16-15" соединяется с масляным резервуаром маслоприемника и из последнего заполняется маслом. Вода, проникающая через уплотнения 13 в полость колеса 11, стекает по внутренней стенке корпуса 1 к основанию днища 2. Для слива воды и масла из полости колеса 11 выворачивают пробку 21. В случае разрушения или износа подшипников 7, работающих без смазки, и при необходимости их замены на подшипники, работающие на масляной смазке, осуществляют демонтаж и разборку рабочего колеса и вышеуказанную незначительную переналадку последнего, для обеспечения заполнения полости колеса 11 маслом.