Вертикальная гидротурбина

 

Использование: в области гидроэнергетики, в частности, в вертикальных гидротурбинах. Сущность изобретения: у вертикальной гидротурбины, содержащей корпус, камеру с крышкой и установленный в камере с зазором рабочий орган, крышка установлена с возможностью вертикального перемещения и снабжена в нижней части роликами, рабочий орган выполнен в виде двух параллельных валов с установленными на них с возможностью контакта с роликами крышки колодками с эллиптическим поперечным сечением, при этом колодки установлены с возможностью свободного перемещения в проеме для размещения крышки и на валах. 3 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано как вертикальная гидротурбина.

Известна вертикальная радиально-осевая гидротурбина, описанная в книге Н. Н. Ковалева Гидротурбины, Л. Машиностроение, 1971, с. 63-64, рис. 11-15, содержащая корпус, камеру с крышкой и установленный в камере с зазором рабочий орган.

Данная гидротурбина имеет сложную конструкцию и дорога в изготовлении и монтаже.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции турбины и ее монтажа.

Данный технический результат достигается тем, что крышка установлена с возможностью вертикального перемещения и снабжена в нижней части роликами, рабочий орган выполнен в виде двух параллельных валов с установленными на них с возможностью контакта с роликами крышки колодками с эллиптическим поперечным сечением, при этом колодки установлены с возможностью свободного перемещения в проеме для размещения крышки и на валах.

На фиг. 1 схематически изображено поперечное сечение гидротурбины; на фиг.2 продольный разрез; на фиг. 3 вид на гидротурбину спереди.

Вертикальная гидротурбина содержит корпус 1, рабочий вал 2, колодка эллиптического сечения 3, крышку 4, ролик 5, камеру воды высокого давления 6, камеру отработанной воды 7, канал для масла 8, выемку для масла 9, водовод 10, прогон 11, кран-балку 12, кронштейн 13, лебедку 14, вал 15, редуктор 16, электродвигатель 17,стропу 18, болты 19, фундамент 20, трубу 21, воды 22, монтажный стержень 23, стойку 24, балку 25, шестерню 26, муфту 27, кожух 28, фланец 29, кожух задний 30, болты 31, упорный подшипник трения качения 32, фундамент 33, опорные подшипники трения скольжения 34.

Стальной корпус 1 устанавливается на железобетонный фундамент 20 и закрепляется болтами 19. В торцах корпуса 1 и его перегородках предусмотрены круглые отверстия для пропуска рабочих валов 2. Через данные отверстия начинают устанавливать рабочие валы 2. Работа ведется поочередно, сперва колодка 3 опускается через проем, для крышки 4, в камеру отработанной воды 7, затем рабочий вал 2 просовывается до очередной камеры 7 в которую опускают очередную колодку 3. Таким образом все шесть камер заполнены обоими рабочими валами 2 и двенадцатью колодками 3. По концам рабочих валов 2 в торцах корпуса 1 устанавливаются четыре подшипника трения скольжения 34 или подшипники трения качения. Затем устанавливают шестерни 26 и вручную прокручивают валы 2 проверяя зазоры между вершинами эллиптических колодок 3 и поверхностью камеры отработанной воды 7. Зазоры должны быть минимальными, недопускающие износа колодок 9 и поверхности камер 7. Через зазоры будет прорываться вода, которая будет служить водяной подушкой взамен смазки маслом. После отмеченной проверки опускают в камеры крышки 4 с роликами 5, которые должны плотно прилегать к поверхности колодок 3. Для смазки поверхности крышек 4 и роликов 5 предусмотрены каналы 8 и выемки 9. Однако после ряда опытов смазку маслом можно будет применить водяную подушку.

Заявленная турбина имеет шесть камер, каждая камера имеет собственный трубопровод забирающий воду из истока горной реки или озера. Таким образом одна гидротурбина способна принять воду из шести горных рек с разной по высоте расположения водозаборов, что приводит к разным давлениям воды во всех шести камерах. В результате рабочие валы 2 все эти разные давления приводят в среднее давление для всей турбины. Это дает возможность максимально использовать весь потенциал мощности всех шести рек.

После того, как убедились в правильности сборки рабочих валов 2, колодок 3, крышек 4 с роликами 5, на концы рабочих валов закрепляют шестерни 26, устанавливают кожуха 28 и 30, закрепляя болтами 31, устанавливают упорный подшипник 32 с муфтой 27. На одном конце рабочего вала 2 приваривается фланец 29 для сцепления с ротором генератора тока. Для отвода отработанной воды в фундаменте 20 предусмотрена труба 21. После выхода трубы 2 за пределы здания турбины под трубу устраивается фундамент 33.

Вертикальная гидротурбина работает следующим образом.

В каналы 8, в выемки 9, в кожуха 28 и 30 заливают масло. Подшипник 32 смазывается отдельно. Подшипники 34 смазываются маслом из кожухов 28 и 30. Пуск турбины начинается с открывания задвижек водоводов (на чертежах не показано). Вода высокого давления в камере 6 давит на колодку 3 заставляя ее вращаться вокруг своей оси и вращать рабочий вал 2. В шестикамерной турбине работают 12 колодок 3.

Каждая колодка 3 за один поворот вала 2 дважды работает под высоким давлением воды. При вращении колодки 3 одна вершина закрывает доступ воды из камеры 6 в камеру 7, другая вершина открывает выход отработанной воды из камеры 7 в трубу 21.

Все это автоматизировано при отсутствии каких-либо регулирующих устройств.

Простота конструкции, долговечность и дешевизна позволяет организовать массовый выпуск их и устанавливать на горных реках с подачей воды в турбины трубами.

Такие гидротурбины если их устанавливать в самых низких точках существующих горных ГЭС, например, в конце сбросного канала Нурекской ГЭС, то мощность этих ГЭС значительно возрастут.

Формула изобретения

Вертикальная гидротурбина, содержащая корпус, камеру с крышкой и установленный в камере с зазором рабочий орган, отличающаяся тем, что крышка установлена с возможностью вертикального перемещения и снабжена в нижней части роликами, рабочий орган выполнен в виде двух параллельных валов с установленными на них с возможностью контакта с роликами крышки колодками с эллиптическим поперечным сечением, при этом колодки установлены с возможностью свободного перемещения в проеме для размещения крышки и на валах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3