Система для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни

Реферат: Система для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни належить до гідротурбобудування і може бути використана при контрольному складанні робочого колеса гідротурбіни на заводі і при монтажі гідротурбінного обладнання на ГЕС. UA 71746 U (12) UA 71746 U UA 71746 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гідротурбобудування і може бути використана при контрольному складанні робочого колеса гідротурбіни на заводі і при монтажі гідротурбінного обладнання на ГЕС. Випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни проводяться після складання робочого колеса [1]: контрольного на заводі і при монтажі гідротурбінного обладнання на ГЕС. При складанні робочого колеса на поршні сервомотора також встановлюється маслорозподільник, що розподіляє масло по порожнинах робочого колеса. У даній конструкції гідротурбіни установлення кришки на корпусі робочого колеса не передбачається, а на корпусі робочого колеса в процесі подальшого монтажу на ГЕС встановлюється вал гідротурбіни. Найбільш близьким з виявлених аналогів до заявлюваної корисної моделі є пристрій для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни [2, 3], що має порожнини, які заповнюються маслом, що містить опорне кільце (опору), встановлене на монтажній плиті; трубопроводи, що підводять масло до порожнин робочого колеса; вентилі з ніпелями, встановлені до порожнин робочого колеса, відводи, встановлені до порожнин робочого колеса, і гідропрес (маслостанцію), що подає масло під тиском. При цьому робоче колесо містить, зокрема, корпус, кришку корпуса, шток, поршень сервомотора, лопаті, ущільнення лопатей і днище, які утворюють порожнини робочого колеса, а поворот лопатей робочого колеса здійснюється шляхом переміщення поршня, штока, хрестовини і механізму повороту лопатей. Складання робочого колеса для випробування передбачає установлення штатної кришки на корпусі. Причому шток виступає з кришки, тому між кришкою і штоком встановлюється ущільнювальний елемент. Порожнини робочого колеса заздалегідь заповнюються маслом від маслосистеми по трубопроводах, а потім трубопровід до порожнини корпуса робочого колеса перемикається до гідропреса. Випускання повітря з порожнин робочого колеса виконується через вентилі з ніпелями по відводах. Для перевірки величини тиску масла встановлюється манометр. Підняття поршня сервомотора для поворота лопатей здійснюється шляхом подавання масла під тиском в нижню порожнину сервомотора, а опускання поршня відбувається під дією власної ваги поршня і рухомих частин робочого колеса або з невеликим зусиллям (при незначному тиску масла у верхній порожнині сервомотора). При цьому отвори в штоку, сполучені з нижньою і верхньою порожнинами сервомотора, щільно закриваються. При подаванні масла під тиском з маслосистеми в нижню порожнину сервомотора поршень сервомотора переміщається вгору, а злив масла з верхньої порожнини сервомотора виконується в маслосистему. Потім порожнини сервомотора перемикаються шляхом перемикання трубопроводів вручну і масло з маслосистеми подається у верхню порожнину сервомотора, поршень сервомотора переміщається вниз, а злив масла з нижньої порожнини сервомотора виконується в маслосистему. Недоліки відомого пристрою полягають в наступному: - установлення штатної кришки робочого колеса; - виконання подавання масла в одну з порожнин сервомотора з маслосистеми і зливу масла з іншої порожнини сервомотора в маслосистему, шляхом перемикання трубопроводів вручну; - відсутність компенсації коливання об'єму масла в порожнині корпуса робочого колеса при переміщенні штока робочого колеса вниз і вгору. У основу заявлюваної корисної моделі поставлено задачу створити такий пристрій для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни, виконання якого дозволило б забезпечити зручність виконання операцій по випробуванню. Система, що заявляється, для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни, що має порожнини, які заповнюються маслом, містить опору, встановлену на монтажній плиті; ущільнювальний елемент, встановлений між кришкою корпуса і маслорозподільником (штоком); трубопроводи, що підводять масло до порожнин робочого колеса; вентилі з ніпелями, встановлені до порожнин робочого колеса; відводи, встановлені до порожнин робочого колеса; маслостанцію, що подає масло під тиском, і манометри. При цьому відмітні ознаки корисної моделі, що заявляється, в порівнянні з прототипом полягають в тому, що пристрій містить: - кришку технологічну, встановлену на корпусі робочого колеса і охоплюючу маслорозподільник робочого колеса; - кран кульовий, встановлений на трубопроводі до порожнини корпуса робочого колеса; - кришку, встановлену на маслорозподільнику робочого колеса; - пробку, встановлену в маслорозподільнику робочого колеса на каналі до порожнини корпуса робочого колеса; - плити приладові з пробками, встановлені на відводах; 1 UA 71746 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - ручний розподільник масла, встановлений на маслостанції; - бак, встановлений на кришці технологічній; - трубку, що сполучає порожнину корпуса робочого колеса з баком; при цьому - трубопровід порожнини корпуса робочого колеса з'єднується з трубопроводом нижньої порожнини сервомотора робочого колеса; - вентилі з ніпелями встановлюються на уводах підвідних трубопроводів до порожнин робочого колеса; - уводи з порожнин сервомотора робочого колеса встановлюються в кришці маслорозподільника робочого колеса на каналах маслорозподільника; - маслостанція виконується з баком місткістю, рівною місткості робочої порожнини сервомотора; манометри встановлюються на плитах приладових. Виконання корисної моделі, що заявляється, по обмежувальних ознаках дозволяє здійснити випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни. Установлення кришки технологічної на корпусі і на маслорозподільнику робочого колеса дозволяє, за відсутності штатної кришки, разом з елементами робочого колеса утворити верхню порожнину сервомотора і, при цьому, дозволяє не встановлювати штатну кришку робочого колеса, при її наявності, при випробуваннях на заводі, у зв'язку з достатністю незначного тиску масла для опускання поршня сервомотора. Установлення крана кульового на трубопроводі до порожнини корпуса робочого колеса дозволяє відкривати або закривати подачу масла під тиском в порожнину корпуса від маслостанції. Установлення кришки на маслорозподільнику робочого колеса дозволяє утворити і закрити порожнини сервомотора робочого колеса. Установлення пробки на центральному каналі маслорозподільника робочого колеса дозволяє заглушити отвір в маслорозподільнику при появі переливу масла з порожнини корпуса робочого колеса. Установлення плит приладових з пробками на відводах з порожнин робочого колеса дозволяє вивести відводи в одне зручне для використання місце, дозволяє заглушити відводи при появі переливів масла з порожнин робочого колеса і встановити на них манометри в одному зручному місці. Установлення ручного розподільника масла на маслостанції дозволяє одночасно під'єднати підвідні трубопроводи до маслостанції, забезпечити розподіл масла по відповідних порожнинах робочого колеса, забезпечити приймання масла на злив і забезпечити ручне перемикання, наприклад, одній з порожнин сервомотора на подавання масла під тиском і, відповідно, іншій порожнині сервомотора на злив. Установлення бака на кришці технологічній дозволяє отримати об'єм масла, за допомогою якого забезпечується компенсація коливання об'єму масла в порожнині корпуса робочого колеса при переміщенні штока робочого колеса вниз і вгору. Установлення трубки дозволяє з'єднати порожнину корпуса робочого колеса з баком. Під'єднування трубопровода порожнини корпуса робочого колеса до трубопровода нижньої порожнини сервомотора робочого колеса спрощує перемикання подавання масла в порожнину корпуса або в нижню порожнину сервомотора робочого колеса. Установлення вентилів з ніпелями на уводах підвідних трубопроводів в порожнини робочого колеса дозволяє перекривати подавання масла в порожнини безпосередньо перед порожнинами. Установлення відводів з порожнин сервомотора в кришці маслорозподільника робочого колеса на каналах маслорозподільника, сполучених з порожнинами сервомотора, дозволяє випускати повітря з відповідних порожнин сервомотора; Виконання маслостанції з баком місткістю, рівною місткості робочої порожнини сервомотора, дозволяє забезпечити зливання масла з однієї з порожнин сервомотора в маслостанцію, дозволяє також забезпечити подавання масла під тиском в іншу порожнину сервомотора з маслостанції і, при цьому, дозволяє не підключати трубопроводи до маслосистеми. Установлення манометрів на плитах приладових дозволяє розмістити манометри в одному зручному місці, при цьому установлення двох манометрів на одній плиті приладовій дозволяє звіряти свідчення манометрів. В цілому, сукупність суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, дозволяє отримати технічний результат - отримати пристрій для випробування робочого колеса поворотно 2 UA 71746 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лопатевої гідротурбіни, виконання якого дозволяє забезпечити зручність виконання операцій по випробуванню. Дана корисна модель ілюструється кресленнями, на яких показано: фіг. 1 - установлення робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни в зборі для випробування; фіг. 2 - установлення елементів пристрою на маслорозподільнику робочого колеса (вузол Г на фіг. 1); фіг. 3 - установлення вентилів з ніпелями (вузол Д на фіг. 1); фіг. 4 - установлення підвідних трубопроводів в ручному розподільнику маслостанції (вузол Е на фіг. 1). Робоче колесо 1 поворотно-лопатевої гідротурбіни містить, зокрема, елементи (див. фіг. 1): корпус 2, шток 3, поршень сервомотора 4, встановлений на штоку 3, маслорозподільник 5, встановлений на поршні сервомотора 4, лопаті 6, також (не позначено) ущільнення лопатей і днище, які в зборі утворюють порожнину А корпуса 2 і нижню порожнину сервомотора Б, а за допомогою елементів пристрою утворюють верхню порожнину сервомотора В. При цьому поворот лопатей 6 при випробуванні здійснюється шляхом переміщення вертикально поршня сервомотора 4, штока 3 і (не позначено) хрестовини і механізму поворота лопатей. Система для випробування робочого колеса 1 поворотно-лопатевої гідротурбіни містить (див. фіг. 1) опору 7, встановлену на монтажній плиті, на якій встановлюється робоче колесо 1 в зборі; кришку технологічну 8, встановлену на корпусі 2 робочого колеса, охоплюючу маслорозподільник 5 і створюючу разом з елементами робочого колеса 1 верхню порожнину сервомотора В; ущільнювальний елемент 9 (фіг. 2), встановлений між кришкою технологічною 8 і маслорозподільником 5; трубопроводи (або гнучкі шланги) 10, 11 і 12, що підводять масло, відповідно, до порожнин А, Б і В, при цьому трубопровід 10 під'єднується до трубопроводу 11; кран кульовий 13, встановлений на трубопроводі 10; вентилі з ніпелями 14 (фіг. 1 і 3), встановлені до порожнин робочого колеса А і Б; кришку 15 (фіг. 2), встановлену на маслорозподільнику 5 робочого колеса і що перекриває канали маслорозподільника 5 до порожнин сервомотора Б і В; пробку 16 (фіг. 2), встановлену в маслорозподільнику 5 на каналі до порожнини корпусу А; відводи 17, 18 і 19, встановлені, відповідно, до порожнин А, Б і В робочого колеса, при цьому відводи 17 і 18 встановлені (фіг. 2) в кришці 15 маслорозподільника 5 на каналах маслорозподільника до порожнин Б і В; плити приладові 20 з пробками 21, встановлені на відводах 17, 18 і 19; маслостанцію 22, що подає масло під тиском в порожнині А, Б і В; ручний розподільник масла 23, встановлений на маслостанції 22 (фіг. 4), в якому встановлюються трубопроводи 11 і 12; бак 24, встановлений на кришці технологічній 8; трубку 25, що сполучає порожнину корпуса А робочого колеса з баком 24, і манометри 26, встановлені на плитах приладових 20. Пристрій для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни складається і працює наступним чином. Після складання на заводі або на ГЕС робоче колесо 1 залишається встановленим на опорі 7 [1]. При цьому на поршні сервомотора 4 встановлюється також маслорозподільник 5. При складанні робочого колеса 1 утворюються порожнина корпуса А робочого колеса і нижня порожнина сервомотора Б. Потім здійснюється складання пристрою для випробування робочого колеса 1. Кришка технологічна 8 встановлюється на корпусі 2 робочого колеса і сприяє утворенню верхньої порожнини сервомотора Б. Маслостанція 22 і плити приладові 20 встановлюються в зручному для використання місці. Спочатку порожнини А, Б і В заповнюються маслом з маслосистеми по підвідних трубопроводах 10, 11 і 12, при відкритих вентилях 14. Випускання повітря з порожнин робочого колеса здійснюється по відводах 17, 18 і 19 і плитам приладовим 20 з пробками 21. Випускання повітря з порожнини А здійснюється також по отвору в маслорозподільнику 5 до центрального каналу маслорозподільника. При появі масла в приладових плитах 20 і в отворі маслорозподільника 5 останні закриваються пробкою 21 і пробкою 16 відповідно. При цьому також заповнюються маслом трубка 25 і бак 24. Вентилі 14 закриваються. Підвідні трубопроводи 11 і 12 перемикаються до маслостанції 22 і встановлюються в ручному розподільнику 23. Для проведення випробування на протічки масла з порожнини А корпуса 2 робочого колеса в останню масло під тиском подається по підвідному трубопроводу 10, при відкритих крані кульовому 24 і вентилі 14 на трубопроводі 10. При цьому вентиль 14 у вузлі Д закритий. Перевіряється наявність протічок масла крізь ущільнення і болти лопатей 6 і інші нерухомі 3 UA 71746 U 5 10 15 20 25 з'єднання робочого колеса 1. За відсутності або незначності проточок масла дані випробування вважаються закінченими. Вентиль 14 на трубопроводі 10 закривається. Потім перевіряється поворот лопатей 6 робочого колеса 1 шляхом переміщення поршня сервомотора 4. Кран кульовий 13 на трубопроводі 10 закривається, а вентиль 14 у вузлі Д відкривається. Подається, наприклад, масло під тиском у верхню порожнину сервомотора В. При цьому вентиль 14 на трубопроводі 11 відкривається. За допомогою ручного розподільника 23 трубопровід 12 і, відповідно, порожнина сервомотора В підключається на подавання масла під тиском, а трубопровід 11 і, відповідно, порожнина сервомотора Б перемикається на злив. Лопаті 6 робочого колеса повертаються, наприклад, «на відкриття». При цьому, у зв'язку із зануренням штока 3 в порожнину А корпуса 2 робочого колеса, відповідний об'єм масла з порожнини А через вентиль 14 (вузол Д) по трубці 25 видавлюється в бак 24. При подаванні масла під тиском в нижню порожнину сервомотора Б за допомогою ручного розподільника 23 трубопровід 11 і, відповідно, порожнина Б перемикається на подавання масла під тиском, а трубопровід 12 і, відповідно, порожнина В перемикається на зливання. Лопаті 6 робочого колеса повертаються «на закриття». При цьому, у зв'язку з виходом штока 3 з порожнини А корпуса робочого колеса, об'єм масла в порожнині А зменшується і поповнюється маслом з бака 24 по трубці 25 крізь вентиль 14 (вузол Д). В процесі даного випробування перевіряються плавність переміщення поршня 4 із штоком 3, плавність поворота лопатей 6, величини ходу поршня сервомотора 4 і кута поворота лопатей 6. Після випробування лопаті 6 робочого колеса залишають закритими, випускають масло з порожнин А, Б і В робочого колеса в маслосистему, розбирають пристрій, залишивши вентиль з ніпелем 14 до порожнини А (на трубопроводі 10). Джерела інформації, що прийняті до уваги при складанні заявки: 1. Пристрій для складання робочого колеса хрестовинного типу поворотно-лопатевої гідротурбіни. Пат. України № 64483, МПК F03В 11/00; опубл. 2011, Бюл. № 21. (поз. 11 - поршень сервомотора робочого колеса; маслорозподільник на поршні - не показано). 2. Полушкин К.П.Монтаж гидроагрегатов. - Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1977. - с. 210-211. 3. Фитерман Я.Ф. Монтаж и ремонт гидротурбин. - М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1961. - с. 234-239, рис. 122. - Прототип. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Система для випробування робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни, що містить робоче колесо, яке підлягає випробуванню з порожнинами, які заповнені маслом, а також містить опору, встановлену на монтажній плиті; ущільнювальний елемент, встановлений між кришкою корпуса і маслорозподільником; трубопроводи, що підводять масло в порожнини робочого колеса; вентилі з ніпелями, встановлені до порожнин робочого колеса; відводи, встановлені до порожнин робочого колеса; маслостанцію, що подає масло під тиском, і манометри, яка відрізняється тим, що містить кришку технологічну, встановлену на корпусі робочого колеса і охоплюючу маслорозподільник робочого колеса; кран кульовий, встановлений на трубопроводі до порожнини корпуса робочого колеса; кришку, встановлену на маслорозподільнику робочого колеса; пробку, встановлену в маслорозподільнику робочого колеса на каналі до порожнини корпуса робочого колеса; плити приладові з пробками, встановлені на відводах; ручний розподільник масла, встановлений на маслостанції; бак, встановлений на кришці технологічній; трубку, що з′єднує порожнину корпуса робочого колеса з баком; при цьому трубопровід порожнини корпуса робочого колеса з'єднується з трубопроводом нижньої порожнини сервомотора робочого колеса; вентилі з ніпелями встановлюються на відводах підвідних трубопроводів в порожнини робочого колеса; відводи з порожнин сервомотора встановлюються в кришці маслорозподільника робочого колеса на каналах маслорозподільника; маслостанція виконується з баком місткістю, рівною місткості робочої порожнини сервомотора робочого колеса; манометри встановлюються на плитах приладових. 4 UA 71746 U 5 UA 71746 U Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6