Подпятник вертикального гидрогенератора

 

О П И С А Н И Е (,,930505

И 3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапксткческкх

Республик (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид-ву (22)Заявлено 15.09.80 (2I) 2980902/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.05.82, Бюллетень ¹I9

Дата опубликования описания 25.05.82 (5! )М. Кл.

Н 02 К 5/167

Геа7даретееннмй комнтет но делам нзабретеннй н открытий (53) УДК 62).. 313. 713 (088.8) Ю. В. Арошидзе, Г).А. Дегусаров, П. Н. Фролов и В.О. Игошин (72) Авторы изобретения

Ленинградское электромашиностроительное объединение

"Электросила" им. С.И. Кирова (7I) Заявитель (54) ПОДПЯТНИК ВЕРТИКАЛЬНОГО ГИДРОГEHEPATOPA

Изобретение относится к электрическим машинам и, в частности к вертикальным гидрогенераторам, Ъ

Одним из наиболее ответственных узлов любых вертикальных машин, в

5 том числе и гидрогенераторов, является опорный подшипник-подпятник, воспринимающий осевую нагрузку от вращающихся масс генератора и его привода (турбины), а также вертикаль-, ную составляющую реакции потока воды через гидравлическую турбину.

Подпятники, воспринимая нагрузки до 4000.т,достигают значительных размеров (диаметр до 4,5 м), масляные ванны, в которых размещаются подпятники, достигают еще больших размеровдо 6,2 м. Конструкции масляных ванн должны обеспечить их максимально возможную герметичность во избежании попадания паров масла в пространство генераторов, особенно на обмотки статора и ротора, так как,осаждаясь на поверхности изоляции обмоток, масло в смеси с содержащейся в воздухе пылью может привести к повреждению изоляции и электрическим пробоям ее.

Поэтому одной из важнейших задач, не нашедшей пока полного решения, является борьба с масляными парами из ванн подпятников гидрогенераторов.

Известен подпятник гидрогенератора, в масляной ванне которого уплотняющие камеры, установленные по внутреннему и наружному диаметрам втулки подпятника, снабжены охладителями, служащими для конденсации масляных паров.

В подпятнике охладители выполнены в виде кольцевых трубок, снабжены патрубками для подачи и слива охлаждающей жидкости, Для сбора конденсированного масла установлены лотки

Недостатком такого подпятника является его большая конструктивная и технологическая сложность.

В процессе эксплуатации гидрогенераторов часто применяют искусствен930505 4 а на внутренней поверхности втулки закреплен маслоотражательный щиток.

Такая конструкция полностью исключает;.. вентилирующее действие ребер жесткости втулки и создает большие возможности для установки 3 и более уплотнений на наружной боковой поверхности втулки.

Иаслоотражательный щиток, закреп10 ленный на внутренней боковой поверхности втулки подпятника, предназначен для уплотнения внутренней поверхности ванны, а также для предотвращения попадания масла во внутренние карма 5 ны втулки.

Уплотнения, установленные на крышке, выполняются из сварных или литых элементов с кожанными манжетами, охватывающими наружную боковую nosepxность втулки.

На чертеже представлен подпятник вертикального гидрогенератора, про" дольный разрез.

Подпятник содержит втулку 1 с прикрепленным к ней диском 2. Втулка 1 с диском 2 опираются на двухрядные сегменты 3, в свою очередь .опирающиеся на опорные элементы подпятника 4.

Подпятник расположен в масляной ванне 5, составленной днищем 6, наружной цилиндрической стенкой 7, внутренней цилиндрической стенкой 8 и крышкой 9. В масляной ванне размещен охладитель 10.

Втулка 1 подпятника выполнена таким образом, что ее наружная поверхность 11 представляет собой сйлошную цилиндрическую поверхность,. а ребра 12 жесткости обращены вовнутрь., На крышке 9 установлены уплотнения 13, прилегающие к наружной цилиндрической поверхности 11 втулки 1. ные приемы по удалению паров масла из ванн. Для этой цели в корпус ванн ввариваются трубки, выводимые в тур- бинные помещения (2 ).

Установкой подобных трубок снижается замасливание.машин, но загрязняютсл турбинные помещения и речные стоки, Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является конструкция подпятника вертикального гидрогенератора, содержащая втулку, снабженную ребрами жесткости, с прикрепленным к ней диском и сегменты с опорными элементами, помещенные в масляную ванну, выпол-. ненную в виде кольцевого цилиндра, на крышке которой установлены уплотнения, прилегающие к наружной боковой поверхности втулки. Вращающаяся втуу1ка подпятника соединена с ротором генератора. В известных конструкциях

\ втулки подпятников имеют внутреннюю сплошную стенку и ребра жесткости, обращенные к наружному диаметру (31. Недостатком таких конструкций является вентилируюшее действие ребер жесткости, созда)ощих зону пониженного давления над ванной подпятника и способствующих тем самым выходу масляных паров из ванны.

Кроме того, установка уплотнений на наружной боковой поверхности втулки подпятника очень затруднена ввиду того, что практически отсутствуют гладкие поверхности .(кроме верхнего и нижнего поясков). Поэтому на практике ограничиваются одним или двумя уплотнениями, что оказывается недо- статочным.

Цель изобретения - повышение надежности гидрогенератора путем исключения попадания масляных паров на его активные части.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в подпятнике вертикального гидрогенератора, содержащем втулку, снабженную ребрами жесткости, с прикрепленным к ней диском и сегменты с опорными элементами, помещенные в масляную ванну, выполненную в виде кольцевого цилиндра, на крышке которой установлены уплотнения, прилегающие к наружной боковой поверхности втулки, последняя выполнена со сплошной наружной боковой поверхностью и ребрами жесткости, обращенными вовнутрь, при этом на крышке масляной ванны установлены дополнительные уплотнения, Наличие сплошной наружной поверхности 11 втулки создает возможность для установки на крышке 9 масляной ванны 5 большего числа уплотнений, охватывающих втулку, чем это имело место в известной конструкции подпятника, где ребра жесткости втулки были обращены к наружной поверхности, а сама наружная поверхность представляла собой два пояска.

На внутренней боковой поверхности втулки 14 укреплен отражательный щиток 15 для уплотнения ванны по внутренней поверхности, а также для предотвращения попадания масла во внутренние карманы втулки.. ность, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию.

Изобретение предназначено для внедрения на новых типах гидрогенераторов, 5 для которых еще не заказаны втулки подпятников, например на гидрогенераторах ГЭС Габчиково.

Формула изобретения

Подпятник вертикального гидрогенератора, содержащий втулку, имеющую ребра жесткости и каналы между

15 ними,и наружную.и внутреннюю боковые поверхности, прикрепленный к ней диск, масляную ванну в виде кольцевого цилиндра с крышкой, сегменты с опорными элементами, разме-. ло щенные в масляной ванне, и уплотнения, расположенные между наружной боковой поверхностью втулки и крынкой масляной ванны,.о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы25 шения надежности, он снабжен дополнительными уплотнениями и маслоотражательным,щитком и наружная боковая поверхность втулки выполнена сплошной, обеспечивающей размещениезо дополнительных уплотнений, и перекры-. вающей каналы между ребрами, а маслоотражательный щиток закреплен на внутренней боковой поверхности втул-. ки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2816723/07, кл. Н 02 К 5/16, 1979.

2. Полушкин К.П. Монтаж гидроаг-. регатов. Л., "Энергия", 1977, с.336, рис . 5-57.

3. Домбровский В.В. и др. Проекти" рование гидрогенераторов. Ч. 2, Л., "Энергия", 1968, с. 81-84.

5- 930505

В.процессе работы гидрогенератора при скольжении вращающейся части подпятника (втулка 1 с диском 2) по неподвижной (сегменты 3 и опорные элементы 4), сила трения производит работу, целиком превращающуюся в тепло.

Для того, чтобы выделение тепла на поверхности трения не превосходило допустимых величин, надо обеспечить наличие слоя смазки между трущимися поверхностями, т.е. создать так называемое жидкостное трение.

Чтобы обеспечить необходимую вязкость охлаждающего масла s масляной ванне 5, температура его должна во время работы агрегата поддерживаться постоянной. Для этой цели служат охладители 10. Образование масляной пленки между трущимися поверхностями и ее поддержание в подпятнике обес- . печивается вращением самого подпятника.

Циркуляция масла в ванне 5 достигается насосным действием вращающихся частей 1 и 2 подпятника. Над.поверхностью масла в ванне 5 образуются масляные пары, проникновение которых к активным частям гидрогенератора недопустимо. Для исключения попадания в гидрогенератор паров, масляная ванна 5 герметизирована уплотнениями 13 на наружной боковой. поверхности 11 втулки. 1 и маслоотражательным щитком 15 на внутренней поверхности 14 втулки 1. Кроме того, щиток

15 препятствует проникновению масла из ванны во внутренние карманы втулки 1, образованные ребрами 12 жест-. кости.

Предлагаемое изобретение позволяет решать важную техническую задачу по предотвращению замасливания деталей гидрогенераторов и тем самым повысить их эксплуатационную надеж