Статор гидротурбины

 

Сущность изобретения: опорные полки связаны между собой профилированными колоннами. Каждая покрывная оболочка жестко скреплена с одной из полок и связана с соответствующей колонной. Каждая полка связана с соответствующей колонной одним из пеньков. Пеньки расположены между соответствующей полкой и оболочкой. Линейные размеры пеньков в поперечном сечении меньше линейных размеров колонн в поперечном сечении. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в статорных частях гидромашин.

Известны (см. Ковалев Н. Н. Гидротурбины. Л. Машиностроение, 1971, с. 165) цельнолитые статоры, содержащие верхний и нижний пояса и расположенные между ними колонны, выполненные в виде единой отливки. При этом колонны соединены непосредственно с покрывающими листами, а последние с опорными фланцами с помощью ребер и обечаек.

Недостатками указанной конструкции являются чрезвычайная сложность литейной технологии по получению цельнолитой заготовки для изготовления всего статора и необходимость проведения большого объема ручных работ для обеспечения требуемой точности изготовления той части статора, которая является проточной частью гидротурбины.

Более совершенной является широко применяемая в гидротурбостроении конструкция сварного статора (см. Броновский Г.А. Гольдфарб А.И. Фасулати Р.К. Технология гидротурбостроения. Л. Машиностроение, 1978, с. 285-291), пояса которого, включающие опорные полки и покрывающие листы, выполнены из листового проката, а отдельно отлитые колонны соединены с опорными полками и покрывающими листами посредством сварки.

Недостатком последней конструкции с учетом необходимости использования в нем литых элементов (колонн) является значительный объем трудоемких работ по доведению находящихся в проточной части поверхности колонн до требуемого качества и необходимость исправления литейных дефектов колонн.

Известен статор гидротурбин, принятый за ближайший аналог, который содержит несущие кольца с опорными полками и радиальными ребрами, покрывные торовые оболочки, каждая из которых жестко связана с одной из полок и профилированными колоннами, дополнительные ребра несущих колец, расположенные в вертикальных плоскостях, проходящих через хорды колонн [1] Недостатком такой конструкции является большой объем работ по подгонке размеров дополнительных ребер к торовой оболочке перед сваркой ребер с криволинейной поверхностью оболочек, что увеличивает трудоемкость изготовления статора. Кроме того, недостатками такого статора являются большие размеры сварных швов в местах приварки дополнительных ребер к покрывным оболочкам, плохой доступ при выполнении этих швов и, соответственно, низкая технологичность конструкции.

Цель изобретения уменьшение объема наплавленного металла и уменьшение трудоемкости изготовления.

Цель достигается тем, что статор гидротурбины, содержащий опорные полки, связанные между собой профилированными колоннами, покрывные оболочки, каждая из которых жестко скреплена с одной из полок и связана с соответствующей колонной, снабжен пеньками, каждая из полок связана с соответствующей колонной посредством одного из пеньков, а последние расположены между соответствующей полкой и покрывной оболочкой.

Линейные размеры поперечного сечения пеньков могут быть выполнены меньше линейных размеров поперечного сечения колонн.

Соединение колонн с полками посредством пеньков исключает доводочные работы при выполнении соединительных швов, поскольку соединительные швы пеньков с колоннами выполняются по плоскости, а не по криволинейной поверхности. Кроме того, такое соединение исключает необходимость сварных соединительных швов по образующей обечаек (стенок) несущих колец.

В результате уменьшается объем наплавленного металла и трудоемкость изготовления.

Выполнение линейных размеров поперечного сечения пеньков меньше линейных размеров поперечного сечения колонн дает дополнительное уменьшение металлоемкости статора и наплавленного металла, а также облегчает доступ при выполнении сварных швов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый статор; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1.

Предложенный статор гидротурбины содержит опорные полки 1 и колонны 2, которые расположены между полками 1 и проходят через покрывные оболочки 3. Опорные полки 1 статора снабжены пеньками 4, выполненными в известных по опыту ЛМЗ пределах покрывных оболочек 3 (т.е. в пределах менее нагруженной зоны) и жестко скрепленных с колоннами 2 статора. При этом сечение пеньков 4 может быть выполнено утоненным по сравнению с сечением колонны 2, а сами они изготовлены из материала менее прочного, чем колонна 2. Такая возможность возникает по следующим причинам. При работе гидромашины статор воспринимает нагрузки от осевой силы ротора агрегата, передаваемые на колонны 2 через опорные полки 1, а также нагрузку от сопряженной со статором спиральной камеры гидромашины, передаваемую на колонны 2 через покрывные листы 3. При этом наиболее опасное сечение колонны 2 находится в зоне ее сопряжения с покрывными листами 3 со стороны проточной части.

Колонны 2 имеют заданную площадь поперечного сечения, выбранную из условия обеспечения допустимого уровня напряжений в наиболее нагруженной зоне (зоне сопряжения колонны с покрывающими листами со стороны проточной части). Колонны 2 выполнены цельными, или могут быть выполнены с накладкой, как в прототипе. Нижние и верхние пояса статора состоят из опорных полок 1 и обечаек 5, 6, охватывающих колонну 2 и ребра 7.

При сборке статора колонны с приваренными пеньками привариваются пеньками к опорным полкам статора, затем к колоннам привариваются покрывные оболочки, при этом не требуются доводочные работы при выполнении сварных швов.

Формула изобретения

1. СТАТОР ГИДРОТУРБИНЫ, содержащий опорные полки, связанные между собой профилированными колоннами, покрывные оболочки, каждая из которых жестко скреплена с одной из полок и связана с соответствующей колонной, отличающийся тем, что он снабжен пеньками, каждая из полок связана с соответствующей колонной посредством одного из пеньков, а последние расположены между соответствующей полкой и покрывной оболочкой.

2. Статор по п.1, отличающийся тем, что линейные размеры пеньков в поперечном сечении меньше линейных размеров колонн в поперечном сечении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3