Для исключения возможности проникновения воды в полость корпуса и масла в проточную часть в местах сопряжения фланцев лопастей с корпусом рабочего колеса устанавливают специальные уплотнения. Протечки масла по периметру фланца могут быть наиболее интенсивными за пером лопасти, так как за ним (со стороны нижнего бьефа) обычно существует разрежение. В верхней части фланца перед пером лопасти, где вода может находиться под давлением большим, чем давление внутри рабочего колеса, возможно проникновение воды из проточной части внутрь корпуса. Поэтому уплотнение фланцев лопастей находится в условиях избыточного давления и разрежения, действующих со стороны камеры рабочего колеса.
Рис. V.21. Уплотнения лопастей рабочего колеса:
1 — корпус; 2 — опорный фланец; 3 — болт; 4 — заглушка; 5 — уплотнительный шнур; 6 — компенсирующая прокладка; 7 — компенсирующий шнур; 8 — манжета;
9 — промежуточное разъемное кольцо; 10 —фланец лопасти
В отечественной практике гидротурбостроения применялись разные конструкции уплотнений фланцев лопастей, однако в настоящее время на основании лабораторных и натурных исследований, а также опыта эксплуатации создана надежная конструкция наружного манжетного уплотнения (рис. V.21). Приведенные конструкции уплотнений отличаются только геометрической формой манжет.
Манжеты, компенсирующие прокладки и шнуры, уплотняющие разъемы промежуточного кольца, необходимо изготавливать из высококачественной маслостойкой специальной резины. Заданные размеры манжет достигаются при изготовлении их формовкой. Надежность и долговечность узла уплотнения зависит главным образом от качества исходного материала и тщательности изготовления манжет. Монтаж уплотнения производится после сборки рабочего колеса, включая установку лопастей.
В кольцевой паз, образованный фланцем- лопасти и корпусом, устанавливают внутренние манжеты с компенсирующим шнуром, промежуточное разъемное кольцо, наружные манжеты с компенсирующим шнуром и закрывающий их опорный фланец, который крепится болтами к корпусу. После испытания уплотнений на монтажной площадке стопорят болты и обваривают заглушки. Для надежной работы манжет поверхность паза под них должна иметь параметр шероховатости 1,25 мкм. Такое уплотнение лопастей рабочего колеса несложно по конструкции и состоит из небольшого количества деталей. Узел уплотнения может быть разобран с заменой манжет без демонтажа лопастей.
Уплотнения фланцев лопастей рабочего колеса турбины Чебоксарской ГЭС (см. рис. V. 15) имеют специфические особенности, так как внутренняя полость его корпуса в отличие от всех других конструкций поворотно-лопастных рабочих колес не заполнена маслом. В этих турбинах уплотнения лопастей должны препятствовать только попаданию грязи извне, что значительно упрощает их конструкцию. Для предотвращения попадания воды в систему сбора протечек масла через внутренние опоры цапф эти полости герметизированы.
