Робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини

Робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини, що містить корпус із днищем, з'єднаний із порожнистим валом, ущільнення поворотних лопатей, сервопривід із штоком, з'єднаний за допомогою штанг з маслоприймачем, ущільнення по штоку між порожнинами корпуса і сервоприводу, підшипники, що працюють без мастила, і масло, що залите на 5-15% від об'єму корпуса, при цьому у штоці сервоприводу виконано канал, з'єднаний з трубою, що розміщена на штангах і направлена до маслоприимача, яке відрізняється тим, що містить пристрій для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої, котрий включає систему повітряно-зливних трубопроводів, і що ущільнення по штоку містить розвантажувальну порожнину, з'єднану із дренажною порожниною вала, при цьому пристрій для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої містить в нижній частині штока установлену трубу, що сполучена із каналом у штоці і направлена у порожнину корпуса, на маслоприймачі установлений масловодозбірник, охоплюючий верхню частину труби, що розміщена у штангах, а до масловодозбірника приєднаний зливний трубопровід, причому джерело стисненого повітря і зливний трубопровід розміщені з можливістю періодично поперемінного приєднання до верхньої частини труби, що розміщена у штангах О Винахід відноситься до гідромашинобудування і може бути використаним при виготовленні робочих колес поворотнолопатевих гідромашин Розвиток гідроенергетичного будівництва безпосередньо пов'язаний із впливом його на навколишнє середовище і, зокрема, із впливом протікань масла з робочого колеса гідромашини у проточну частину гідромашини під час експлуатації пдроагрегата Для попередження потрапляння протікань масла у навколишнє середовище (крізь ущільнення лопатей) необхідно звільнити порожнину корпуса робочого колеса від масла, забезпечити діагностику наявності рідини у порожнині корпуса і її видалення з останньої Відоме робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини [1] котре містить корпус із днищем, ущільнення поворотних лопатей, сервопривод із штоком, підшипники взаємодіючих елементів і залите у корпус масло При цьому, корпус з'єднаний із порожнистим валом, сервопривод за допомогою штанг з'єднаний із маслоприймачем, ущільнення по штоку відсутнє, корпус заповнений маслом повністю і знаходиться під тиском, підшипники пра цюють на мастилі, при цьому днище обмежує корпус знизу, у днищі збираються ВІДСТІЙ масла і протікання води крізь ущільнення лопатей з проточної частини гідромашини, в основі днища виконано отвір для зливу масла, відстою масла і протікань води, а до днища кріпиться обтічний конус Злив рідини з корпуса робочого колеса здійснюють при зупиненому агрегаті і осушеній проточній частині гідромашини Недоліки відомого робочого колеса полягають у наступному - недостатня еколопчність робочого колеса, внаслідок попадання імовірних протікань масла з корпуса робочого колеса у проточну частину гідромашини, - імовірність проникнення води (протікань води) з корпуса колеса по штоку і штангах у систему регулювання, що породжує ржавления і небезпеку виходу з ладу деталей регулювання, - необхідність осушення проточної частини гідромашини для зливу масла, відстою масла і протікань води, з корпуса робочого колеса, - відсутність діагностики стану середовища у ю 00 44851 порожнині корпуса робочого колеса Відоме також робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини із пристроєм для видалення протікань рідини з порожнини колеса [2] котре містить конус-обтічник із внутрішньою порожниною, в котрий збираються протікання води з проточної частини гідромашини, і котра споряджена трубопроводами для подачі стисненого повітря і зливу рідини, одні КІНЦІ котрих виведені через порожнину вала на його зовнішню поверхню, а ІНШІ розміщені, ВІДПОВІДНО, у верхній і нижній частинах порожнини обтічника При цьому робоче колесо містить корпус із днищем, встановлений на порожнистому валу, ущільнення поворотних лопатей, сервопривод, із штоком, з'єднаний за допомогою штанг із маслоприймачем, підшипники взаємодіючих деталей і залите у корпус масло, причому корпус заповнений маслом повністю і знаходиться під тиском, підшипники працюють на мастилі, ущільнення по штоку відсутнє Масло і відстой масла зливають з порожнини корпуса крізь отвір у днищі при зупиненому агрегаті і осушеній проточній частині гідромашини ню вала, що приводить до імовірного попадання масла у машинний зал і до забруднення останнього, - відсутність діагностики стану середовища у порожнині корпуса робочого колеса Найбільш близьким з виявлених аналогів до передбачуваного винаходу являються робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини [4], котре містить корпус із днищем, ущільнення поворотних лопатей, сервопривод із штоком, підшипники взаємодіючих елементів і залите у корпус масло, причому підшипники працюють без мастила, установлено ущільнювальний пристрій по штоку між порожнинами корпуса і сервоприводу, причому у штоці виконаний канал, з'єднаний із трубою, що направлена до маслоприймача, а масло залите у корпус на 5-15% від об'єму порожнини корпуса При цьому, корпус з'єднаний із порожнистим валом, сервопривод за допомогою штанг з'єднаний із маслоприймачем, труба від штока до маслоприймача розміщена у штангах Злив масла з порожнини корпуса здійснюють при зупиненому гідроагрегаті і осушеній проточній частині гідромашини Недоліки відомого робочого колеса полягають у наступному - недостатня еколопчність робочого колеса, внаслідок попадання імовірних протікань масла з маслонаповненого робочого колеса у проточну частину гідромашини, - необхідність осушення проточної частини гідромашини для зливу масла з корпуса робочого колеса, - вивід повітряного і дренажного трубопроводів на зовнішню поверхню вала, що приводить до імовірного попадання води у машинний зал, - відсутність діагностики стану середовища у порожнині корпуса робочого колеса Відоме також робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини із пристроєм для видалення відстою [3], котре містить маслоприймач і дренажну систему, що розміщена у корпусі колеса і гідравлічно зв'язана із маслоприймачем і нижньою порожниною корпуса, утворюючи сполучені посудини, причому коліном високого тиску являється маслоприймач, а коліном низького тиску дренажна система відстою, вихідний кінець котрої розташований нижче рівня маслоприймача і виведений на зовнішньо поверхню вала При цьому, робоче колесо містить корпус із днищем, що встановлений на порожнистому валу, ущільнення поворотних лопатей, сервопривод із штоком, з'єднаний за допомогою штанг із маслоприймачем, підшипники взаємодіючих елементів і залите у корпус масло, причому корпус заповнений маслом повністю і знаходиться під тиском, підшипники працюють на мастилі, ущільнення по штоку відсутнє Масло з порожнини корпуса зливають при зупиненому гідроагрегаті і осушеній проточній частині гідромашини Недоліки відомого робочого колеса полягають у наступному - імовірність протікань масла з порожнини сервоприводу (порожнини високого тиску) у порожнину корпуса (порожнину низького тиску) крізь ущільнений по штоку, особливо при ушкодженні останнього, і імовірне заповнення корпуса колеса маслом, що приводить до протікань масла у проточну частину гідромашини крізь ущільнення лопатей і, отже, до порушення еколопчності робочого колеса, - необхідність осушення проточної частини гідромашини для зливу масла, відстою масла і води з корпуса робочого колеса, - відсутність діагностики стану середовища у порожнині корпуса робочого колеса В основу винаходу поставлено задачу одержати таке робоче колесо поворотнолопатевої, гідромашини, нове виконання котрого дозволило б підвищити рівень екологічної чистоти робочого колеса шляхом здійснення, наприклад, роботи робочого колеса з незначним контролюємим об'ємом масла у порожнині корпуса колеса, виключення неконтролюємих протікань масла і води в останню, за допомогою проведення діагностики стану і рівня рідини у порожнині корпуса і, отже, шляхом виключення попадання масла у проточну частину гідромашини, тобто, у навколишнє середовище Недоліки відомого робочого колеса полягають у наступному - недостатня еколопчність робочого колеса, внаслідок попадання можливих протікань масла з маслонаповненого корпуса робочого колеса у проточну частину гідромашини, - вивід дренажного трубопровода на поверх Заявляєме робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини містить корпус із днищем, з'єднаний із порожнистим валом, ущільнення поворотних лопатей, сервопривод із штоком, з'єднаний за допомогою штанг із маслоприймачем, ущільнення по штоку між порожнинами корпуса і сервоприводу, підшипники, що працюють без мастила, масло, залите на 5-15% від об'єма корпуса, при цьому у штоці виконаний канал сполучений із трубою, розміщеною у штангах і направленою до маслоприймача При цьому ВІДМІТНИМИ ознаками передбачуваного винаходу у зрівнянні із прототипом являються 44851 - виконання пристрою для діагностики стану середовища у порожнині корпуса робочого колеса і для видалення протікань масла з останньої ,що включає систему повітряно-зливних трубопроводів, - виконання в ущільненні по штоку розвантажуваної порожнини, з'єднаної із дренажною порожниною вала, - конкретне виконання пристрою для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої - установка у нижній частині штока труби, що сполучена із каналом у штоці і направлена у порожнину корпуса, - установка на маслоприймачі масловодозбірника, охоплюючого верхню частину труби, розміщеної, у штангах, при цьому до масловодозбірника приєднаний зливний трубопровід, - періодичне поперемінне приєднання до верхньої частини труби, розміщеної у штангах, джерела стисненого повітря і зливного трубопроводу Виконання робочого колеса поворотнолопатевоі гідромашини за обмежувальними ознаками дозволяє одержати робоче колесо гідромашини із високим рівнем екологічної чистоти Виконання у робочому колесі пристрою для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останнього ,що включає систему повітряно-зливних трубопроводів, дозволяє контролювати стан середовища у порожнині корпуса колеса в процесі експлуатації пдроагрегата, приймати рішення про необхідність видалення протікань масла і води з порожними корпуса і здійснювати видалення протікань з останньої без осушення проточної частини гідромашини Виконання в ущільненні по штоку між порожнинами корпуса і сервоприводу розвантажуваної порожнини, з'єднаної із дренажною порожниною вала, дозволяє, при наявності протікань масла по ущільненню, виключити попадання протікань масла з порожнини сервоприводу (порожнини високого тиску) до порожнини корпуса (порожнини низького тиску), виключити імовірність заповнення порожнини корпуса протіканнями масла крізь ущільнення по штоку і, ВІДПОВІДНО, виключити імовірність протікань масла у навколишнє середовище крізь ущільнення лопатей При конкретному виконанні пристрою для діагностики середовища у порожнині корпуса робочого колеса і для видалення протікань масла і води з останньої - установка у нижній частині штока труби, сполученої із каналом у штоці і направленої у порожнину корпуса, дозволяє з'єднати порожнину корпуса із трубою, розміщеною у штангах і направленою до маслоприймача, тобто з'єднати із масловодозбірником і зливним трубопроводом, також дозволяє, шляхом переміщення штока, зондувати стан середовища у порожнині корпуса на різних рівнях, - установка на маслоприймачі масловодозбірника, охоплюючого верхній кінець труби, розміщеної у штангах, і приєднання до масловодозбірника дренажного трубопровода дозволяє прийняти у масловодозбірник і далі у зливний трубопровід можливі протікання масла і води, при надходженні котрих стає можливим установити заповнення порожнини корпуса протіканнями масла і води і необхідність зупинки пдроагрегата, проведення діагностики стану середовища у порожнині корпуса і ревізії стану ВІДПОВІДНИХ елементів робочого колеса, - періодичне поперемінне приєднання до верхньої частини труби, розміщеної у штангах, джерела стисненого повітря і зливного трубопровода дозволяє поперед подати у порожнину корпуса стиснене повітря і потім, шляхом переключення, при зондуванні середовища у порожнині корпуса, направити протікання рідини, під впливом тиску повітря, у зливний трубопровід, по складу котрих можливо визначити стан середовища у порожнині корпуса, тобто здійснити діагностику, і, при необхідності, таким же чином видалити з порожнини корпуса протікання масла і води У цілому, сукупність суттєвих ознак дозволяє досягти технічний результат - одержати робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини, котре характеризується високою ступінню екологічної чистоти, що досягається шляхом здійснення діагностики стану середовища у корпусі робочого колеса, що дозволяє виключити неконтролюєме накопичення протікань масла і води у порожнині корпуса робочого колеса і, ВІДПОВІДНО, їх попадання у навколишнє середовище Винахід, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких показано на фіг 1 - розріз робочого колеса поворотнолопатевої гідромашини із елементами пристрою для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої, на фіг 2 - маслоприймач із штангами і елементи пристрою для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої із повітряно-зливними трубопроводами Робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини містить (див фіг 1) корпус 1 із днищем 2, з'єднаний із порожнистим валом 3, ущільнення 4 поворотних лопатей 5, сервопривод 6 із штоком 7, з'єднаний за допомогою штанг 8 із маслоприймачем 9 (не показано - див фіг 1), ущільнення 10 по штоку 7 між порожниною 11 корпуса 1 і порожниною 12 сервоприводу 6, підшипники 13, що працюють без мастила, і масло 14, залите у порожнину 11 корпуса 1 на 5-15 % від об'єму корпуса 1, наприклад, до рівня 15, при цьому у штоці 7 сервоприводу 6 виконано канал 16, сполучений із трубою 17, розміщеною у штангах 8 і направленою до маслоприймача 9 При цьому, робоче колесо містить пристрій для діагностики стану середовища у порожнині 11 корпуса 1 і для видалення протікань масла і води з останньої (не позначено), що включає систему по вітряно-зливних трубопроводів, а ущільнення 10 по штоку 7 додатково містить розвантажувальну порожнину 18, з'єднану за допомогою каналів 19 із дренажною порожниною 20 вала 3 Причому, пристрій для діагностики стану середовища у порожнині корпуса і для видалення протікань масла і води з останньої містить (див фіг 1 і 2) в нижній частині штока 7 установлено трубу 24, сполучену із каналом 17 у штоці 7 і на 44851 правлену у порожнину 11 корпуса 1, на маслоприймачі 9 установлено масловодозбірник 22, охоплюючий верхню частину труби 17, розміщеної у штангах 8, а до масловодозбірника, 22 приєднано зливний трубопровід 23, з'єднаний із зливним баком 24, при цьому до верхньої частини труби 17, розміщеної у штангах 8, періодично поперемінно за допомогою труби 25 приєднують джерело стисненого повітря 26 із установленим перед ним вентилем 27 і повітряно-зливний трубопровід 28 із установленим перед ним вентилем 29 Робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини обертається у проточній частині ЗО (див фіг 1) Заявляєме робоче колесо поворотнолопатевої гідромашини функціонує наступним чином При роботі пдроагрегата, коли масло у порожнині 12 сервоприводу 6 знаходиться під тиском, можливі протікання масла з порожнини 12 (порожнини високого тиску) крізь ущільнення 10 по штоку 7, особливо при пошкодженні, наприклад, верхньої частини ущільнення 10 Можливі протікання масла попадають у розвантажувальну порожнину 18, з котрої по каналам 19, під впливом центробіжної сили, видаляються у дренажну порожнину 20 вала З Таким чином практично виключаються протікання масла з порожнини 12 сервоприводу 6 у порожнину 11 корпуса 1 (порожнину низького тиску) Проте, при пошкодженні нижньої частини ущільнення 10 (нижче розвантажувальної порожнини 18) можливі протікання масла у порожнину 11 корпуса 1 Крім того, у процесі роботи пдроагрегата можливі протікання води з проточної частини гідромашини ЗО (зони високого тиску) у порожнину 11 корпуса 1 (порожнину1 низького тиску) крізь ущільнення 4 лопатей 5, особливо при пошкодженні останніх При цьому, протікання масла і води збираються у основі днища 2 Внаслідок накопления протікань масла і води, можливе заповнення порожнини 11 корпуса 1 водомасляною рідиною, із поступовим підвищенням тиску у порожнині 11 рідина видавлюється (під впливом тиску) по трубі 21, каналу 16 і трубі 17 і зливається із верхньої, частини останньої у масловодозбірник 22 і далі по зливному трубопроводу 23 поступає у зливний бак 24 Поява рідини у баку 24 свідчить про необхідність зупинки пдроагрегата, видалення водомасляної рідини з порожнини 11 і перевірки стану ущільнення 4 лопатей 5 і ущільнення 10 по штоку 7 (в 8 залежності від складу рідини) ПРИ цьому, вільний злив водомасляної рідини з порожнини 11 корпуса I дозволяє не допустити надмірного підвищення тиску у корпусі 1 (не вище стовпа рідини у трубі 17) і, ВІДПОВІДНО, не допустити збільшення протікань з порожнини 11 корпуса 1 у проточну частину гідромашини ЗО крізь ущільнення 4 лопатей 5 З метою недопущення заповнення порожнини II корпуса 1 водомасляною рідиною у процесі роботи пдроагрегата, проводять діагностику КІЛЬКОСТІ І складу рідини у порожнині 11 Гідроагрегат зупиняють Нижню трубу 21 установлюють, наприклад, на відстані 50мм від установочного рівня 15 масла 14, шляхом переміщення сервоприводу 6 із штоком 7, а до верхньої частини труби 17 за допомогою труби 25 приєднують джерело стисненого повітря 26 із вентилем 27 і зливний трубопровід 28 із вентилем 29 Потім, наприклад, вентиль 29 закривають, а вентиль 27 відкривають, з джерела 26 стиснене повітря по трубам 25 і 17, каналу 16 і трубі 21 подають у порожнину 11 корпуса 1, створюючи в останньому тиск Далі, вентиль 27 поперед джерела стисненого повітря 26 закривають, а вентиль 29 поперед зливного трубопровода 28 відкривають Поява у зливному трубопроводі 28 повітря свідчить про нормальний рівень 15 масла 14 і про відсутність протікань масла і води й, отже, про нормальний стан ущільнення 4 лопатей 5 і ущільнення 10 по штоку 7 При появі рідини у зливному трубопроводі 28 (під ВПЛИВОМ тиску повітря у порожнині 11 корпуса 1), що свідчить про наявність протікань масла або води, проводять подальше діагностування, шляхом послідовного погружения труби 21 у рідину до основи днища 2 В залежності від того, яка рідина (масло або вода) поступає у зливну трубу 28, визначають наявність несправності в ущільненні 10 по штоку 7 або в ущільненні 4 лопатей 5, що дає можливість визначити необхідність огляду і ремонту конкретного ущільнення Повне видалення масла, відстою масла і води з порожнини 11 корпуса 1 здійснюють також шляхом подавання стисненого повітря у порожнину 11 і подальшого підключення зливного трубопровода 28 і шляхом переміщення сервоприводу 6 із штоком 7 і трубою 21 до досягнення останньою основи днища 2, причому без осушення проточної, частини гідромашини ЗО 44851 10 Фіг. 2 ФІГ. 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90