ГИДРОПРИВОД БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗАТВОРА ВОДОПРИЕМНИКА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Полезная модель относится к гидроэнергетике и может быть использована для защиты оборудования и водоподводящего тракта гидроагрегата гидроэлектростанции.
Для оценки новизны и технического уровня полезной модели рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с полезной моделью признаков.
Высоконапорные гидроэлектростанции имеют водоприемники с аварийно-ремонтными затворами на водоподводящем тракте, снабженными гидроприводами для их маневрирования, см, например, патент РФ №2050432.
Известно устройство для защиты гидроагрегата и водопроводящего тракта гидроагрегата ГЭС, в котором в водопроводящем тракте в напорном трубопроводе со стороны верхнего бьефа ГЭС или на стороне отсасывающих труб устанавливается затвор, маневрирование которым производится посредством гидропривода, гидроцилиндр которого по командам от защитных систем гидроагрегата опускает затвор в текущую по водопроводящему тракту воду для перекрытия последнего за заданное время, отличающееся тем, что гидропривод имеет устройства управления перемещением затвора по заданной программе, обеспечивающие требуемые время и скорость опускания затвора вне зависимости от текущей нагрузки на гидроагрегат и состоящие из датчика, формирующего сигналы о перемещении затвора; программируемого контроллера, преобразующего поступающие сигналы о перемещении затвора в команды, подаваемые на исполнительные механизмы гидропривода; регулируемого дросселя, проходное сечение которого в процессе опускания затвора изменяется по командам, поступающим от программируемого контроллера, см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №2005132564.
Недостатком известных гидроприводов аварийно-ремонтных затворов ГЭС является отсутствие возможности регулирования времени опускания затвора, которое задается в зависимости от скорости закрытия направляющего аппарата гидротурбины и может изменяться вследствие реконструкции или замены оборудования гидроагрегата. Длительное время опускания затвора и перекрытия водоподводящего водовода может приводить к серьезным разрушениям оборудования гидроагрегата и здания ГЭС. Кроме того, существующие гидроприводы аварийно-ремонтных затворов не обеспечивают точный контроль положения затвора в процессе маневрирования им.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности регулирования времени опускания аварийно-ремонтного затвора и перекрытия водоподводящего водовода, а также обеспечение возможности точного контроля положения затвора.
Сущность полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Гидропривод быстродействующего затвора водоприемника гидроэлектростанции, включающий гидроцилиндр для маневрирования затвором, характеризующийся тем, что трубопровод, соединяющий штоковую и поршневую полость гидроцилиндра, снабжен перепускным элементом, выполненным в виде дросселя, седло которого перекрывается регулируемой иглой, размещенной в направляющей втулке, свободный конец которой снабжен стаканом-заглушкой, при этом размер дросселируемого отверстия выбирают из условия обеспечения полного перетока среды из штоковой полости гидроцилиндра в его поршневую полость в заранее заданное время опускания затвора по условиям обеспечения безопасности гидроагрегата гидроэлектростанции, кроме того гидропривод снабжен магнитострикционной системой контроля положения затвора, выполненной в виде проводника, размещенного в центральной выточке, выполненной в теле штока поршня гидроцилиндра и датчика положения поршня, связанного с регистратором положения затвора.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели.
За счет реализации отличительных признаков полезной модели достигается технический результат, заключающийся в том, что выбор соответствующих параметров перепускного элемента, таких как диаметр проходного сечения и седла, расстояние от седла до регулируемой иглы, обеспечивает закрытие затвора в любое заранее заданное по условиям безопасности гидроэлектростанции время, при этом на всем промежутке времени маневрирования затвором обеспечивается контроль за его положением.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез по гидроцилиндру, на фиг.2 - разрез по нижней головке гидроцилиндра в месте расположения перепускного элемента.
Гидропривод быстродействующего затвора водоприемника гидроэлектростанции включает гидроцилиндр 1 для маневрирования затвором (на чертежах условно не показан). Трубопровод 2, соединяющий штоковую и поршневую полость гидроцилиндра 1, снабжен перепускным элементом, выполненным в виде дросселя, седло 3 которого перекрывается регулируемой иглой 4, размещенной в направляющей втулке 5, свободный конец которой снабжен стаканом-заглушкой 6. Гидропривод снабжен магнитострикционной системой контроля положения затвора, выполненной в виде проводника 7, размещенного в центральной выточке 8, выполненной в теле штока 9 поршня гидроцилиндра, магнита 10, датчика 11 положения поршня, связанного с регистратором положения затвора (условно не показан).
Заявленное устройство работает следующим образом.
Аварийно-ремонтный затвор на подводящем тракте гидроэлектростанции нормально находится в поднятом положении и опускается только при начале ремонтных работ, требующих полного осушения проточного тракта гидроагрегата, или в аварийных ситуациях, требующих быстрого опускания затвора и предотвращения развития аварийной ситуации. В этих случаях начинает работать гидроцилиндр 1, который опускает затвор весом в десятки тонн, полностью перекрывающий проточный тракт гидроагрегата. Размер дросселируемого отверстия перепускного элемента путем перемещения регулируемой иглы 4 относительно седла 3 выбирают из условия обеспечения полного перетока среды из штоковой полости гидроцилиндра 1 по трубопроводу 2 в его поршневую полость в заранее заданное время опускания затвора по условиям обеспечения безопасности гидроагрегата. Доступ к регулируемой игле 4, размещенной в направляющей втулке 5, осуществляется через стакан-заглушку 6. Магнитострикционная система контроля положения затвора, выполненная в виде проводника 7, размещенного в центральной выточке 8 в теле штока 9 поршня гидроцилиндра, магнита 10, датчика 11 положения поршня, связанного с регистратором положения затвора, позволяет в любой момент времени перемещения затвора точно контролировать его положение, вовремя начать торможение массивного затвора и исключить возможность повреждения закладных элементов при его посадке.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели. Заявленное устройство может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств и технологий и применено механической очистки воды на крупных водозаборных сооружениях, преимущественно насосных станций систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС.