Робоче колесо радіально-осьової гідромашини

Робоче колесо радіально-осьової гідромашини, що містить верхній і нижній ободи і закріплені між ними лопаті, кожна з яких з тильного боку зв'язана з нижнім ободом галтельним переходом по радіусу, що має змінну величину, котра плавно змінюється, яке відрізняється тим, що радіус галтельного переходу має змінну величину, котра плавно змінюється уздовж всієї тильної сторони лопаті, а в конкретній точці тильної сторони лопаті виконується залежно від положення точки щодо вихідної кромки лопаті по формулі: ri ri макс , де (11) (21) a200812806 (22) 03.11.2008 (24) 25.06.2010 (46) 25.06.2010, Бюл.№ 12, 2010 р. (72) ВЕРЕМЕЄНКО ІГОР СТЕПАНОВИЧ, ГЛАДИШЕВ СЕРГІЙ ВІКТОРОВИЧ, КУЗЬМІНА НАТАЛІЯ ГРИГОРІЇВНА, ШИЛОВ ВАЛЕРІЙ ПАВЛОВИЧ (73) ВЕРЕМЕЄНКО ІГОР СТЕПАНОВИЧ, ГЛАДИШЕВ СЕРГІЙ ВІКТОРОВИЧ, КУЗЬМІНА НАТАЛІЯ ГРИГОРІЇВНА, ШИЛОВ ВАЛЕРІЙ ПАВЛОВИЧ (56) SU 767388, 30.09.1980 SU 798343, 23.01.1981 SU 1028869, 15.07.1983 UA 65644, 15.04.2004 UA 73589, 15.08.2005 UA 76260, 17.07.2006 UA 79845, 25.07.2007 UA 80108, 27.07.2007 UA 82240, 25.03.2008 UA 89306, 11.01.20010 SU 364758, 25.12.1972 SU 780598, 07.07.1973 RU 2166121, 27.04.2001 3 91131 4 ження інтенсивності кавітаційної ерозії в зоні розкожна з яких з опуклого (тильного) боку зв'язана з рідження з тильного боку лопаті застосовують різні нижнім ободом галтельним переходом по радіусу. засоби: встановлюють вставки або виконують галПри цьому радіус галтельного переходу на вхідній тельні переходи. і вихідній ділянках лопаті складає, відповідно, Відомо робоче колесо радіально-осьової гід0,009-0,012 і 0,005-0,006 від діаметру робочого ромашини [2], що містить маточину (верхній обід) і колеса, а на середній ділянці має змінну величину, обід (нижній обід) з розміщеними між ними лопащо плавно змінюється, причому вхідна і середня тями, на тильній стороні яких в зоні сполучення з ділянки мають рівну довжину, що становить 0,16 ободом закріплені вставки у вигляді похилих пласвід довжини лопаті. тин, встановлених з прогином, що має максимальНедоліками відомого робочого колеса є: не значення в центральній частині пластини і міні- недостатність ділянки галтельного переходу мальне у її кінців. При цьому лопаті сполучені з із змінною величиною радіусу, що плавно змінюматочиною і ободом за допомогою зварювання (не ється. показано), а вставки встановлені в зоні вхідних - невизначеність величини радіусу галтельного кромок лопатей. переходу в конкретній точці на ділянці із величиНедоліками відомого робочого колеса є: ною радіусу, що плавно змінюється. - недостатність установки вставок в зоні вхід- недостатність зниження рівня кавітаційної них кромок лопатей для зменшення кавітаційної ерозії, що приводить до недостатньої надійності ерозії в зоні сполучення лопатей по тильній стороробочого колеса. ні з нижнім ободом, що приводить до ерозійних У основу передбачуваного винаходу поставруйнувань робочого колеса і, відповідно, до невилено завдання - створити таке робоче колесо расокої надійності робочого колеса; діально-осьової гідромашини, нове виконання яко- нетехнологічність установки на тильній стого шляхом формування галтельного переходу на роні лопатей вставок, що приводить до додаткових тильній стороні лопаті дозволило б поліпшити фовитрат на їх виготовлення і установку і, як наслірмування потоку води на тильній стороні лопаті, док, до підвищення трудомісткості виготовлення понизити інтенсивність кавітаційної ерозії, тим саробочого колеса в цілому. мим підвищити надійність робочого колеса. Відомо також робоче колесо радіальноРобоче колесо радіально-осьової гідромашиосьової гідромашини [3], що містить лопаті, яки ни, що заявляється, характеризується тим, що сполучені з верхнім і нижнім ободами галтельними містить верхній і нижній ободи і закріплені між нипереходами. При цьому на тильній стороні лопами лопаті, кожна з яких з тильного боку зв'язана з тей з боку вихідних кромок в зоні галтельних перенижнім ободом галтельним переходом по радіусу, ходів виконані потовщення, що мають довжину і що має змінну величину, яка плавно змінюється. максимальну ширину по вихідній кромці, котрі При цьому відмітні ознаки передбачуваного складають, відповідно, 0,05-0,12 і 0,06-0,15 від винаходу в порівнянні з прототипом є: діаметру робочого колеса, а максимальна товщи- виконання галтельного переходу по радіусу, на вихідної кромки лопаті в зоні галтельних перещо має змінну величину, яка плавно змінюється ходів складає 2-4 товщини вихідної кромки в сереуздовж всієї тильної сторони лопаті; дній частині лопаті. - виконання радіусу галтельного переходу в Недоліками відомого робочого колеса є: конкретній точці тильної сторони лопаті залежно - неефективність потовщення лопатей з боку від положення точки щодо вихідної кромки лопаті вихідних кромок для зниження кавітаційної ерозії, по формулі: що приводить до ерозійних руйнувань робочого колеса і, відповідно, до невисокої надійності робоri ri макс , де чого колеса; - погіршення гідродинаміки потоку в зоні потоrі - поточний радіус галтельного переходу по вщень лопатей з боку вихідних кромок, що призтильній стороні лопаті на li; водить до зниження енергетичних якостей робочоri го колеса. - відносний поточний радіус галтельного Найбільш близьким з виявлених аналогів до переходу по тильній стороні лопаті на li передбачуваного винаходу є робоче колесо радіально-осьової гідромашини [4], що містить лопаті, ri 2 10 11 li 6 4 10 9 li 5 3 10 li 4 10 7 li li - відносна поточна довжина галтельного переходу по тильній стороні лопаті li - поточна довжина галтельного переходу по тильній стороні лопаті щодо вихідної кромки L - довжина галтельного переходу по тильній стороні лопаті; 5 li 3 10 4 li 2 2 10 4 li 0,607 li L макс - максимальна товщина профілю лопаті в зоні сполучення з нижнім ободом робочого колеса. Виконання робочого колеса по обмежувальних ознаках дозволяє отримати робоче колесо радіально-осьової гідромашини з певними кавітаційними характеристиками. Виконання галтельного переходу по радіусу, що має змінну величину, яка плавно змінюється 5 91131 6 уздовж всій тильній стороні лопаті, дозволяє пороні 6 яких в зоні сполучення з нижнім ободом 2 ліпшити формування потоку води на тильній стовиконаний галтельний перехід 7 з радіусом ri (див. роні лопаті, понизити інтенсивність кавітаційної Фіг.2 і 3), що має змінну величину, яка плавно зміерозії і тим самим підвищити надійність робочого нюється від вихідної кромки 5 уздовж всієї тильної колеса. сторони 6 лопатей 3 і співвідносна максимальній Виконання радіусу галтельного переходу в товщині лопаті 3 в зоні сполучення 7 (див. Фіг.4). конкретній точці тильної сторони лопаті залежно Галтельний перехід виконується таким чином. від положення точки щодо вихідної кромки лопаті У процесі зварювання робочого колеса в зоні сполучення лопаті і нижнього обода по тильній по формулі ri ri макс дозволяє виконати змінстороні лопаті виконується зварний шов з урахуну величину радіусу галтельного переходу, що ванням параметрів галтельного переходу і потім плавно змінюється по всій тильній стороні лопаті. галтельний перехід формується з виконанням роВ цілому, сукупність суттєвих ознак дозволяє зрахункових радіусів. досягти технічний результат - отримати робоче Робоче колесо радіально-осьової гідромашини колесо радіально-осьової гідромашини, нове викопрацює таким чином. нання якого дозволяє поліпшити формування поПотік води із спіральної камери гідромашини току води на тильній стороні лопаті, понизити інтепотрапляє на вхідні кромки 4 лопатевої системи нсивність кавітаційної ерозії в зоні сполучення робочого колеса, обтікає лопаті 3, виходить з вихілопатей з нижнім ободом і тим самим підвищити дних кромок 5 лопатей 3 і приводить робоче коленадійність робочого колеса. со в обертальний рух. У зоні сполучення лопатей 3 Передбачуваний винахід ілюструється кресз нижнім ободом 2 виконані на тильній стороні 6 леннями, на яких показано: лопатей 3 галтельні переходи 7 з радіусом, що Фіг.1 - робоче колесо радіально-осьової гідровизначений формулою, зменшують величину макмашини в ізометричному виконанні; симального розрідження і тим самим знижують Фіг.2 - зона сполучення лопаті з нижнім обоінтенсивність кавітаційної ерозії і, відповідно, еродом (вузол А на Фіг.1); зійні руйнування робочого колеса. Фіг.3 - перетин по галтельному переходу в поДжерела інформації, що прийняті до уваги при точній точці (Б-Б на Фіг.2); складанні заявки Фіг.4 - перетин профілю лопаті в зоні сполу1. Н.Н. Ковалев. Проектирование гидротурбин. чення з нижнім ободом (В-В на Фіг.2); де: Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие. - 1974. - С. (див. Фіг.2) L - довжина галтельного переходу 80-81. по тильній стороні лопаті, li - поточна довжина гал2. Рабочее колесо радиально-осевой гидромашительного переходу по тильній стороні лопаті; ны. А. с. СССР №767388, МПК F03В3/12, опубл. (див. Фіг.3) ri - поточний радіус галтельного 1980, Бюл. №36. переходу по тильній стороні лопаті на li; 3. Рабочее колесо радиально-осевой гидромаши(див. Фіг.4) макс - максимальна товщина проны. А. с. СССР №798343, МПК F03В3/02, опубл. філю лопаті в зоні сполучення з нижнім ободом 1981, Бюл. №3. робочого колеса. 4. Рабочее колесо радиально-осевой гидромашиРобоче колесо містить (див. Фіг.1 і 2) верхній 1 ны. А. с. СССР №1028869, МПК F03В3/12, опубл. і нижній 2 ободи і закріплені між ними лопаті 3, з 1983, Бюл. №26. вхідною 4 і вихідною 5 кромками, на тильній сто 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 91131 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