Прямоточний гідроагрегат

1. Прямоточний гідроагрегат, виконаний у вигляді моноблока, що містить гідротурбіну, яка включає камеру, робоче колесо з лопатями, ободом, маточиною та опорними цапфами, передній і задній статори, оснащені обтічниками, що вміщують підшипникові вузли, і виконані із ЗОВНІШНІМИ циліндричними обичайками, що охоплюють проточний тракт турбіни, електричний генератор, ротор якого встановлений на ободі робочого колеса турбіни в порожнині статора генератора, обмеженої стінками його корпусу, і систему ущільнень з'єднань пар обертального руху, що ізолює від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора і ПІДШИПНИКОВІ вузли, яка включає ущільнення порожнини статора генератора та ущільнення підшипникових вузлів, який відрізняється тим, що кожне з ущільнень порожнини статора генератора виконане у вигляді одинарного механічного торцевого ущільнення, встановленого в порожнині статора генератора і такого, що містить нерухоме і пружновстановлене ущільнювальні кільця, що утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання і виконані з плоскими кільцевими контактними поверхнями робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиційного матеріалу реліт-мідь, контактний пружний елемент і вторинні ущільнення контактного типу, які забезпечують герметичність ущільнювальних кілець, виконані у вигляді кільцевих еластомірних ущільнювальних елементів, розміщених у кільцевих канавках, причому нерухомі ущільнювальні кільця розташовані на ободі робочого колеса, пружновстановлені ущільнювальні кільця розташовані з можливістю кутових і осьових переміщень на зовнішніх циліндричних обичайках переднього і заднього статорів турбіни, кожна з циліндричних обичайок на тій їі частці, де розташоване пружновстановлене ущільнювальне кільце, виконана з меншим зовнішнім діаметром, ніж їі зовнішній діаметр на сусідній з ній частці її осьової довжини, і містить на згаданій першій частці два кільцевих установочних виступи, що примикають з двох боків до стінок канавки, в якій розміщений ущільнювальний елемент вторинного ущільнення. 2. Пдроагрегат за п. 1, який відрізняється тим, що кожне з ущільнень підшипникових вузлів виконане у вигляді одинарного механічного торцевого ущільнення, встановленого між підшипниковим вузлом і маточиною робочого колеса так, що воно оточує опорну цапфу робочого колеса, І такого, що містить нерухоме і пружновстановлене ущільнювальні кільця, які утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання і виконані з плоскими кільцевими контактними поверхнями робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиційного матеріалу реліт-мідь, контактний пружний елемент і вторинні ущільнення, які забезпечують герметичність ущільнювальних кілець, причому нерухоме ущільнювальне кільце нерухомо встановлене усередині обтічника поряд з підшипниковим вузлом і його вторинне ущільнення виконане у вигляді кільцевого еластомірного ущільнювального елемента, вторинне ущільнення пружновстановленого кільця виконане у вигляді сильфона. 3. Пдроагрегат за п. 1, який відрізняється тим, що порожнина статора генератора заповнена діелектричною рідиною під тиском, який дорівнює атмосферному, і оснащена компенсатором тиску 4. Пдроагрегат за п. 2, який відрізняється тим, що підшипникові вузли містять радіально-упорні конічні роликові підшипники кочення з регульованим натягом. 5. Пдроагрегат за п. 1, який відрізняється тим, що генератор виконаний у вигляді синхронного генератора із збудженням від висококоерцитивних постійних магнітів на основі композиції Nd-Fe-B. 6. Пдроагрегат за п. 1, який відрізняється тим, що гідротурбіна виконана у вигляді чотирьохлопатевої прямоточної осьової пропелерної турбіни ОЭ 1785 обод з ротором, установлені в стінці корпусу генератора поза проточним траістом турбіни. В цьому відомому гідроагрегаті наявність ущільнень, які ізолюють від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора і підшипникові вузли, не передбачена, оскільки циліндричний обод забезпечує повну герметизацію. Недоліками такого гідроагрегата є збільшений радіальний розмір і пов'язана з ним збільшена металомісткість, а також додаткові втрати води в місцях приєднання підвідного і відвідного трубопроводів. Додаткові втрати енергії виникають також через погіршення ефекту відновлення відсмоктувальної труби. Відомий моноблочний гідроагрегат мікроГЕС із синхронним генератором зі збудженням від висококоерцитивних постійних магнітів, в якому ротор генератора, що являє собою обичайку із закріпленими в ній постійними магнітами, прикріплений безпосередньо до периферійних кромок лопатей робочого колеса гідротурбіни, яке обпирається на підшипники ковзання. Передбачено антикорозійний захист магнітів ротора від дГі води подвійними і потрійними низькотемпературними покриттями на основі цинку, алюмінію і міді («Международная научно-техническая конференция «Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования». Харьков, 18 - 22 сент, 2000г.: Тез. докл./НАН Украины и др. Редкол.: Ю.М. Мацевитый (отв.ред.) и др.- Харьков: Ин-т проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного 5 НАН Украины, 2000 г., с. 130) В цьому гідроагрегаті гідравлічні ущільнення, які захищають від дії води робочі елементи генератора, відсутні. Достоїнствами цього відомого гідроагрегату є компактність, зручність в транспортуванні, просте конструктивне виконання, простота в експлуатації. Проте є істотні недоліки. Через відсутність ущільнень, що захищають від дГі води і водяних парів робочі елементи конструкції генератора, може виникати пдроабразивний знос поверхонь у магнітному зазорі генератора під дією абразивних часток, що містяться у воді, корозія елементів конструкції генератора, що веде до зниження надійності роботи і зменшення міжремонтного періоду. Крім того, застосування опор ковзання ротора гідроагрегату, який складається з робочого колеса і ротора генератора, дозволяє установлювати гідроагрегат тільки в горизонтальному положенні, що ускладнює його монтаж. Довільна орієнтація у просторі цього гідроагрегату неминуче призвела б до порушення симетрії магнітного зазору між ротором і статором генератора внаслідок порушення співвісності і, тим самим, до порушення нормальної роботи гідроагрегату Найближчим аналогом пропонованого технічного рішення є прямоточний гідроагрегат мікроГЕС (пат. України № 12780 від 11.08.93р , приор, від 04.03 88р., ют. F03B 3/04, 13/00), виконаний у вигляді моноблока. Гідроагрегат містить гідротурбіну, електричний генератор і систему ущільнень з'єднань пар обертального руху. Гідротурбіна має камеру, робоче колесо з лопатями, ободом, маточиною й опорними цапфами, передній і задній статори, оснащені обтічниками, які уміщують підшипникові вузли. Передній і задній статори виконані Із ЗОВНІШНІМИ циліндричними обичайками, що охоплюють проточний тракт турбіни. Ротор електричного генератора установлений на ободі робочого колеса турбіни в порожнині статора генератора, обмеженою стінками його корпусу. Система ущільнень ізолює від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора і підшипникові вузли. Вона включає у себе ущільнення порожнини статора генератора і ущільнення підшипникових вузлів. Кожне з ущільнень виконане у вигляді кільцевого ущільнення, установленого між осьовими краями ротора генератора і стінкою корпусу статора генератора, як видно із креслень. Недоліком цього гідроагрегату є недостатньо висока надійність роботи і недостатній міжремонтний період через низьку ефективність використовуваних у ньому кільцевих ущільнень, оскільки вони припускають певний протік і схильні до гідроабразивного зносу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення моноблочного прямоточного гідроагрегату мікроГЕС, в якому за рахунок нового конструктивного виконання і розташування ущільнень, що ізолюють від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора, та використання в них спеціального твердосплавного композиційного матеріалу з високими технічними характеристиками забезпечується підвищення надійності роботи гідроагрегату і збільшення міжремонтного періоду. Прямоточний гідроагрегат, згідно з корисною моделлю, як і найближчий аналог, виконаний у вигляді моноблока і містить гідротурбіну, електричний генератор і систему ущільнень з'єднань пар обертального руху. Гідротурбіна має камеру, робоче колесо з лопатями, ободом, маточиною й опорними цапфами, передній і задній статори, оснащені обтічниками, що уміщують підшипникові вузли. Передній і задній статори турбіни виконані із зовнішніми циліндричними обичайками, які охоплюють проточний тракт турбіни Ротор електричного генератора установлений на ободі робочого колеса турбіни в порожнині статора генератора, обмеженій стінками його корпусу. Система ущільнень ізолює від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора і підшипникові вузли. Вона включає у себе ущільнення порожнини статора генератора і ущільнення підшипникових вузлів. Відмінність прямоточного гідроагрегату, що заявляється, від найближчого аналогу полягає в тому, що кожне з ущільнень порожнини статора генератора виконане у вигляді одинарного механічного торцевого ущільнення, установленого в порожнині статора генератора і такого, що містить нерухоме і пружновстановлене кільця, які утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання, контактний пружний елемент І вторинні ущільнення, що забезпечують герметичність ущільнювальних кілець Ущільнювальні кільця виконані з плоскими кільцевими поверхнями робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиційного матеріалу реліт-мідь. Вторинні ущільнення виконані у вигляді кільцевих еластомірних ущільнювальних елементів, розміщених у канавках. Нерухомі ущільнювальні кільця розташовані на ободі робочого колеса. Пружновстановгіені ущільнювальні кільця розташовані з можливістю кутових і осьових переміщень 1785 на ЗОВНІШНІХ циліндричних обичайках переднього і заднього статорів турбіни. Кожна з обичайок на тій її частці, де розташоване пружновстановлене ущільнювальне кільце, виконана з меншим ЗОВНІШНІМ діаметром, ніж її зовнішній діаметр на сусідній з ній частці її осьової довжини, і має на згаданій першій частці два кільцевих установочних виступи, що примикають з двох боків до стінок канавки, в якій розміщений ущільнювальний елемент вторинного ущільнення. Крім того, кожне з ущільнень підшипникових вузлів виконане у вигляді одинарного механічного торцевого ущільнення, установленого між підшипниковим вузлом і маточиною робочого колеса так, що воно оточує опорну цапфу робочого колеса, і такого, що містить нерухоме і пружновстановлене ущільнювальні кільця, які утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання, контактний пружний елемент і вторинні ущільнення, що забезпечують герметичність ущільнювальних кілець. Ущільнювальні кільця виконані з плоскими кільцевими контактними поверхнями робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиційного матеріалу реліт-мідь. Нерухоме ущільнювальне кільце нерухомо установлене усередині обтічника поряд з підшипниковим вузлом, і його вторинне ущільнення виконане у вигляді кільцевого еластомірного ущільнювального елемента. Вторинне ущільнення пружновстановленого ущільнювального кільця виконане у вигляді сильфона. Порожнина статора генератора заповнена діелектричною рідиною під тиском, який дорівнює атмосферному, і оснащена компенсатором тиску. Підшипникові вузли містять радіально-упорні конічні роликові підшипники кочення з регульованим натягом. Генератор виконаний у вигляді синхронного генератора із збудженням від висококоерцитивних постійних магнітів на основі композицГі Nd-Fe-B. Гідротурбіна виконана у вигляді чотирьохлопатевої прямоточної осьової пропелерної турбіни. Прямоточний гідроагрегат такої конструкції, як заявляється, має підвищену надійність роботи і збільшений міжремонтний період внаслідок забезпечення практично повної герметизації стиків з'єднань пар обертального руху, яка виключає протіки, стабільно підтримуваної протягом тривалого часу. Практично повна герметизація стиків з'єднань, через які порожнина статора генератора сполучається з проточним трактом турбіни, досягається завдяки виконанню кожного з ущільнень порожнини статора генератора у вигляді одинарного механічного торцевого ущільнення, що містить нерухоме і пружновстановлене ущільнювальні кільця, які утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання, контактний пружний елемент і вторинні ущільнення, що забезпечують герметичність ущільнювальних кілець, виконані у вигляді кільцевих еластомірних ущільнювальних елементів, розміщених у кільцевих канавках У звичайній торцевій парі тертя обертання механічного торцевого ущільнення дві плоскі кільцеві контактні поверхні під дією контактного тиску, що прикладається з боку пружного елемента, щільно притиснуті один до одного так, що величина зазору визначається ступенем площинності контактних поверхонь і зале 8 жить від ступеня чистоти обробки робочих торців ущільнювальних кілець У даному випадку одинарне торцеве ущільнення забезпечує достатній ступінь герметизації стику. Надійна герметизація порожнини статора генератора, яка зберігається протягом тривалого часу, досягається, в першу чергу, за рахунок виконання робочих торців ущільнювальних кілець у вигляді шару твердосплавного композиційного матеріалу реліт-мідь, що складається з твердих зерен реліту (литого карбіду вольфраму, переважно з розміром зерна 0,18- 0,28мм (евтектика W2 C + WC), зцементованих прошарками міді Твердосплавний шар реліт-мідь, нанесений на кільцеву основу ущільнювального кільця зі сталі, забезпечує високу зносостійкість і антифрикційність ущільнення, що зумовлено високою твердістю зерен реліту І антифрикційними властивостям! міді. Торцеві пари тертя на основі композиційного матеріалу реліт-мідь ще більш зносостійкі, ніж пари тертя на основі металокерамічних вольфрамокобальтових твердих сплавів, і при цьому менш крихкі та не мають схильності до терморозтріскування До того ж вони мають високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ ДО гідроабразивного зносу завдяки високій твердості реліту. Внаслідок цього забезпечується висока довговічність торцевого ущільнення в умовах дії на нього води з високим вмістом абразивних часток Для забезпечення надійного функціонування ущільнень порожнини статора генератора вони установлені в порожнині статора генератора, причому нерухомі ущільнювальні кільця розташовані на ободі робочого колеса і пружновстановлені ущільнювальні кільця розташовані з можливістю кутових і осьових переміщень на зовнішніх циліндричних обичайках переднього і заднього статорів турбіни. Пропонована згідно з корисною моделлю зміна конфігурації зовнішніх циліндричних обичайок переднього і заднього статорів турбіни на тих частках їх осьової довжини, де розташовані пружновстановлені ущільнювальні кільця, дозволяє збільшити їх гранично допустимий кут повороту навколо відповідних еластомірних кільцевих ущільнювальних елементів вторинних ущільнень при збереженні надійної фіксації еластомірних ущільнювальних елементів у відповідних канавках Це забезпечує можливість збереження взаємної паралельності сполучених контактних поверхонь робочих торців ущільнювальних кілець при змінах кутового положення контактних поверхонь робочих торців нерухомих ущільнювальних кілець, які обертаються разом із ротором. В результаті виключається можливість збільшення величини зазору під дією торцевого биття ущільнювальних кілець, що обертаються разом з ротором, яке могло б призвести до виникнення витіків через ущільнення. Додаткове підвищення надійності роботи і збільшення міжремонтного періоду досягається за рахунок того, що ущільнення підшипникових вузлів, як і ущільнення порожнини статора генератора, виконані у вигляді одинарних механічних торцевих ущільнень, кожне з яких містить нерухоме і пружновстановлене ущільнювальні кільця, що утворюють торцеву звичайну пару тертя обертан 1785 ня, контактний пружний елемент і вторинні ущільнення, які забезпечують герметичність ущільнювальних кілець, причому ущільнювальні кільця виконані з плоскими кільцевими контактними поверхнями робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиційного матеріалу релітмідь, і нерухоме ущільнювальне кільце має кільцевий еластомірний ущільнювальний елемент. В усьому іншому ці ущільнення відрізняються від ущільнень порожнини статора генератора як формою виконання, так і взаємним розташуванням. Ці ущільнення практично повністю виключають протік через стики з'єднань. Практика використання цих ущільнень в екстремальних умовах електробуріння глибоких свердловин і у заглибних електродвигунах показала, що ресурс релітових торцевих ущільнень перевищує 22000-25000 годин. Пропоноване виконання підшипникових вузлів дозволяє, за рахунок забезпечуваної довгочасно підтримуваної надійної герметизації стиків з'єднань пар обертального руху, використати в підшипникових вузлах стандартні радіально-упорні конічні роликові підшипники кочення з регульованим натягом, які заповнюються консистентним мастилом. Надійно герметизовані стики запобігають прониканню води у підшипники. Використання таких підшипників кочення обумовлене вимогою високої радіальної жорсткості підшипникових вузлів і збереження співвісності опорних цапф робочого колеса і підшипникових вузлів з метою виключення можливості порушення симетрії магнітного зазору в генераторі при довільній орієнтації гідроагрегату у просторі, що поширює можливості застосування різноманітних варіантів установлення гідроагрегату та спрощує його монтаж. Заповнення порожнини статора генератора діелектричною рідиною під тиском, що дорівнює атмосферному, та оснащення и компенсатором тиску при ізолюванні цієї порожнини від проточного тракту турбіни новими ущільненнями порожнини статора генератора надійно уберігає робочу обмотку статора генератора від дії води і водяних парів, яка знижує електричну міцність ізоляції. Це забезпечує додаткове підвищення надійності роботи і збільшує міжремонтний період гідроагрегату. Надійна герметизація порожнини статора генератора ущільненнями і перевищення тиску води в проточному тракті камери турбіни над тиском діелектричної рідини в порожнині статора генератора виключає можливість попадання діелектричної' рідини, що міститься в порожнині статора генератора, у водяний потік, який проходить через камеру турбіни, що запобігає забрудненню навколишнього середовища. Крім того, наявність діелектричної рідини в порожнині статора генератора дозволяє поліпшити тепловідвід і тим самим підвищити питому потужність гідроагрегату. Виконання генератора у вигляді синхронного генератора зі збудженням від висошкоерцитивних постійних магнітів на основі композиції Nd-Fe-B дозволяє виключити системи і вузли, які обслуговують обмотку збудження і зазнають інтенсивний знос: колектор, апарат щіткодержача і т.д. Це, у свою чергу, дозволяє істотно спростити конструкцію і підвищити надійність роботи і ресурс гідроагрегату. Крім того, застосування постійних магнітів 10 на основі композиції Nd-Fe-B сприяє поліпшенню динамічної реакції, підвищенню коефіцієнта потужності і стійкості до перевантажень. Виконання гідротурбіни у вигляді чотирьохлопатевої прямоточної осьової пропелерної гідротурбіни обумовлене тим, що така турбіна має найвищу пропускну спроможність з усіх відомих типів реактивних турбін. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені: на фіг.1 - прямоточний гідроагрегат згідно корисної моделі (поздовжній розріз); на фіг.2 - вузол І на фіг. 1 - торцеве ущільнення порожнини статора генератора у зборі, установлене на ободі робочого колеса турбіни \ зовнішній циліндричній обичайці заднього статора турбіни (поздовжній розріз); на фіг.З - вузол II на фіг.2 - вузол пружновстановленого ущільнювального кільця торцевого ущільнення статора турбіни і протилежної йому частки осьової довжини зовнішньої циліндричної обичайки заднього статора турбіни, причому показані різні кутові положення пружновстановленого ущільнювального кільця (поздовжній розріз). Прямоточний гідроагрегат виконаний у вигляді моноблока і містить гідротурбіну, електричний генератор і систему ущільнень з'єднань пар обертального руху, яка ізолює від проточного тракту турбіни порожнину статора генератора і підшипникові вузли, що включає ущільнення порожнини статора генератора і ущільнення підшипникових вузлів. Моноблок має горизонтальну і вертикальну вісі симетрії. Гідротурбіна виконана у вигляді чотирьохлопатевої прямоточної осьової пропелерної турбіни і має камеру 1 турбіни, робоче колесо, направляючий апарат, передній і задній статори, підшипникові вузли. Робоче колесо турбіни складається з маточини 2, чотирьох лопатей 3, двох опорних цапф 4, розташованих з обох боків маточини 2, та обода 5 робочого колеса, установленого на периферійних кромках лопатей 3. Направляючий апарат утворений чотирма радіально установленими направляючими лопатками 6 і призначений для завдання певного напрямку потоку перед тим, як вода надходить на лопаті 3 турбіни. Передній статор турбіни включає у себе зовнішню циліндричну обичайку 7, направляючі лопатки 6, які служать у цьому конкретному прикладі здійснення корисної моделі опорними колонами, і обтічник 8. Направляючі лопатки 6 нерухомо прикріплені до циліндричної обичайки 7 і обтічника 8 і служать фіксатором цього обтічника і гнізда установленого у ньому підшипникового вузла 9. Задній статор турбіни включає у себе зовнішню циліндричну обичайку 10, чотири радіально розташовані опорні колони 11 для випрямлення потоку води і обтічник 12, у якому розміщений підшипниковий вузол 13. Опорні колони 11 нерухомо прикріплені до внутрішнього боку циліндричної обичайки 10 і до обтічника 12 і забезпечують фіксацію підшипникового гнізда підшипникового вузла 13. Циліндричні обичайки 7,10 охоплюють проточний тракт турбіни. Підшипникові вузли 9, 13 містять радіальноупорні конічні роликові підшипники кочення з регу 1785 12 11 льованим натягом, заповнені консистентним масльнювальне кільце 26, пружновстановлене тилом. ущільнювальне кільце 27 і вторинні ущільнення 29, ЗО. Ущільнення 25 установлені в порожнині 21 Кожне з ущільнень підшипникових вузлів 9, 13 статора генератора, причому нерухомі ущільнювиконане у вигляді одинарного механічного торцевальні кільця 26 розташовані на роторній частині вого ущільнення, що містить нерухоме ущільнюгідроагрегату, а саме на ободі 5 робочого колеса, і вальне кільце 14, пружновстановлене ущільнюважорстко закріплені за допомогою шпонок 31, а льне кільце 15, контактний пружний елемент 16 і пружновстановлені ущільнювальні кільця 27 розвторинні ущільнення 17, 18. Вторинне ущільнення ташовані з можливістю кутових і осьових перемі17 виконане у вигляді кільцевого еластомірного щень на статорній частині гідроагрегату, а саме на ущільнювального елемента і забезпечує герметизовнішніх циліндричних обичайках 7, 10 передньочність ущільнювального кільця 14. Вторинне ущіго і заднього статорів турбіни. Кожне ущільнювальнення 18 виконане у вигляді сильфона і забезльне кільце 27 пружно установлене за допомогою печує герметичність ущільнювального кільця 15. контактного пружного елемента 28, який складаУщільнювальне кільце 14 нерухомо установлене ється з пружин 32 і основи 33. Пружини 32 устаноусередині відповідного одного з обтічників 8, 12 влені у спеціальних гніздах в кільцевій основі 33 поряд с відповідним одним з підшипникових вузлів пружного елемента 28, посадженій на циліндричну 9, 13. Ущільнення підшипникових вузлів 9, 13 поверхню кожної із зовнішніх циліндричних обичаустановлені між маточиною 2 робочого колеса і йок 7, 10 переднього і заднього статорів турбіни. обтічниками 8, 12 так, що вони оточують опорні За допомогою фіксаторів 34 рухомі в осьовому цапфи 4 і розташовані осесиметрично відносно напрямку ущільнювальні кільця 27 і кільцеві осноних. Ущільнювальні кільця 14, 15 утворюють торви 33 пружних елементів 28 стопоряться від процеву звичайну пару тертя обертання і виконані з кручування під дією сил тертя в зоні взаємного плоскими кільцевими контактними поверхнями контакту ущільнювальних кілець 26,27. робочих торців, утворених шаром твердосплавного композиціоного матеріалу реліт-мідь. Ущільнювальні кільця 26, 27 утворюють торцеву звичайну пару тертя обертання і виконані з Електричний генератор виконаний у вигляді 3плоскими кільцевими контактними поверхнями х фазного багатополюсного синхронного генераробочих торців 35, завдяки чому вони щільно притора зі збудженням від висококоерцитивних полягають одне до одного. Зазор між ними дуже мастійних магнітів на основі композиції Nd-Fe-B. лий і не перевищує 0,02 - 0,05мкм. Робочі торці 35 Ротор генератора містить обод 19 ротора і інущільнювальних кілець 26, 27 утворені зносостійдуктор 20. Індуктор 20 являє собою комплект поким шаром твердосплавного композиційного матестійних магнітів і системи їх кріплення. Ротор 19, ріалу реліт-мідь, що складається з твердих зерен 20 генератора установлений на ободі 5 робочого реліту (литого карбіду вольфраму, переважно з колеса турбіни в порожнині 21 статора генератора, розміром зерна 0,18 - 0,28мм (евтектика W2C + обмеженій ззовні стінками його корпусу 22, який WC), зцементованих прошарками міді. Нанесений утворює зовнішній кожух моноблока гідроагрегату. на кільцеву основу зі сталі твердосплавний шар З внутрішнього боку порожнина 21 обмежена зовреліт-мідь забезпечує високу ЗНОСОСТІЙКІСТЬ І аннішньою поверхнею зовнішніх циліндричних обити фрикційність ущільнення, що обумовлено височайок 7, 10 переднього і заднього статорів турбіни кою твердістю зерен реліту і антифрикційними І зовнішньою поверхнею обода 5 робочого колеса. властивостями міді. Завдяки високій твердості Корпус 22 статора генератора являє собою зварне реліту торцеве ущільнення 25 порожнини статора з'єднання циліндричної обичайки і двох фланців. генератора має високу стійкість до гідроабразивСтатор генератора утворений корпусом 22 статора ного зносу. Крім того, воно є термостійким. Ущільгенератора і сердечником 23 з робочою обмоткою нювальні кільця 26, 27 із зносостійким покриттям 24 статора генератора. До фланців корпусу 22 на основі композиційного матеріалу реліт-мідь статора генератора болтовим з'єднанням прикріпвиготовляють відомим способом отримання знолені передній і задній статори гідротурбіни. На состійкої поверхні (авт. св., СРСР № 221945 від зовнішній поверхні корпусу 22 розташована пдро01.02.1966р., кл. B22f 7/04, B22f 3/06; «Избиразахищена коробка електричних виводів (не покательный перенос при трении и его экономическая зана). эффективность: Материалы семинара», М., 1972, Для запобігання попаданню води і водяних с. 183-188). парів на робочу обмотку 24 статора генератора порожнина 21 статора генератора заповнена діеКільцевий зазор між нерухомими ущільнювалектричною рідиною під тиском, що дорівнює атльними кільцями 26 і циліндричною поверхнею мосферному. Постійність тиску діелектричної ріобода 5 робочого колеса герметизований вториндини в порожнині 21 підтримується за допомогою ними ущільненнями 29, кожне з яких виконане у компенсатора тиску (не показаний). Наявність діевигляді кільцевого еластомірного ущільнювальнолектричної рідини в порожнині 21 сприяє ефективго елемента круглого перерізу, виготовленого з ному тепловідводу із зони робочої обмотки 24 чемасло водостійкої гуми. Ущільнювальні елементи рез корпус 22 статора генератора в атмосферу І розміщені у спеціальних канавках 36, виконаних в через передній і задній статори турбіни в воду. ущільнювальних кільцях 26. Кільцевий зазор між пружновстановленими ущільнювальними кільцями Заповнена діелектричною рідиною порожнина 27 і циліндричною поверхнею зовнішніх циліндри21 статора генератора ізольована від проточного чних обичайок 7, 10 переднього і заднього статорів тракту турбіни за допомогою двох одинарних метурбіни герметизований вторинними ущільненняханічних торцевих ущільнень 25 порожнини статоми ЗО, кожне з яких виконане також у вигляді кільра генератора, кожне з яких містить нерухоме ущі 15 1785 16 примикають до стиків, які герметизуються, дозвоцих ущільнень між підшипниковими вузлами 9, 13 і ляє отримати між контактними поверхнями робоматочиною 2 робочого колеса турбіни навколо чих торців 35 ущільнювальних кілець 26, 27 дуже опорних цапф 4, виконання робочих торців ущільмалий зазор 0,02 - 0,05мкм, який підтримується за нювальних кілець 14, 15 із зносостійкого твердорахунок контактного натиснення на пружновстаносплавного композиційного матеріалу реліт-мідь і з влені кільця 27 пружин 32 контактних пружних плоскими контактними поверхнями з високим стуелементів 28 пенем чистоти обробки, виконання вторинного ущільнення 17 нерухомого ущільнювального кільДо цього зазору з внутрішнього боку надхоця 14 у вигляді еластомірного кільцевого ущільнюдять вода і водяні пари, з зовнішнього боку - діевального елемента круглого перерізу і вторинного лектрична рідина, що заповнює порожнину 21 стаущільнення 18 пружновстановленого ущільнюватора генератора Проте їх змішування практично льного кільця 15 у вигляді сильфона забезпечує, відсутнє при щільному притисненні контактних поверхонь За рахунок виконання робочих торців 35 ущіробочих торців ущільнювальних кілець 14, 15 один льнювальних кілець 26, 27 з твердосплавного до одного під дією контактного пружного елемента композиційного матеріалу реліт-мідь, що має ви16, практично повне виключення протіку через соку ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, вода з абразивними частками, ущільнення підшипникових вузлів 9, ІЗ на триваяка надходить до робочих торців 35, практично не лий час навіть при високому ВМІСТІ абразивних викликає руйнування їх матеріалу, чому сприяє як часток у водяному потоці висока твердість реліту, так і високі антифрикційні властивості МІДІ І відсутність схильності до термоПри роботі гідроагрегату тиск діелектричної розтріскування Торцева пара релгг-мідь має дуже рідини, що заповнює порожнину 21 статора геневисоку ДОВГОВІЧНІСТЬ ратора, підтримується рівним атмосферному тиску за допомогою компенсатора тиску (не показаний) Запобігання проникненню води із проточного Тиск води у проточному тракті камери 1 турбіни тракту турбіни у стики нерухомих з'єднань ущільперевищує тиск діелектричної рідини в порожнині нювальних кілець 26, 27 відповідно з ободом 5 21 статора генератора Перевищення тиску води в робочого колеса турбіни і з ЗОВНІШНІМИ циліндричпроточному тракті турбіни над тиском діелектричними обичайками 7, 10 переднього і заднього станої рідини, що заповнює порожнину 21 статора торів гідротурбіни забезпечується вторинними генератора, і надійна герметизація стиків з'єднань ущільненнями 29, ЗО відповідно Еластомірні кільобода 5 робочого колеса турбіни з ЗОВНІШНІМИ цицеві ущільнювальні елементи круглого перерізу, ліндричними обичайками 7, 10 ВІДПОВІДНО передрозміщені в кільцевих канавках 36, 37, забезпечунього і заднього статорів турбіни за допомогою ють достатньо високу герметичність стиків неруустановлених в порожнині 21 статора генератора хомих з'єднань високозносостійких, довговічних одинарних мехаУ працюючому гідроагрегаті має місце торцеве нічних торцевих ущільнень 25 з гранично малим, биття нерухомих ущільнювальних кілець 26, що стабільним за розміром зазором між щільно приобертаються разом з ротором гідроагрегату, яке тиснутими одна до одної плоскими контактними виявляється у ЗМІНІ кутового положення робочих поверхнями робочих торців 35 ущільнювальних торців 35 цих ущільнювальних кілець, отже і їх кілець 26, 27, які утворюють торцеву звичайну паконтактних поверхонь В гідроагрегаті, який заявру тертя обертання, виключає попадання діелектляється, здійснюється компенсація торцевого битричної рідини з порожнини 21 статора генератора тя, як показано на фіг 2 За рахунок того, що збів водяний потік, що проходить через проточний льшений зазор між ущільнювальними кільцями 27 і тракт турбіни, запобігаючи тим самим забрудненпротилежними їм частками 38 осьової довжини ню навколишнього середовища, і виключає можЗОВНІШНІХ циліндричних обичайок 7, 10 при збереливість проникнення води і водяних парів у порожженні надійної фіксації еластомірних ущільнюванину 21 статора генератора, до робочих елементів льних елементів вторинних ущільнень ЗО в кільцегенератора - робочої обмотки 24, сердечника 23 вих канавках 37 завдяки виконанню двох кільцевих статора, постійних магнітів індуктора 20 його ротоустановочних виступів 40 що примикають з двох ра Діелектрична рідина забезпечує додаткову боків до стінок кожної з двох канавок 37, ущільнюгідроізоляцію робочих елементів генератора, розвальні кільця 27 при торцевому битті ущільнюваміщених у порожнині 21 статора генератора, і крім льних кілець 26 повертаються на такий же кут, як і того, сприяє більш ефективному тепловідводу із ущільнювальне кільце 26, під дією контактного зони робочої обмотки 24 і сердечника 23 статора натиску з боку ущільнювальних кілець 26 В регенератора через корпус 22 статора генератора в зультаті зберігається взаємна атмосферу і через зовнішні циліндричні обичайки паралельність контактних поверхонь робочих 7, 10 ВІДПОВІДНО переднього і заднього статорів торців 35 ущільнювальних кілець 26, 27, що забезтурбіни - у водяний потік печує стабільність розміру установленого гранично малого зазору, який ізолює від проточного тракРозташування ущільнювальних кілець 26, 27 ту турбіни порожнину статора генератора, у ВІДПОВІДНО на ободі 5 робочого колеса турбіни і робочих режимах ЗОВНІШНІХ циліндричних обичайках 7, 10 переднього і заднього статорів турбіни на їхніх краях що 17 1785 18 f15 4 /ш \\\\\х\\ л 4 у \ \ \ Х \ \ \ \ \ \ \ \ ^ \ \\\х\ \К\\\У\\ КГ. 2 1785 19 38 20 37 ЗО Зв Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24