Напрямний апарат гідромашини

Напрямний апарат гідромашини, що містить поворотні, лопатки, важелі лопаток, накладки, ме Передбачуваний винахід відноситься до гідромашинобудування і може бути використаним у напрямному апараті гідравлічних машин, наприклад, гідротурбін Відомо, ЩО особливістю напрямного апарата є наявність у механізмі повороту напрямної лопатки запобіжного елемента, наприклад, зрізного пальця У процесі роботи гідромашини при руху напрямного апарата, наприклад, на закриття, можливо заклинювання якоі-небудь лопатки (між лопаткою і горішнім або ДОЛІШНІМ кільцями) або потрапляння між лопатками стороннього предмета, що викликає зруйнування запобіжного елемента При цьому діється порушення зв'язку (розпогодження) між регулюючим кільцем і лопаткою, котра, звільнившись від механізму повороту, під впливом потоку води починає робити самовільні знакоперемінні повороти, що створює додатковий крутильний момент на сусідніх лопатках або імовірність розвороту і удару по сусіднім лопаткам, що може привести до зруйнування запобіжних елементів сусідніх лопаток Для обмеження самовільного повороту розпогодженої напрямної лопатки у гідромашинах застосовують різні конструкції запобіжних пристроїв Відомий напрямний апарат гідромашини [1], що містить поворотні лопатки, важелі лопаток, накладки, механізм керування поворотом лопаток, ханізм керування поворотом лопаток, запобіжні елементи і упори, установлені на накладках, для обмеження поворотів лопаток при зруйнуванні запобіжних елементів і для спрощення заміни запобіжних елементів, який відрізняється тим, що упори для обмеження поворотів лопаток і упори для спрощення заміни запобіжних елементів виконані і установлені нарізно, при цьому упори для обмеження поворотів лопаток установлені на бокових гранях накладок і виконані із можливістю зруйнування, а упори для спрощення заміни запобіжних елементів виконані з'ємними запобіжні елементи і упори, установлені на важелях, при цьому у накладках виконані пази, у котрих розмішені упори, прийому, наприклад, при закритому напрямному апараті упори установлені у безпосередній близькості до обмежувальних стінок пазів, котрі, у випадку зруйнування запобіжного елемента, насуваються на упори при руху напрямного апарата на відкриття і виконані жорсткими Недоліками указаної конструкції є, жорсткість упорів, негайна взаємодія накладки по обмежувальній СТІНЦІ паза із жорстким упором при руку напрямного апарата на відкриття, у випадку, наприклад, заклинювання лопатки і наступного зруйнування запобіжного елемента, що може привести до зруйнування елементів напрямного апарата, взаємодія накладки по протилежній обмежувальній СТІНЦІ паза із жорстким упором при руку напрямного апарата на закриття, у випадку заклинювання лопатки або потрапляння стороннього предмета між лопатками, притиснення останнього до сусідньої лопатки і наступного зруйнування запобіжного елемента, що може привести до зруйнування елементів напрямного апарата, відсутність упорів для спрощення заміни запобіжного елемента Відомий також напрямний апарат гідромашини О (О ю із пристроєм, запобігаючим самовільний поворот лопаток, [2], що містить поворотні лопатки, важелі лопаток, механізм керування поворотом лопаток, запобіжні елементи і упори, котрі установлені на кришці гідромашини, при цьому важелі лопаток за допомогою серег з'єднані із регулюючим кільцем, причому, палець у шарнірі "важіль-серга" стирчить за межи шарніра і, у випадку зруйнування запобіжного елемента і при самовільному повороті лопатки упирається кінцем, що стирчить, в упор на кришці гідромашини Недолік відомого напрямного апарата гідромашини полягає у тому, що установка на кришці гідромашини необхідних упорів і забезпечення простору на кришці для посування пальця шарніра, що стирчить, перешкоджають розміщенню на кришці гідромашини багаточисельних трубопроводів Найбільш близьким з виявлених аналогів до передбачуваного винаходу є напрямний апарат гідротурбіни [3], що містить поворотні лопатки, важелі лопаток, накладки, механізм керування поворотом лопаток, запобіжні елементи (пристрої для запобігання лопаток від зруйнування) і упори для обмеження повороту лопаток при зруйнуванні запобіжних елементів і для спрощення заміни запобіжних елементів, при цьому упори установлені на накладках, причому у безпосередній близькості до важелів при закритому напрямному апараті, і, при руху напрямного апарата на відкриття, у випадку зруйнування запобіжних елементів, насуваються, разом із накладками, на важелі, і виконані жорсткими Недопіки відомого напрямного апарата полягають у наступному жорсткість упорів для обмеження повороту напрямних лопаток, негайна взаємодія упора, із важелем при руку напрямного апарата на відкриття, у випадку, наприклад, заклинювання якоі-небудь лопатки і наступного зруйнування запобіжного елемента, що може привести до зруйнування елементів напрямного апарата, віддалення упора, разом із накладкою, від важеля при руху напрямного апарата, на закриття, у випадку, наприклад, потрапляння стороннього предмета між лопатками і наступного зруйнування запобіжного елемента, і, отже, збільшення зони обмеження повороту лопаток у напрямку закриття, при цьому, у зоні гідравлічного момента, діючого на відкриття, обмеження нема - і розпогоджена лопатка може самовільно розвертатися і вдаряти по сусіднім лопаткам, що може привести до ланцюгової реакції зруйнування запобіжних елементів сусідніх та інших лопаток або до зруйнування елементів напрямного апарата, при зруйнуванні запобіжного елемента, і самовільному повороті лопатки у напрямку відкриття не зберігається зв'язок лопатки із регулюючим кільцем із боку відсутності упора і, отже, ускладнюється процес заміни запобіжного елемента, поєднання у одному упорі функцій обмеження повороту лопаток і спрощення заміни зруйнованого запобіжного елемента, внаслідок чого упор установлено у безпосередній близькості до важеля, хоч у процесі роботи гідротурбіни нема необ 59446 хідності у заміні запобіжного елемента В основу передбачуваного винаходу поставлено задану створити такий напрямний апарат гідромашини, нове виконання котрого дозволило б, при руху напрямного апарата на закриття або на відкриття, у випадку, наприклад потрапляння стороннього предмета між лопатками і наступного зруйнування запобіжного елемента, забезпечити необхідну зону для можливості перепуску стороннього предмета і одночасно обмежити зону самовільних знакоперемінних поворотів розпогодженої лопатки, а у випадку заклинювання якоі-небудь напрямної лопатки, дозволило б запобігти зруйнування елементів напрямного апарата, також дозволило б зберегти зв'язок регулюючого кільця із розпогодженою лопаткою і повертати останню у напрямку руху регулюючого кільця - тим самим підвищити надійність напрямного апарата, гідромашини і, крім того, поліпшити можливість заміни зруйнованого запобіжного елемента Заявляємий напрямний апарат характеризується тим, що містить поворотні лопатки, важелі лопаток, накладки, механізм керування поворотом лопаток, запобіжні елементи і упори, установлені на накладках, для обмеження повороту лопаток у випадку зруйнування запобіжних елементів і для спрощення заміни запобіжних елементів При цьому, ВІДМІТНИМИ ознаками передбачуваного винаходу у порівнянні із прототипом є нарізна установка упорів для обмеження повороту лопаток і упорів для спрощення заміни запобіжних елементів, установка упорів для обмеження повороту лопаток на бокових гранях накладок, виконання упорів для обмеження повороту лопаток із можливістю зруйнування, виконання упорів для спрощення заміни запобіжних елементів з'ємними Виконання напрямного апарата гідромашини по обмежувальним ознакам дозволяє, при руху напрямного апарата на закриття або на відкриття, у випадну зруйнування запобіжного елемента і самовільних поворотів розпогодженої лопатки, обмежити поворот лопатки переважно у напрямку на закриття і спростити заміну зруйнованого запобіжного елемента Нарізна установка упорів для обмеження повороту лопаток і упорів для спрощення заміни запобіжних елементів дозволяє використати кожний з них у ВІДПОВІДНОСТІ із виконанням експлуатаційної функції Установка упорів для обмеження повороту лопатки на бокових гранях накладок дозволяє при руху напрямного апарата на закриття або на відкриття, у випадку зруйнування запобіжного елемента, установити обхідну зону обмеження повороту лопатки і забезпечити при цьому зв'язок розпогодженої лопатки із регулюючим кільцем Виконання упорів для обмеження повороту лопатки із можливістю зруйнування дозволяє, при руху напрямного апарата на відкриття або закриття, у випадку жорсткого заклинювання лопатки і зруйнування запобіжного елемента, забезпечити поперед усього зруйнування упорів і запобігти зруйнування лопатки і елементів напрямного апарата, тим самим дозволяє підвищити надійність 59446 лопатками 1 стороннього предмета, запобіжній напрямного апарата елемент 6 зруйнується (див фіг 1,б) зв'язок лопатВиконання упорів для спрощення заміни запоки 1 із накладкою 3 і, відповідне, із регулюючим біжних елементів з'ємними дозволяє одержати кільцем 4 порушується, причому, лопатка 1 із ваможливість виймати їх при роботі гідромашини, що желем 2 залишається нерухомою, а накладка З дозволяє виключити імовірність їх роботи як упорів продовжує повертатися у напрямку закриття і упор для обмеження повороту лопаток при руху напря8, разом із накладкою 3, наближається до важеля много апарата на відкриття, у випадку зруйнуван2 При цьому, у випадку проходження стороннього ня запобіжного елемента, і тим самим запобігти предмета між лопатками 1, упор 8 повертає важіль імовірність зруйнування елементів напрямного 2 із розпогодженою лопаткою і у напрямку закритапарата тя, забезпечуючи деякий зв'язок останньої із регуУ цілому сукупність суттєвих ознак заявляє люючим кільцем 4, причому, розпогоджена лопатмого винаходу дозволяє досягти технічний резулька 1 під впливом потоку води може робити самовітат - одержати напрямний апарат, що забезпечує і льні знакоперемінні повороти, проте, в установлеодночасно обмежує необхідну зону самовільних них границях зони, обмеженої упорами 7 і 8 При знакоперемінних поворотів лопатки, дозволяє збецьому, упор 9 у отворі 12 відсутній і не перешкорегти зв'язок розпогодженої лопатки із регулююджає повороту лопатки 1 чим кільцем і поліпшити можливість заміни запобіжних елементів, таким чином дозволяє запобігти При руку напрямного апарата, у т ч , регулююзруйнування елементів напрямного апарата і, тим чого кільця 4, на відкриття напрямні лопатки 1 (насамим, дозволяє забезпечити підвищення надійприклад, з закритого положення} погоджено повеності роботи напнапрямного апарата гідромашини ртаються у напрямку відкриття При цьому, у випадку заклинювання лопатки 1, запобіжний елеПередбачуваний винахід ілюструється кресмент 8 зруйнується (див фіг 1,в), зв'язок лопатки і ленням, на котрих показано із накладкою 3 і, ВІДПОВІДНО, ІЗ регулюючсим кільфіг 1 - взаємне розположення елементів нацем 4, порушується, причому, лопатка 1 із важепрямного апарата гідромашини, у т ч , упорів, при лем 2 залишається нерухомою, а накладка 3 пронормальній роботі гідромашини при руку напрямдовжує повертатися у напрямку відкриття і упор 7, ного апарата на закриття або на відкриття і, наразом із накладкою, наближається до важеля 2 приклад, у випадку зруйнування запобіжного елеПри цьому, у випадку проходження стороннього мента, предмета між лопаткою 1 і, наприклад, кришкою фіг 2 - установка і конструкція упорів для обгідромашини, упор 7 повертає важіль 2 із лопатмеження повороту лопатки напрямного апарата кою 1 у напрямку відкриття, забезпечуючи деякий гідромашини, зв'язок останньої із регулюючим кільцем 4, причофіг 3 - виконання і установка упора для спрому, розпогоджена лопатка 1 під впливом потока щення заміни запобіжного елемента води може робити самовільні знакоперемінні поНапрямний апарат гідромашини містить (див вороти, проте, у границях зони, обмеженої упорафіг1) поворотні лопатки 1, важелі лопаток 2, нами 7 і 8 При цьому, упор 9 у отворі 12 відсутній і кладки 3, з'єднані із регулюючим кільцем 4 за доне перешкоджає повороту накладки 3 відносно помогою серег 5, запобіжні елементи 6 і установважеля 2, чим запобігається зруйнування елеменлені на накладках 3 упори 7 і 8 для обмеження тів напрямного апарата після зруйнування запобіповороту лопаток і упори 9 для спрощення заміни жного елемента 6 запобіжного елемента 6 при зруйнуванні останнього При цьому (див фіг 2), упори 7 і 8 для обмеУ випадку жорсткого заклинювання лопатки 1 ження повороту лопаток установлені на бокових при руху напрямного апарата як на закриття, так і гранях накладок 3 за допомогою кріпильних елена відкриття, у випадку зруйнування запобіжного ментів 10, що зруйнуються при певному зусиллі по елемента 6, накладка 3 із упорами 7 і 8, разом із шийці 11, а упори 9 для спрощення заміни запобірегулюючим кільцем 4 продовжує ВІДПОВІДНИЙ рух, жних елементів 6 установлені (див фігЗ) у наклапри цьому, важіль 2 взаємодіє, ВІДПОВІДНО, або з дках 3 у отворах 12 і виконані з'ємними упором 8, або з упором 7, і при певному зусиллі зруйнує кріпильні елементи 10 по шийці 11, тим Напрямний апарат гідромашини працює насамим запобігаючи зруйнування елементів напряступним чином много апарата У робочому положенні напрямного апарата (див фіг1,а) на важелі 2 лопатки 1 установлена При зупинці гідромашини, після віддалення накладка 3 і зафіксована за допомогою запобіжностороннього предмета з напрямного апарата, тобго елемента 6, причому накладка 3 за допомогою то після звільнення лопатки 1, останню разом із серг і 5 з'єднана із регулюючим кільцем 4, завдяки важелем 2, за допомогою спеціального пристрою, чому лопатка 2 погоджено повертається разом із установлюють у робоче положення відносно нарегулюючим кільцем 4 при руху напрямного апакладки 3, установлюють упор 9 у отвір 12, виймарата на відкриття або на закриття При цьому, ють частки зруйнованого запобіжного елемента 6 і упори 7 і 8 установлені на бокових гранях накладустановлюють у накладку 3 і важіль 2 новий цільки 3, а упор 9 тимчасово вийнято, так як у процесі ний запобіжний елемент 6 При цьому, збереження роботи гідромашини у ньому нема необхідності за допомогою упорів 7 і 8 зв'язку лопатки 1 із регулюючим кільцем 4 дозволяє ефективно використаУ процесі роботи гідромашини, наприклад, при ти пристрій для повороту лопатки 1 без попереруху напрямного апарата, у т ч , регулюючого кіднього працеємкого повороту лопатки 1 у зону дії льця 4, на закриття, напрямні лопатки 1 з відкритопристрою го положення погоджено повертаються у напрямку закриття При цьому, у випадку потрапляння між Джерела інформації, що прийняті до уваги при 59446 складанні заявки 1 Направляющий аппарат гидромашины А с СССР №305778, МПК F03B3/18, 1974 2 Пристрій, запобігаючий самовільний поворот напрямних лопаток Патент Японії №52-37538, кл 8 52В21 (МПК F03B3/18), 1977 3 Направляющий аппарат гидротурбины А с СССР №167192, кл 88а, 5 (МПК F03B3/18), 1964, Прототип А-А О г. 2 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко , 3 Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна