CS256972B1

CS256972B1 - Banki turbine's level regulation

Info

Publication number: CS256972B1
Application number: CS859071A
Authority: CS
Inventors: Jan Zaruba; Miroslav Holata; Vaclav Jirsak; Rudolf Kolar
Original assignee: Jan Zaruba; Miroslav Holata; Vaclav Jirsak; Rudolf Kolar
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS907185A1

Abstract

Řešení se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku. Podstata řešení spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoří dvouzvratná páka otočně uložená na čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbíny, přičemž jednu stranu dvouzvratné páky tvoři uzavírací deska klapky uzávěru umístěná v šachtě přítokového vodního kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Plováková komora je opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a zařízením pro odvod přepadové vodyThe solution concerns the level control of a Bánki turbine with a regulating flap valve of the inlet. The essence of the solution lies in the fact that the valve valve is formed by a two-way lever rotatably mounted on a pin firmly attached to the side walls of the turbine, with one side of the two-way lever formed by the closing plate of the valve valve located in the shaft of the inflow water channel and the other side of the lever formed by a counterweight located in the float chamber. The float chamber is provided with an outlet opening and an inlet opening between the float chamber and the overflow water drainage device

Description

(54) Hladinová regulace Bánkiho turbiny(54) Level control of Bánki turbine

Řešení se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku. Podstata řešení spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoří dvouzvratná páka otočně uložená na čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbíny, přičemž jednu stranu dvouzvratné páky tvoři uzavírací deska klapky uzávěru umístěná v šachtě přítokového vodního kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Plováková komora je opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a zařízením pro odvod přepadové vody.The solution relates to the level control of a Banki turbine with a control damper gate. The closure flap consists of a two-reversible lever pivotally mounted on a pin fixed to the side walls of the turbine, one side of the two-reversible lever being a shutter flap closing plate located in the inlet water channel shaft and the other side of the lever being a counterweight located in the float chamber. The float chamber is provided with a drain hole and an inlet hole between the float chamber and the overflow water drainage device.

-f r-f r

Vynález se týká hladinové regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku, která je zejména určena pro Bánkiho turbiny malých výkonů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level control of a Banki turbine with an inlet damper control valve which is particularly intended for low power Banki turbines.

Dosud známá řešení Bánkiho turbiny s automatickou regulací hladiny na vtoku vyžadují snímač hladiny s převodem na elektrický signál a elektromechanicky ovládaný škrticí orgán turbiny. Nevýhodou dosavadních řešení jsou velké pořizovací náklady na automatickou regulaci, zpravidla závislost na přídavném energetickém zdroji a s ohledem na složitost konstrukce i menši provozní spolehlivost.The prior art Banki turbine solutions with automatic level control on the inlet require an electric signal level sensor and an electromechanically controlled turbine throttle. The disadvantages of the existing solutions are the large acquisition costs for automatic regulation, usually dependence on additional energy source and, due to the complexity of the construction, also lower operational reliability.

Uvedené nedostatky odstraňuje hladinová regulace Bánkiho turbiny s regulačním klapkovým uzávěrem vtoku podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že klapku uzávěru tvoři dvouzvratná páka otočně uložená na Čepu pevně uchyceném v bočních stěnách turbiny, přičemž jednu stranu dvouzvtatné páky tvoří uzavírací deska klapky umístěná v šachtě přítokového vodního'kanálu a druhou stranu páky tvoří protizávaží umístěné v plovákové komoře. Podle dalšího význaku vynálezu je-plováková komora opatřena odtokovým otvorem a přítokovým otvorem mezi plovákovou komorou a skluzem. Dále je výhodné, když obtékaná plocha klapky a rovina procházející osou čepu klapky a těžištěm protizávaží svírají úhel v rozmezí 110° až 160°.The above mentioned drawbacks are eliminated by the level regulation of the Banki turbine with the inlet damper closing valve according to the invention, which consists in that the shutter valve is formed by a two-way lever rotatably mounted on a pin firmly fixed in the side walls of the turbine. the inlet water channel and the other side of the lever are counterweights located in the float chamber. According to a further feature of the invention, the float chamber is provided with an outlet opening and an inlet opening between the float chamber and the chute. It is further preferred that the flap surface to be flowed and the plane passing through the flap pin axis and the center of gravity of the counterweight form an angle in the range of 110 ° to 160 °.

Dále je vhodné, když přidavné závaží tvoří uzavřená nádoba s vodní náplní.Further, it is desirable that the additional weight is a closed water filled container.

Hlavní výhoda řešení spočívá v jednoduchosti a spolehlivosti konstrukce regulátoru a tím i v podstatném snížení pořizovacích nákladů při zajištěné bezobslužnosti turbíny, její snadné opravitelnosti a s ohledem hlediska možností Bánkiho turbiny i dosažení špičkové účinnosti při velkém regulačním rozsahu.The main advantage of the solution lies in the simplicity and reliability of the design of the controller and thus in a substantial reduction of the purchase costs while ensuring the unattended turbine, its easy serviceability and with regard to the Bánki turbine capabilities also achieving peak efficiency over a large control range.

Příkladné provedeni hladinové regulace Bánkiho turbiny podle vynálezu je znázorněno na připojených obrázcích, kde na obr. 1 je pohled na řez regulované Bánkiho turbiny a obr. 2 je detailní pohled na mechanismus klapkového uzávěru.An exemplary embodiment of a Bánki turbine level control according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a sectional view of a controlled Bánki turbine and Fig. 2 is a detailed view of the flap valve mechanism.

Voda, přiváděná náhonem 27 přes práh 11, tvořený příložkou 12 upevňující česle 33 na vstupu do šachty 2, vytéká na kolo 2 turbiny otvorem mezi stěnou spirály 5 a deskou klapky 2 regulovaného klapkového uzávěru, který určuje tlouštku vodního paprsku, který dopadá na kolo ha tím i okamžiku hltnost turbíny. Poloha klapkového uzávěru na výšce hladiny v plovákové komoře 22, jelikož dvouzvratná páka uložená na čepu 2 upevněném na bočních stěnách 14 s klapkou 2 uzávěru na jedné straně a protizávažím 2 ^na druhé straně udržuje v rovnováze moment hydrostatického tlaku vody působícího na klapku 2 uzávěru a moment protizávaží £ nadnášeného vztlakovou silou působící na zanořenou část protizávaží 2, zejména na přídavná závaží 31, případně plováky uložené v koši protizávaží £.The water supplied by the drive 27 over the threshold 11 formed by the shim 12 fastening the screen 33 at the entrance to the shaft 2 flows to the turbine wheel 2 through the opening between the spiral wall 5 and the damper plate 2 of the regulated flap. thus the moment of turbine absorption. The position of the damper at the level in the float chamber 22, since the two-way lever mounted on the pin 2 mounted on the side walls 14 with the damper 2 on one side and counterweight 2 ^{on the} other maintains the hydrostatic pressure of water acting on the damper 2 the counterweight 4 being lifted by the buoyancy force acting on the submerged portion of the counterweight 2, in particular the additional weights 31 or the floats mounted in the counterweight basket.

Parametry protizávaží 4, případně předmětů uložených v koši jsou omezeny momentem, kterým nezanořené protizávaží 4 působí a který musí být větší než největší moment, kterým působí hydrostatický tlak na uzavřený klapkový uzávěr a momentem protizávaží 4 při jeho úplném ponoření do vody, který musí být menší než moment hydrostatického tlaku na desku klapky 2 uzávěru, při jejím maximálním otevření, což může vést při menších spádech k nutnosti upoutání předmětů v koši protizávaží 4 nebo k opačné orientaci koše protizávaží 4.The parameters of the counterweight 4 or the objects stored in the basket are limited by the moment that the non-submerged counterweight 4 exerts and which must be greater than the maximum moment exerted by the hydrostatic pressure on the closed flap and the counterweight 4 when fully immersed in water. than the moment of hydrostatic pressure on the shutter flap plate 2 at its maximum opening, which may lead to the attachment of objects in the counterweight basket 4 or to the opposite orientation of the counterweight basket 4 at smaller gradients.

Pokud klapkový uzávěr škrtí nepřiměřeně průtok vody na kolo 2 turbiny, stoupá hladina vody v šachtě 2 natolik, že voda počne přepadat přes práh 21, jehož korunu tvoří pryžová podložka česlí 13 dnového odběru a stéká po skluzu 15 přes další česle 32 přítokovým otvorem 21 do plovákové komory 22. Tím hladina v plovákové komoře 22 stoupá tak dlouho, pokud vztlaková síla působící na protizávaží 4 neotevře klapkový uzávěr natolik, aby množství vody přepadající přes práh 2 bylo ve shodě s množstvím vody odtékajícím z plovákové komory 22 odtokovými otvory 26 a dalšími netěsnostmi ve výsuvném hrazení 23.If the damper closes excessively the flow of water to the turbine wheel 2, the water level in the shaft 2 rises to such an extent that the water begins to fall over the threshold 21, crowned by a rubber pad of the 13 day drain and running down the slip 15 through the other 32 through the inlet 21 Thus, the level in the float chamber 22 rises as long as the buoyancy force acting on the counterweight 4 does not open the flap to the extent that the amount of water overflowing the threshold 2 coincides with the amount of water flowing out of the float chamber 22 through drain holes 26 and other leaks. in withdrawable bar 23.

Při snižování průtoku vody přiváděné náhonem 27 do plovákové komory 22 naopak přitéká méně vody přes práh 2 než odtéká odtokovými otvory 26, takže v plovákové komoře 22 hladina klesá až po dosažení dynamické rovnováhy přítoku a odtoku vody z plovákové komory 22.By decreasing the flow of water supplied by the drive 27 to the float chamber 22, on the other hand, less water flows through the threshold 2 than flows through the outlet openings 26, so that the level in the float chamber 22 decreases only after reaching the equilibrium balance.

Plovákovou komoru 22 vymezují boční stěny 14, strop tvoří výběžek stěny mezi skluzem 15 a šachtou 2/ dno má současně funkci pevného segmentu 30 a stěny odpadní šachty 10, výsuvné hrazení 23 plovákové komory 22 je výsuvné a jeho přirozené netěsnosti mohou být z důvodů urychlení rekace regulačního systému doplněny odtokovými otvory 26.The float chamber 22 is defined by side walls 14, the ceiling forms a projection of the wall between the chute 15 and the shaft 2 / the bottom has the function of a fixed segment 30 and the walls of the waste shaft 10, extendable barrier 23 of the float chamber 22 is extendable and its natural leaks may be accelerated of the control system completed with drain holes 26.

V prostoru čepu 2 úvouzvratné páky klapkového uzávěru je šachta 2 ^a plováková komora 22 oddělena pryžovým polepem 16 klapky 2, jehož jeden volný konec je pomocí úhelníku a šroubů T_ upevněn na stropní stěně plovákové komory 22 a druhý volný konec je upevněn pomocí příložky 29 na dně plovákové komory 22. Rozražeč 20 přispívá k tlumení energie přepadající vody v případě poruchy turbíny.In the space of the pin 2 of the deadbolt of the flap valve, the shaft 2 ^{and the} float chamber 22 are separated by a rubber flap 16 of the flap 2, one free end of which is fastened to the ceiling wall of the float chamber 22 by angles and screws. The float chamber 22 contributes to damping the energy of the overflowing water in the event of a turbine failure.

Kolo 2 turbíny, uložené na hřídeli 2/ 3^e opatřeno zavzdušňovacím kanálem 28 a pevným segmentem 30 pro zvýšení tlaku uvnitř kola 2· Odpadní šachta 10 ústí do odpadního kanálu 25. Oddělitelný nástavec 24 umožňuje svým tvarem využití odpadní šachty 10 jako savky a po svém vyjmutí zpřístupňuje vnitřní prostor turbíny za účelem montáže a demontáže kola 2 turbíny. Konstrukce turbíny umožňuje maximální aplikaci betonu náhradou za ocel. Pro zimní provoz ji lze zajistit nejsnadněji tak, že do drážek 19 v bočních stěnách 14 turbíny zasune tepelně izolační desky 18 a tak se turbína zastřeší. Stropní izolační desku 17 je vhodné zachovat celoročně s ohledem na hydraulické účinky práhu 11 s příložkou 12.Round two turbines mounted on the shaft 2/3 ^e provided with a breather passage 28 and the fixed segment 30 to increase the pressure within the wheel 2 · The duct 10 opens into the exhaust ports 25. The detachable attachment 24 allows the use of waste in its shape as the shaft 10 and, after its sucker the removal accesses the interior of the turbine for the assembly and disassembly of the turbine wheel 2. The design of the turbine allows maximum application of concrete by replacing steel. For winter operation, it is most easily provided by sliding the thermal insulation plates 18 into the grooves 19 in the side walls 14 of the turbine and thus the turbine is covered. The ceiling insulating plate 17 should be maintained all year round with regard to the hydraulic effects of the threshold 11 with a shim 12.

Čistě mechanická hladinová regulace podle vynálezu je nelineární s výrazně integračním charakterem. Její nastavení se provádí při vyjmutém výsuvném hrazení 23 plovákové komory 22 tak, že přídavné závaží 31 tvořené sudem se napouští vodou do okamžiku, kdy přepadá voda přes práh 6 a klapka 2 uzávěru se opře o spirálu 5 stěny šachty 2· Po uzavření sudu, případně přídavného závaží 31 a zasunutí výsuvného hrazení 23 je regulační systém funkce schopný. Reakční rychlosti jsou v daném případě méně důležité a lze je ovlivnit velikostí a rozmístěním odtokových otvorů 26♦The purely mechanical level control according to the invention is non-linear with a distinctly integrative character. Its adjustment is performed with the extension bar 23 of the float chamber 22 removed, so that the additional barrel weight 31 is filled with water until the water overflows over the threshold 6 and the shutter flap 2 rests against the spiral 5 of the shaft wall 2. The auxiliary weight 31 and the retractable bar 23 are retractable. Reaction rates are less important in this case and can be influenced by the size and spacing of the 26 od outlets

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Level control of a Banki turbine with an inlet damper, characterized in that the shutter flap (2) is formed by a two-way lever pivotally mounted on a pin (3) fixed in the turbine side walls (14), one side of the two-way lever being a flap closing plate (2) a closure placed in the shaft (9) of the inflow water channel and the other side of the lever is formed by a counterweight (4) located in the float chamber (22).

Level control of a Bánki turbine according to claim 1, characterized in that the float chamber (22) is provided with an outlet opening (26) and an inlet opening (21) between the float chamber (22) and the chute (15).

Level control of a Bánki turbine according to Claims 1 and 2, characterized in that the flow area of the shutter flap (2) and the plane passing through the pin axis (3) and the center of gravity of the counterweight (4) make an angle of 110-160 °.

Level control of a Bánki turbine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the additional weight (31) is a closed water-filled vessel.