Гідравлічна машина самойленка

1. Гідравлічна машина, що включає напрямний апарат, забезпечений приводом і встановлений у водоводі перед турбінною камерою, виконаною у вигляді гвинтоподібного порожнистого циліндра, в порожнині якого розміщені лопаті робочого колеса, роз'ємно закріплені на його корпусі, 3 є те, що напрямний апарат виконаний у вигляді секторного затворного пристрою, розміщеного в камері на поворотній опорі. Новим є також те, що напрямний апарат виконаний у вигляді здвоєних секторних затворних пристроїв, розташованих симетрично відносно осі водоводу так, що в положенні "закрито" затвори мають загальну лінію спряження. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Виконання напрямного апарата у вигляді секторного затворного пристрою, який у компоновці гідравлічної машини утворює мінімальний гідравлічний опір потоку води, а в положенні "повністю відкрито" він знаходиться за межами потоку і практично не створює гідравлічного опору. Це дає можливість максимально використовувати потенціальну гідравлічну енергію потоку, покращити гідродинамічні характеристики проточної частини гідравлічної машини, а також підвищити її пропускну спроможність і ККД машини. Все це дозволяє розширити функціональні можливості гідравлічної машини, завдяки чому її можна використовувати у водоводах з дуже низьким напором води і при будь-якому співвідношенні розмірів водоводу прямокутного перетину. Крім того, виконання напрямного апарата у вигляді здвоєних секторних пристроїв дозволяє здійснювати більш плавне регулювання потужності машини за рахунок забезпечення величини витрати води, що задається, через турбінну камеру. Технічна сутність гідравлічної машини, що заявляється, пояснюється кресленнями. На фіг. 1 схематично представлена гідравлічна машина; на фіг. 2 - вигляд А на фіг. 1; на фіг. 3 - перетин Б-Б на фіг. 1 (положення затворного пристрою -"відкрито"); на фіг. 4 - перетин Б-Б на фіг. 1 (положення затворного пристрою -"закрито"); на фіг. 5 - напрямний апарат у вигляді здвоєних секторних затворних пристроїв (перетин Б-Б на фіг. 1) в положенні "закрито"; на фіг. 6 - напрямний апарат у вигляді здвоєних секторних затворних пристроїв (перетин Б-Б на фіг. 1) в положенні "відкрито". Гідравлічна машина включає напрямний апарат 1 виконаний у вигляді секторного затворного пристрою 2, який розміщений в замкнутій камері 3 і повертається в шарнірній опорі 4. Напрямний апарат може бути виконаний у вигляді здвоєних секторних затворних пристроїв 2, розташованих симетрично відносно осі водоводу 5. При повному закритті двох секторних затворних пристроїв 2 вони мають загальну лінію спряження, завдяки чому повністю перекривається водовід 5. Турбінна камера 6 виконана у вигляді двократного порожнистого циліндра. Секторний затворний пристрій 2 забезпечений приводним пристроєм 7 для його відкривання або закривання при подачі води в турбінну камеру 6. Напрямний апарат 1 встановлений перед турбінною камерою 6 у напірному водоводі 5, що має прямокутний пере 56377 4 тин. Робоче колесо 8 за допомогою болтів закріплене на валу 9, який кінематично зв'язаний із зовнішньою електричною машиною (не показана). Лопаті 10 робочого колеса 8 розміщені в порожнині гвинтоподібного циліндра турбінної камери 6, вихідний кінець якої нероз'ємно сполучений з відсмоктувальною трубою 11. Відсмоктувальна труба 11 виконана прямоточною. Гідравлічна машина працює таким чином. Вода з напірного водоводу 5 під тиском верхнього б'єфа через відкритий секторний затворний пристрій 2 напрямного апарата 1, встановлений на шарнірній опорі 4, надходить в турбінну камеру 6. Витрата води, що подається в турбінну камеру 6, регулюється за допомогою привода 7, який повертає в бік відкривання або закривання секторний затворний пристрій 2, розташований в замкненій камері 3. В разі використання здвоєних секторних пристроїв 2 забезпечується синхронний їх поворот у бік відкривання або закривання. Далі потік води, рухаючись по гвинтовій порожнині турбінної камери 6 по гвинтовій траєкторії, проходить простір між лопатями 10 робочого колеса 8, виходить з другого кінця гвинтової турбінної камери 6 і через відсмоктувальну трубу 11 надходить до нижнього б'єфа. Проходячи через робоче колесо 8, вода віддає робочому колесу енергію тиску і швидкісного напору, яка перетворюється на механічну енергію у вигляді обертаючого моменту на валу 9. Механічна енергія з робочого колеса 8 через вал 9 передається на ротор електричної машини (не показана). В разі роботи гідравлічної машини в насосному режимі механічна енергія передається на робоче колесо 8, яке, обертаючись у зворотному напрямі, передає енергію реверсивному потоку води. Гідравлічна машина, що заявляється, є компактною і відрізняється високою пропускною спроможністю та питомою потужністю, може сполучатися з напірним водоводом прямокутного перетину при будь-якому співвідношенні його розмірів. Завдяки цьому можливе її використання в широкому діапазоні низьких напорів, наприклад від 1 до 50м. Відносно малі габарити, а також можливість застосування гідравлічної машини в будь-якій просторовій компоновці без збільшення будівельної частини дозволяють використовувати машину також замість складних капсульних гідроагрегатів на низьконапірних гідроелектростанціях. При цьому заглиблення робочого колеса відносно рівня нижнього б'єфа, з метою уникнення режиму кавітації, не вимагає додаткових будівельних робіт. Використання гідравлічної машини, що заявляється, у складі гідроенергетичного устаткування гідроелектростанцій і гідроакумулюючих електростанцій дає можливість ефективно використовувати енергію малонапірних створів річок і будувати електростанції з меншими габаритами будівлі ГЕС. Промислова застосовність гідравлічної машини, що заявляється, підтверджується можливістю здійснення її на відомому устаткуванні в умовах вітчизняного промислового виробництва із використанням відомих матеріалів і пристосувань. 5 56377 6 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 56377 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601