Osłonka Volute jest powszechnie określana jako komora wlotu wody w kształcie litery A, w skrócie „skorupa ślimaka”. Aby zapewnić równomierny dopływ wody do mechanizmu prowadzącego wodę, jego przekrój stopniowo się zmniejsza. Dodatkowo może wytworzyć niezbędny zawirowanie, aby zmniejszyć obciążenie mechanizmu prowadzącego wodę.
Należy go odpowiednio dobrać, aby zminimalizować straty hydrauliczne i zmniejszyć wymiary zakładu oraz inwestycji inżynieryjnych. Jest to zamknięty układ wykonany z żelbetu lub metalu, który można dostosować do różnych wymagań dotyczących wysokości podnoszenia i nośności. Muszla ślimaka jest najczęściej stosowaną komorą wlotową w turbinach reakcyjnych.
Klasyfikacja:
Płaszcze turbin można podzielić na metalowe i betonowe.
Metal:
Kąt zawarty pomiędzy końcem nosa a sekcją wlotową nazywany jest kątem zawartym w muszli ślimaka. Turbiny o dużej wydajności wykorzystują głównie metal. Metal można podzielić na typy spawane, spawane i odlewane, zgodnie z metodami ich wytwarzania. Rodzaj konstrukcji metalu jest ściśle powiązany z głowicą i rozmiarem turbiny. Spawane i odlewane są zwykle stosowane w turbinach o mieszanym przepływie o dużej wysokości podnoszenia i średnicy D1 < 3 m. Przekrój metalu jest zwykle okrągły, aby zaoszczędzić stal, a grubość blach stalowych powinna się różnić w zależności od różnych warunków naprężenia w przekroju it. Ogólnie rzecz biorąc, grubość sekcji wlotowej muszli ślimaka jest większa i zmniejsza się w kierunku nosa.
Sytuacja naprężeniowa metalu jest złożona i obejmuje nie tylko naprężenia cienkościenne spowodowane wewnętrznym ciśnieniem wody, ale także naprężenia lokalne spowodowane różnicami sztywności na połączeniu panewki ślimaka z pierścieniem gniazda oraz na połączeniu pomiędzy blachami stalowymi o różnej grubości w tym samym przekroju osiowym.
Wytrzymałość muszli ślimaka należy obliczyć na podstawie wewnętrznego ciśnienia wody, zakładając, że wewnętrzne ciśnienie wody w muszli ślimaka jest w całości przenoszone przez samą muszlę, aby określić grubość stalowej płyty muszli ślimaka, aby zapewnić jej normalne działanie. Oprócz naprężeń cienkościennych, ze względu na dużą sztywność i małe odkształcenia krawędzi tarczy pierścienia gniazda, panewkę ślimaka można uznać za sztywno połączoną z pierścieniem gniazda, co generuje dodatkowe naprężenia lokalne w płycie stalowej panewki ślimaka. Ponadto przy łączeniu blach stalowych o różnych grubościach w tym samym przekroju osiowym również powstaną dodatkowe naprężenia lokalne ze względu na różną grubość blach stalowych, podobnie jak ma to miejsce na połączeniu panewki ślimaka z pierścieniem gniazda. Obliczenia wytrzymałości tej części mogą odnosić się do odpowiednich materiałów.
W dużych i średnich turbinach o przepływie mieszanym zazwyczaj stosuje się konstrukcje spawane z blachy stalowej. Połączenie pomiędzy muszlą ślimaka i pierścieniem gniazda jest również spawane. Liczba sekcji spawanych do spawanych muszli ślimaków nie powinna być zbyt mała, ponieważ będzie to miało wpływ na parametry hydrauliczne muszli ślimaka. Jednakże użycie zbyt wielu sekcji w celu uzyskania jak najbardziej gładkiego profilu muszli ślimaka i poprawy jego parametrów hydraulicznych spowoduje trudności i nieekonomiczne aspekty produkcji i montażu.
Odlewane muszle ślimaków mają większą sztywność i wytrzymują określone ciśnienie zewnętrzne, często służąc jako punkty podparcia turbin i bezpośrednio układając na nich mechanizm prowadzący i jego urządzenia przenoszące. Odlewane muszle ślimaków na ogół nie są całkowicie zakopane w betonie. W zależności od różnych głowic aplikacyjnych do odlewanych muszli ślimaków można zastosować różne materiały. Żeliwo jest powszechnie stosowane w małych jednostkach z głowicą mniejszą niż 120 m; Staliwo stosuje się najczęściej, gdy wysokość podnoszenia przekracza 120 m; i stal nierdzewną można również stosować do odlewanych muszli ślimaków, gdy głowa jest bardzo wysoka, a woda zawiera dużą liczbę cząstek stałych.
Odlewane muszle ślimaków nadają się do wysokociśnieniowych turbin o przepływie mieszanym i małych wymiarach, podobnych do odlewanych muszli ślimaków. Zewnętrzna skorupa muszli ślimaków spawanych metodą odlewania jest wyciskana z blach stalowych, a nieruchome łopatki prowadzące i pierścienie gniazda są zazwyczaj odlewane, a następnie spawane w celu utworzenia integralnej części. Po spawaniu wymagana jest niezbędna obróbka cieplna w celu wyeliminowania naprężeń spawalniczych.
Betonowe muszle ślimaków:
Stosowane są powszechnie w dużych i średnich elektrowniach o wysokości podnoszenia poniżej 40 m, utworzonych głównie w postaci spiralnej wnęki bezpośrednio w dużej objętości betonu w podwodnej części elektrowni. Podczas wylewania podwodnej części elektrowni szablon spirali jest wstępnie zainstalowany, a po usunięciu szablonu staje się muszlą ślimaka. Aby wzmocnić muszlę ślimaka, do betonu dodaje się dużą liczbę prętów zbrojeniowych, dlatego czasami nazywa się to również żelbetowymi muszlami ślimaków.
