ПОВОРОТНО-ЛОПАСТНАЯ ГИДРОТУРБИНА
ROTARY BLADE HYDRAULIC TURBINE

Изобретение относится к гидромашиностороению, а именно к устройству поворотно-лопастных гидромашин.
Известны различные поворотно-лопастные гидромашины, такие, например, как лопастная гидромашина с установленными на втулке лопастями (см. Ковалев Н.Н. Гидротурбины, Конструкции и вопросы проектирования, Москва, Ленинград, Машгиз, 1961, с.178-181, фиг.V.29) или поворотно-лопастная гидротурбина, поворот лопастей которой реализован с помощью концентрично установленного в ней трубопровода (см. SU 378652 А, 18.04.1973, F03B 11/00). Этим устройствам присущи такие недостатки, как ограниченность диапазона регулирования геометрических параметров рабочего колеса и инерционность поворота лопастей.
Наиболее близким к заявленному является поворотно-лопастная гидротурбина, содержащая ротор, состоящий из корпуса рабочего колеса с механизмом поворота лопастей, сервомотор для поворота лопастей, вала турбины, а также направляющий подшипник, съемную крышку, крышку турбины и направляющий аппарат (см. SU 374458 А, 26.04.1973, F03B 3/06).
Существенным недостатком данного устройства является большая масса.
Изобретение направлено на уменьшение массы.
Это достигается тем, что в поворотно-лопастной гидротурбине, содержащей электрический двигатель, механизм поворота лопастей, вал, согласно изобретению, механизм поворота лопастей выполнен в виде червячного редуктора и роторов, установленных в зазоре между двумя цилиндрическими статорами электрического двигателя, при этом один из роторов установлен на валу редуктора и через гибкую связь соединен с дополнительным ротором, причем червяк редуктора находится в зацеплении с червячным колесом, закрепленным на торце лопасти.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена поворотно-лопастная гидротурбина, на фиг.2 условно показано расположение двигателей поворота лопастей, на фиг.3 приведен вид разреза статоров.
Поворотно-лопастная гидротурбина содержит основание 1, на котором укреплены цилиндрические статоры 2 электродвигателя поворота лопастей, в зазоре которых расположены роторы 3, охваченные гибкой связью, а также подвижную часть, которая содержит корпус 4, в передней части которого размещен гидродинамический колпак 5, в корпусе на подшипниках 6 установлен червяк 7 червячного редуктора, червяк находится в зацеплении с червячным колесом 8, которое закреплено на торце 9 поворотной лопасти, которая вращается в подшипниках 10. На фиг.1 показана только концевая часть лопасти 11. На одном валу 12 расположены червяк 7 и ротор 3 двигателя поворота лопастей, который находится в магнитном контакте со статором 2 - см. фиг.2 и 3. Вал 13 гидротурбины вращается в подшипниках 14 и 15. Гибкая связь 16 охватывает роторы. Уплотнители 17 предотвращают от попадания воды электромеханическую часть устройства. Дополнительные роторы 18 и 19 с помощью гибкой связи 16 связаны с основными роторами 3.
Поворотно-лопастная гидротурбина работает следующим образом. Если на статоры 2 напряжение не подается (источник питания на чертеже не показан, чтобы не загромождать чертеж), то роторы 3, а следовательно и вал 12 с червяком 7, а также колесо 8 и торец 9 лопасти 11 неподвижны вследствие самотормозящих свойств червячной передачи.
Если же по каким-либо причинам, включая аварийные режимы, нужно изменить угол наклона лопастей, то и зависимости от знака поворота на статоры 2 подается соответствующее напряжение. В результате ротор 3 придет во вращение. Ротор 3, вращаясь, с помощью вала 12 приводит во вращение червяк 7, а тот, в свою очередь, через колесо 8 и торец 9 поворачивает лопасть 11. Роторы 3 и 18(19) в приводах поворота каждой из лопаток установлены парами и охвачены гибкой связью, которая представляет зубчатый ремень 16. Это позволяет избегать потерь мощности, когда один из роторов находится под пазом и поддерживает общий вращающий момент.
Технико-экономическим преимуществом заявляемого устройства является облегчение вращающийся части гидротурбины, за счет установки статоров электродвигателя на неподвижном основании.