Ущільнення вала гідромашини

Ущільнення вала гідромашини, що містить опорне і запірне кільця і механізм переміщення C2 1 3 - складність ущільнення із пневматичним запірним пристроєм; - трудність застосування у малих гідротурбінах; - відсутність сигналізації про закриття ущільнення. Найбільш близьким з виявлених аналогів до передбачуваного винаходу є ущільнення вала (ремонтне ущільнення) гідротурбіни [4], що містить опорне і запірне кільця і механізм переміщення запірного кільця. При цьому опорне кільце установлено на кришці турбіни, запірне кільце виконано пелюстковим і установлено на валу турбіни, а механізмом переміщення запірного кільця є потужні гальма-домкрати, за допомогою котрих при зупинці гідроагрегату піднімається ротор агрегату разом з валом і запірним кільцем. Недоліками відомого ущільнення вала є: - важкоприступність до ущільнення для контролю за його роботою; - складність конструкції гальм-домкратів і потреба у маслі для їх роботи; - відсутність сигналізації про закриття ущільнення. В основу передбачуваного винаходу поставлено завдання створити таке ущільнення вала гідромашини, нове виконання котрого забезпечило б доступність до ущільнення для його обслуговування і можливість контролю за його роботою. Ущільнення вала гідромашини, що заявляється, містить опорне і запірне кільця і механізм переміщення запірного кільця. При цьому відмітними ознаками передбачуваного винаходу в порівнянні із прототипом є: - введення в ущільнення додатково корпуса, що установлений в кришці гідромашини; - введення в ущільнення додатково пристрою для контролю переміщення запірного кільця (контрольного пристрою), що установлений в кришці гідромашини; - установлення опорного кільця на валу; - установлення запірного кільця в кришці гідромашини і його прилягання до корпуса ущільнення; - виконання запірного кільця із ущільнювальним шнуром; - виконання запірного кільця з можливістю переміщення в осьовому напрямку; - установлення механізму переміщення запірного кільця в корпусі ущільнення; - з'єднання механізму переміщення із запірним кільцем; - з'єднання механізму переміщення запірного кільця з контрольним пристроєм; - виконання механізму переміщення запірного кільця у вигляді ряду пальців, розподілених рівномірно по окружності; - виконання пальця механізму переміщення запірного кільця зі шліцами; - виконання пальця механізму переміщення запірного кільця з ексцентрично розташованими кулачками з двох сторін; - з'єднання пальця за допомогою кулачка з однієї сторони із запірним кільцем; 88394 4 - з'єднання пальця за допомогою кулачка з іншої сторони із пристроєм для контролю переміщення запірного кільця; - пристрій для контролю переміщення запірного кільця містить корпус; повзун з отвором для кулачка пальця, розміщений в корпусі; шток і датчик переміщення. Виконання винаходу, що заявляється, дозволяє здійснити ущільнювання вала, але без пристрою для контролю переміщення запірного кільця. Введення в ущільнення вала додатково корпуса, що установлений в кришці гідромашини, дозволяє розмістити в корпусі необхідні механізми і виконати конструкцію ущільнення простою і компактною. Введення в ущільнення вала додатково пристрою для контролю переміщення запірного кільця (контрольного пристрою) дозволяє контролювати закриття ущільнення, забезпечити сигналізацію про закриття ущільнення і, відповідно, підвищити надійність роботи ущільнення. Установлення опорного кільця на валу дозволяє спростити доступ до його. Установлення запірного кільця в кришці гідромашини і його прилягання до корпусу дозволяє виконати компактною конструкцію ущільнення вала. Виконання запірного кільця з ущільнювальним шнуром дозволяє спростити конструкцію ущільнення вала. Виконання запірного кільця з можливістю переміщення в осьовому напрямку дозволяє забезпечити рухомість запірного кільця відносно корпусу ущільнення і дозволяє виконати компактною конструкцію ущільнення вала. Установлення механізму переміщення запірного кільця в корпусі ущільнення дозволяє виконати компактною конструкцію ущільнення вала і забезпечити приступність до механізму переміщення запірного кільця для його обслуговування. З'єднання механізму переміщення безпосередньо із запірним кільцем дозволяє здійснити напрямки переміщення запірного кільця і виконати ущільнення вала компактним. З'єднання механізму переміщення запірного кільця з контрольним пристроєм дозволяє забезпечити контроль за переміщенням запірного кільця. Виконання механізму переміщення запірного кільця у вигляді ряда пальців, розподілених рівномірно по окружності, дозволяє забезпечити рівномірне переміщення запірного кільця по окружності, також спростити і виконати компактною конструкцію ущільнення вала. Виконання пальця механізму переміщення зі шліцами дозволяє забезпечити поворот пальця навколо своєї осі за допомогою, наприклад, гайкового ключа. Виконання пальця механізму переміщення запірного кільця з ексцентрично розташованими кулачками з двох сторін дозволяє забезпечити з'єднання пальця одночасно із запірним кільцем і з контрольним пристроєм і при повороті пальця навколо своєї осі забезпечити переміщення кулачків, 5 наприклад, із крайнього нижнього положення в крайнє верхнє положення і, відповідно, забезпечити переміщення запірного кільця на закриття і переміщення контрольного пристрою до подання сигналу про закриття. З'єднання пальця механізму повороту запірного кільця за допомогою кулачка з однієї сторони із запірним кільцем дозволяє при повороті пальця забезпечити переміщення запірного кільця, наприклад, із крайнього нижнього положення (положення відкриття) в крайнє верхнє положення (у положення закриття). З'єднання пальця механізму повороту запірного кільця за допомогою кулачка з іншої сторони із пристроєм для контролю переміщення запірного кільця дозволяє забезпечити контроль за переміщенням запірного кільця, наприклад, із крайнього нижнього положення (положення відкриття) в крайнє верхнє положення (положення закриття). Виконання пристрою для контролю переміщення запірного кільця, що містить корпус; повзун з отвором для кулачка пальця, розміщений в корпусі; шток і датчик переміщення, дозволяє виконати простою і компактною конструкцію контрольного пристрою, забезпечити сигналізацію про закриття ущільнення і, відповідно, виконати компактною і надійною конструкцію ущільнення вала. У цілому, сукупність суттєвих ознак дозволяє досягти технічний результат - одержати ущільнення вала гідромашини, нове виконання котрого дозволяє забезпечити приступність до ущільнення, контроль за його роботою і сигналізацію про закриття ущільнення, також дозволяє забезпечити простоту і компактність конструкції, що важливо для гідромашин малих розмірів, і підвищити надійність ущільнення вала гідромашини. Передбачуваний винахід ілюструється кресленням, на яких показано: Фіг.1 - ущільнення вала гідромашини у відкритому положенні при роботі гідроагрегату. Фіг.2 - ущільнення вала гідромашини в закритому положенні при зупинці гідроагрегату. Ущільнення вала гідромашини (див. Фіг.1) містить корпус 1, що установлений в кришці 2 гідромашини, опорне кільце 3, що установлено на валу 4; запірне кільце 5, що установлено в кришці 2 гідромашини, прилягає до корпуса 1 ущільнення і виконано з ущільнювальним шнуром 6 і з можливістю переміщення в осьовому напрямку щодо корпуса 1; механізм 7 переміщення запірного кільця 5 і пристрій 8 для контролю переміщення запірного кільця 5 (контрольний пристрій). При роботі гідроагрегату ущільнення вала перебуває у відкритому положенні, при цьому існує зазор 9 між опорним кільцем 3 і запірним кільцем 5 з ущільнювальним шнуром 6. При цьому механізм переміщення 7 запірного кільця 5 установлений у корпусі 1: в корпусі 1 встановлюють ряд бобишек 10, розподілених рівномірно по окружності, у яких установлюють антифрикційні втулки 11, а у втулках 11 установлюють пальці 12; палець 12 виконаний зі шліцами 13 для повороту і з двох сторін з ексцентрично 88394 6 розташованими кулачками 14 і 15, причому, з одного боку - кулачок 14 з'єднаний із запірним кільцем 5 за допомогою виконаній в останньому розточки (не позначено), з іншого боку - кулачок 15 з'єднаний з контрольним пристроєм 8, що містить корпус 16, повзун 17 з отвором (не позначено) для кулачка 15, що розміщений у корпусі 16, шток 18, що установлений в повзуні 17, і датчик переміщення 19; причому, при відкритому положенні ущільнення вала (при наявності зазору 9) між штоком 18 і датчиком переміщення 19 існує зазор 20. Ущільнення вала гідромашини працює наступним чином (див. Фіг.1 і 2). В процесі роботи гідроагрегату ущільнення вала перебуває у відкритому положенні - між опорним кільцем 3 і запірним кільцем 5 з ущільнювальним шнуром 6 існує зазор 9, а між штоком 18 і датчиком переміщення 19 контрольного пристрою 8 - зазор 20. При зупинці гідроагрегату закривають ущільнення вала, для чого послідовно повертають пальці 12 навколо своєї осі за допомогою шліців 13 і, наприклад, гайкового ключа. При цьому кулачки 14 пальців 12 повертаються навколо осі пальця 12і переміщають запірне кільце 5. Послідовно встановивши кулачки 14 усіх пальців 12 у крайнє верхнє положення, запірне кільце 5 з ущільнювальним шнуром 6 переміщають у крайнє верхнє положення і приводять у положення щільного контакту з опорним кільцем 3 (положення закриття). При цьому зазор 9 між опорним кільцем 3 і запірним кільцем 5 із ущільнювальним шнуром 6 перекривається. Причому, при повороті пальців 12 навколо своєї осі кулачки 15 пальців 12 також повертаються навколо осі пальців 12 і переміщають повзуни 17 зі штоком 18 контрольного пристрою 8. При установленні кулачків 15 пальців 12 у верхнє положення повзун 17 переміщається у крайнє верхнє положення, а шток 18 вибирає зазор 20 і вступає в контакт з датчиком переміщення 19, який сигналізує про здійснення щільного контакту запірного кільця 5 з опорним кільцем 3, тобто, про завершення закриття ущільнення вала. Таким чином, при закритті ущільнення вала проникнення води в напрямний підшипник гідромашини і у внутрішню порожнину гідромашини виключається, а про завершення закриття ущільнення вала сигналізує контрольний пристрій 8. Джерела інформації, що прийняті в увагу при складанні заявки: 1. Н.Н. Ковалев. Проектирование гидротурбин. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие. - 1974. С.231. 2. Н.Н. Ковалев. Проектирование гидротурбин. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие. - 1974. С.229-230, рис.VII.3. 3. Справочник по гидротурбинам /под ред. Н.Н. Ковалева/. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие. -1984. - С.255, рис.IV.37. 4. Справочник конструктора гидротурбин /под ред. Ковалева Н.Н./. - Л.: Машиностроение. - 1971. - С.184-186, рис.IV.71 (узел II). - Прототип. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 88394 8 Підписне Тираж 28 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