Стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни

Реферат: Стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, встановлений на сервомоторі напрямного апарата, містить опору-кришку з отвором, стопор, упор, кронштейн, шток, рукоятку для переміщення штока; датчики положення. UA 78095 U (12) UA 78095 U UA 78095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області гідротурбобудування і може бути використана в напрямному апараті гідротурбіни при виготовленні і експлуатації гідравлічних турбін. При експлуатації гідротурбіни лопатки напрямного апарата за допомогою сервомоторів, регулюючого кільця і механізмів поворота займають закрите або відкрите положення. При закритому положенні напрямних лопаток [1] передбачається стопорення ходу сервомотора і регулюючого кільця, щоб зафіксувати напрямний апарат в закритому положенні і мати можливість зняти тиск масла в сервомоторах. Стопорний пристрій конструктивно зв'язується або з регулюючим кільцем, або з одним з сервомоторів. При цьому стопорний пристрій розраховується на повне зусилля сервомоторів. Стопорні пристрої виконуються гідравлічними, такими, що характеризуються дистанційним керуванням і швидкодією, і ручними. Одночасне застосування гідравлічного і ручного стопорних пристроїв дозволяє здійснити швидке експлуатаційне оперативне стопорення напрямного апарата і тривалу, надійну зупинку агрегату для виконання робіт по ревізії і ремонту агрегату без осушення спіральної камери. Відомий гідравлічний стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни [2], що встановлений в кришці турбіни і містить стопор, проушину з отвором (упор для стопора), виконану у згоді з регулюючим кільцем; опору, виконану погоджено з кришкою турбіни, з отвором, в якому встановлений стопор; втулки з антифрикційного матеріалу, встановлені в отворах вушка і опори; корпус, встановлений на опорі; кришку, встановлену на корпусі; шток, встановлений в корпусі і стопорі; поршень, встановлений на штоку в порожнині корпуса; ущільнювальні елементи і штуцери, встановлені в корпусі; кулачок, встановлений на штоку; кронштейн, встановлений на корпусі; датчики положення, встановлені на кронштейні, та установні і кріпильні елементи. Пристрій застосовують при швидкому експлуатаційному оперативному закритті пристрою і стопоренні напрямного апарата і спільно, конструктивно, з ручним стопорним пристроєм. Недоліком відомого гідравлічного стопорного пристрою є неможливість установлення пристрою на малих гідротурбінах, унаслідок обмеженості компоновки напрямного апарата. Відомий також стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни (з ручним керуванням) [3], що встановлений в кришці турбіни і містить стопор; вушко з отвором (упор для стопора), виконане в погодженні з регулюючим кільцем; опору, виконану в погодженні з кришкою турбіни, з отвором, в якому встановлюється стопор; втулки з антифрикційного матеріалу, встановлені в отворах вушка і опори; кронштейн, виконаний з двома фланцями і з квадратним отвором в нижньому фланці і встановлений на опорі; шток, виконаний з квадратним перерізом в середній частині і з різьбовим кінцем і встановлений в стопорі і кронштейні; гайку, встановлену на кронштейні і на штоку; рукоятку, встановлену на гайці; датчики положення, встановлені на кронштейні; упор, встановлений на штоку, та установні і кріпильні елементи. Застосовується при стопоренні напрямного апарата з метою проведення огляду або ремонту гідроагрегата і спільно, конструктивно, з гідравлічним стопорним пристроєм. Недоліком відомого ручного стопорного пристрою є неможливість установлення пристрою на малих гідротурбінах, унаслідок обмеженості компоновки напрямного апарата. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі є стопорний пристрій з ручним керуванням, що встановлений на одному з сервомоторів [4], містить кришку (опору) з отвором, встановлену на передній стороні корпуса сервомотора; ковану вилку (стопор), встановлену в отворі кришки-опори; трубу (упор), встановлену на передній стороні поршня сервомотора; кронштейн, встановлений на кришці-опорі; шток-гвинт, встановлений в кронштейні і стопорі; рукоятку, встановлену на штоку-гвинті, сигнальні пристрої (датчики положення, встановлені на кронштейні), що показують положення стопора в даний момент, та установні і кріпильні елементи. При цьому стопор-вилка в нижньому своєму положенні упирається в опору-кришку, сприймає зусилля з боку упора-труби, в крайньому лівому її положенні, і стопорить переміщення штока сервомотора, і відповідно, стопорить напрямний апарат при його закритому положенні. Недоліки відомого стопорного пристрою полягають в наступному: - відсутність дистанційного керування пристроєм; - повільний (ручний) процес закриття і відкриття пристрою; - утрудненість установлення пристрою на передній стороні сервомотора при деяких конструктивних особливостях сервомотора. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий стопорний пристрій напрямного апарата малої гідротурбіни, встановлений на сервомоторі напрямного апарата, виконання якого забезпечило б установлення стопорного пристрою при обмеженості компоновки сервомотора, 1 UA 78095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дистанційне керування пристроєм, швидкодію пристрою і надійність стопорення ходу сервомотора і, відповідно, стопорення напрямного апарата. Поставлена задача вирішується тим, що стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, що містить опору-кришку з отвором, встановлену на корпусі сервомотора; стопор, встановлений в отворі опори-кришки; упор для стопора, встановлений на поршні сервомотора; кронштейн, виконаний з двома фланцями; шток, встановлений в стопорі і у верхньому фланці кронштейна; рукоятку для переміщення штока; датчики положення, встановлені на кронштейні, та установні і кріпильні елементи, згідно з корисною моделлю: - опора-кришку встановлено на зворотному боці корпуса; - упор для стопора виконаний у вигляді штанги і встановлений на зворотному боці поршня сервомотора; - шток, встановлений в стопорі і у верхньому фланці кронштейна, виконаний з двох частин: з штока (гідравлічного), встановленого в стопорі, і штока (ручного) з різьбовим кінцем, встановленого у верхньому фланці кронштейна. - стопорний пристрій виконаний комбінованим - з елементами гідравлічного [2] і ручного [3] стопорних пристроїв і містить втулку з антифрикційного матеріалу, встановлену в отворі опори; корпус, встановлений на опорі і на штоку (гідравлічному); поршень, встановлений на штоку (гідравлічному) в порожнині корпуса; кришку, встановлену на корпусі, і на якій встановлений кронштейн; ущільнювальні елементи і штуцери, встановлені в корпусі; кулачок, встановлений на штоку (гідравлічному); гайку, встановлену на верхньому фланці кронштейна і на штоку (ручному) і на якій встановлена рукоятка; упор, встановлений на штоку (ручному); два датчики положення, що контактують з кулачком, і один датчик положення, що контактує з упором. Виконання стопорного пристрою напрямного апарата гідротурбіни, встановленого на сервомоторі напрямного апарата, по обмежувальних ознаках дозволяє здійснити стопорення ходу сервомотора і, відповідно, стопорення напрямного апарата при його закритому положенні. Установлення опори-кришки на зворотному боці корпуса сервомотора дозволяє встановити на ній робочі механізми стопорного пристрою при обмеженості компоновки сервомотора і забезпечити стопорення ходу сервомотора і, відповідно, стопорення напрямного апарата. Виконання упора для стопора у вигляді штанги і його установлення на зворотному боці поршня сервомотора дозволяє забезпечити стопорення ходу сервомотора і, відповідно, стопорення напрямного апарата. Виконання штока, встановленого в стопорі і у верхньому фланці кронштейна, з двох частин: з штока, встановленого в стопорі, і штока з різьбовим кінцем, встановленого у верхньому фланці корпуса, дозволяє виконати стопорний пристрій комбінованим, таким, що складається з елементів гідравлічного і ручного стопорних пристроїв, забезпечити дистанційне керування переміщенням штока із стопором і ручне переміщення штока з різьбовим кінцем з метою фіксації закритого положення штока із стопором. Виконання стопорного пристрою комбінованим - з елементами гідравлічного і ручного стопорних пристроїв, дозволяє забезпечити дистанційність керування гідравлічним пристроєм, швидкодію гідравлічного пристрою при експлуатаційному оперативному закритті і відкритті напрямного апарата і надійність стопорення напрямного апарата при його зупиненні на огляд або ремонт за допомогою елементів ручного стопорного пристрою. В цілому, сукупність суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, дозволяє отримати технічний результат - отримати стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, встановлений на сервомоторі, виконання якого забезпечує установлення пристрою при обмеженості компоновки сервомотора, що забезпечує дистанційне керування і швидкодію пристрою, працездатність пристрою і надійність стопорення хода сервомотора і, відповідно, стопорення напрямного апарата. Корисна модель ілюструється кресленнями, на яких показано: фіг. 1 - стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни у відкритому положенні; фіг. 2 - стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни в плані (вид А на фіг. 1); фіг. 3 - стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни в закритому положенні. Сервомотор напрямного апарата гідротурбіни містить, зокрема, корпус 1, поршень 2 із штоком 3, кришку 4, встановлену на зворотному боці корпуса 1, і штангу 5, встановлену на зворотному боці поршня 2. Комбінований стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, встановлений на сервомоторі напрямного апарата, містить опору-кришку 4 з отвором, встановлену на лівій стороні корпуса 1 сервомотора; втулку 6, виконану з антифрикційного матеріалу, встановлену в отворі опори 4; стопор 7, встановлений в отворі опори 4; упор-штангу 5, встановлений на лівій стороні поршня 2 сервомотора; корпус 8, встановлений на опорі 4; шток (гідравлічний) 9; 2 UA 78095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 встановлений в стопорі 7 і в корпусі 8; поршень 10, встановлений на штоку 9 в порожнині корпуса 8; кришку 11, встановлену на корпусі 8; кронштейн 12 з двома фланцями, встановлений на кришці 11; ущільнювальні елементи (не позначено) і штуцери (не показано), встановлені в корпусі 8; кулачок 13, встановлений на штоку 9; шток (ручний) 14, встановлений у верхньому фланці кронштейна 12; гайку 15, встановлену на верхньому фланці кронштейна 12 і на штоку 14; рукоятку 16, встановлену на гайці 14; упор 17, встановлений на штоку 14; встановлені на кронштейні 12 верхній 18 і нижній 19 датчики положення, що контактують з кулачком 13, і датчик положення 20, що контактує з упором 17, та установні і кріпильні елементи (не позначено). При цьому між штоками 9 і 14 встановлена установна відстань "Н". Комбінований стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, встановлений на сервомоторі, працює таким чином. Наприклад, напрямний апарат гідротурбіни знаходиться у відкритому положенні. При цьому (фіг. 1) поршень 2 сервомотора разом із штоком 3 і упором 5 займають крайнє ліве положення, а стопорний пристрій знаходиться в неробочому (відкритому) положенні. Стопор 7 виведений з контакту з упором 5 і повністю розташований в отворі опори 4, поршень 10 пристрою займає в корпусі 8 верхнє положення, а кулачок 13 контактує з верхнім датчиком положення 18. Шток (ручний) 14 також займає верхнє положення. Між кулачком 13 і штоком 14 - установний зазор "Н", а упор 17 контактує з датчиком положення 20, який фіксує верхнє установне положення упора 17 і штока 14. При приведенні напрямного апарата в закрите положення в ліву порожнину корпуса 1 сервомотора подається масло під тиском і поршень 2 сервомотора із штоком 3 і з упором 5 переміщаються управо і займають крайнє праве положення (фіг. 3). За допомогою механізмів поворота напрямні лопатки повертаються на закриття. Напрямний апарат закритий. По шлангу, приєднаному до верхнього штуцера пристрою, у верхню частину порожнини корпуса 8 подається масло під тиском. Поршень 10 (фіг. 3) переміщається вниз і разом з ним переміщаються вниз шток 9 з кулачком 13 і, відповідно, стопор 7. Стопор 7 входить в контакт з упором 5 і таким чином стопорить переміщення штока 3 сервомотора і, відповідно, стопорить напрямний апарат, а кулачок 13 входить в контакт з нижнім датчиком положення 19, від якого сигнал про закриття стопорного пристрою надходить на пульт керування. Сервомотор застопорений і, відповідно, напрямний апарат застопорений. Елементи гідравлічного стопорного пристрою використовуються при експлуатаційних оперативних стопореннях і розстопореннях сервомотора і, відповідно, напрямного апарата. При огляді або ремонті агрегата додатково використовують елементи ручного стопорного пристрою (фіг. 3). Шляхом обертання рукоятки 16 шток 14 переміщається вниз до контакту із штоком 9 і фіксує положення стопора 7 в закритому положенні. При цьому упор 17 виходить з контакту з датчиком положення 20, а нижній датчик положення 19 сигналізує про надійне статичне положення кулачка 13 і, відповідно, стопора 7. При пуску гідроагрегата після проведення огляду або ремонту агрегата, коли напрямний апарат гідротурбіни приводять у відкрите положення, стопорний пристрій працює на розстопорення напрямного апарата. При цьому (фіг. 1) шляхом обертання рукоятки 16 шток 14 переміщається вгору до контакту упора 17 з датчиком положення 20, який сигналізує про звільнення гідравлічної частини стопорного пристрою. Потім по шлангу, приєднаному до нижнього штуцера пристрою, в нижню частину порожнини корпуса 8 подається масло під тиском. Поршень 10 переміщається вгору і разом з ним переміщаються шток 9 з кулачком 13 і, відповідно, стопор 7. Стопор 7 виходить з контакту з упором 5, а кулачок 13 вступає в контакт з верхнім датчиком положення 18, від якого сигнал про відкриття стопора 7 надходить на пульт керування. Напрямний апарат розстопорений. Далі в праву порожнину корпуса 1 сервомотора подається масло під тиском. Поршень 2 сервомотора із штоком 3 і з упором 5 переміщаються вліво. За допомогою механізмів повороту напрямні лопатки повертаються на відкриття. Джерела інформації: 1. Справочник конструктора гидротурбин /Под ред. Н.Н. Ковалева. - Л.: Машиностроение.1971. - С. 161. 2. Гідравлічний стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни. Пат. України № 71477, МПК F 03 В 11/00, опубл. 2012, Бюл. № 13. 3. Стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни. Пат. України № 71476, МПК F 03 В 11/00, опубл. 2012, Бюл. № 13. 4. Грановский С.А., Малышев В.М., Орго В.М. і др. Конструкция и расчет гидротурбин. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие.-1974. - С. 163-165, рис. VII.17. - Прототип. 60 3 UA 78095 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Стопорний пристрій напрямного апарата гідротурбіни, встановлений на сервомоторі напрямного апарата, що містить опору-кришку з отвором, встановлену на корпусі сервомотора; стопор, встановлений в отворі опори-кришки; упор, встановлений на поршні сервомотора; кронштейн, виконаний з двома фланцями; шток, встановлений в стопорі і у верхньому фланці кронштейна; рукоятку для переміщення штока; датчики положення, встановлені на кронштейні, та установні і кріпильні елементи, який відрізняється тим, що опора-кришка встановлена на зворотному боці корпусу; упор для стопора виконаний у вигляді штанги і встановлений на зворотному боці поршня сервомотора; шток виконаний з двох частин: з штока (гідравлічного), встановленого в стопорі, і штока (ручного) з різьбовим кінцем, встановленого у верхньому фланці кронштейна; що виконаний комбінованим - з елементами гідравлічного і ручного стопорних пристроїв, і що містить втулку з антифрикційного матеріалу, встановлену в отворі опори; корпус, встановлений на опорі і на штоку (гідравлічному); поршень, встановлений на штоку (гідравлічному) в порожнині корпусу; кришку, встановлену на корпусі і на якій встановлений кронштейн; ущільнювальні елементи і штуцери, встановлені в корпусі; кулачок, встановлений на штоку (гідравлічному); гайку, встановлену на верхньому фланці кронштейна і на штоку (ручному) і на якій встановлена рукоятка; упор, встановлений на штоку (ручному), два датчики положення, що контактують з кулачком, і один датчик положення, що контактує з упором. 4 UA 78095 U 5 UA 78095 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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