Proiect Mecanisme - Subansamblu al Turbinelor Kaplan și Francis

GENERALITÃTI

Mecanismul pe care dorim sã-l proiectãm este un subansamblu al turbinelor Kaplan si Francis Pentru întelegerea rolului functional al mecanismului trebuie sã întelegem bine fuctionarea turbinelor din care fac parte mecanismele.

Este necesar deci o consultare a bibliografiei indicate:

[8] ; [20] ; [21];[22]

Elementele componente ale turbinelor mentionate rezultã din fig. 1,fig.1` si fig. 2.

Pentru caderile reduse, la care costul masinilor reprezintã un procent însemnat din cheltuielile de investitie, cresterea turatiei specifice are drept urmare reducerea pretului pe kW instalat. Din acest motiv, proiectantii de masini hidraulice si-au îndreptat atentia încã din primele decenii ale secolului nosrtu cãtre turbine cu ns mare. Ca rezultat al studiilor si încercãrilor efectuate, a apãrut turbina elicoidalã.

Profesorul ceh Kaplan, în urma a numeroase experiente efectuate cu aceste turbine, ajunge la concluzia cã performantele cele mai bune se obtin dacã unghiul de asezare al paletelor poate fi modificat în timpul functionãrii.

Turbinele Kaplan se caracterizeazã prin:

-turatie specificã foarte mare (ns = 400 1200);

-intrare si iesire axialã a curentului din rotor;

-spatiu mare si lipsit de palete între aparatul director si rotor;

-numãr redus de palete rotorice si disparitia inelului rotoric;

-palete rotorice profilate si mobile în jurul axei proprii;

-viteze mari ale apei la trecerea prin turbinã.

În figura 2 se prezintã o sectiune printr-o turbinã

Kaplan. Din camera spiralã de sectiune poligonalã, curentul trece prin stator (1) si aparatul director (2) cãtre rotor. Pentru a împiedica accesul apei, în parte superioarã s-a prevãzut capacul turbinei (3). Arborele turbinei (7) este îmbinat cu flanse de cel al generatorului (5), care se sprijinã pe lagãrul axial (4). La aceastã constructie corpul lagãrului axial se sprijinã direct pe capacul turbinei. La parte superiorã a arborelui generatorului este dispusã constructia de admisie a uleiului (6) la servomotorul rotorului. Paletele directoare sunt puse în miscare de cãtre servomotoarele (8), prin intermediul mecanismului de manevrã. Arborele turbinei (7) se învãrteste în lagãrul de ghidare (9). Flansa sa inferioarã (10) constituie în acelasi timp si capacul servomotorului rotorului. Atât arborele generatorului cât si cel al turbinei trebuie sã fie tubulari, pentru a permite intoducerea coloanelor de alimentare cu ulei a servomotorului. Paletele rotorului (11) sunt miscate de cãtre pistonul diferential (12).

Rotorul turbinei Kaplan (figura 2’) se compune din butuc si pale. Desfãsurând o sectiune cilindricã concentricã prin rotor, se obtine reteau de profile hidrodinamice de la raza respectivã. Paleta este compusã din câteva profile aerohidrodinamice, racordate de asa manierã încât suprafata sã nu prezinte inflexiuni.