一種反衝離心式水輪機的製作方法

2023-09-23 06:06:05 1

專利名稱：一種反衝離心式水輪機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械設備技術領域，具體地說是一種反衝離心式水輪機。
背景技術：
人們對水流在水輪機內的運動規律作了很多研究獲得了不少的成就，但水流在轉 輪內的運動工況十分複雜，到目前為止。尚沒有完全掌握這種規律。目前國內根據轉輪轉換水流能量方式的不同水輪機可分為兩大類(一 )、反擊式水輪機和衝擊式水輪機，反擊式水輪機包括混流式、軸流式、斜流式 和貫流式水輪機。( 二)、衝擊式水輪機分為水鬥式、斜擊式和雙擊式水輪機。以上兩類水輪機在運行工況中還存在不足之處。針對混流式水輪機來說由於轉 輪葉片位於徑向，故轉輪尺寸大，渦殼盤大，導向機構複雜，導葉和轉輪流速大，磨損勢必增 加，難以解決的問題是轉輪會受到空化和空蝕，在製造過程中轉輪渦殼導水機構技術工藝 複雜。設備笨重。在建設電站時開挖工程量大，造價增高。針對衝擊式水輪機來說由於工作轉輪僅部分過水，部分水鬥工作，故水流過流量 小，因而在一定水頭和工作輪直徑條件下，衝擊式水輪機的出力比較小，另外衝擊式水輪機 的轉速相比較低，這是由於轉輪進口絕對速度大，園周速度變小出力小，導致了較低的比轉 速。發明內容本實用新型的目是克服現有水輪機水動能未得到充分利用的不足，提供一種反衝 離心式水輪機，其利用反作用力和離心力引出具有增壓動能的射流，能獲得高效的工作性 能。本實用新型的技術方案為反衝離心式水輪機由機殼及其內的轉輪連接主軸和進 水管構成；轉輪邊緣有六個接力器，轉輪中間為引水室，引水室內設置有引水錐、導水葉片； 接力器內設置有可調射流機構和十字導水棚，機殼內壁上均布有射流動力回收水鬥瓦；可 調射流機構由噴嘴、噴針連接一根針杆、針杆的另一端連接鏈輪、鏈輪連接鏈條、鏈條連接 調節螺杆構成，針杆上裝有回位彈簧。本實用新型的反衝離心式水輪機的核心部分為由六個接力器組合的新型轉輪，該 轉輪應用新的做功方式反作用力加離心力和多噴嘴，不僅能增加轉輪的做功次數和大的 過流量，而且能在轉輪內設置調速機構和主要部件，有效地利用做功力距和離心力，使轉輪 表現出良好的機械性能和能量特性。離心力與轉輪轉速的平方成正比(如圓周速度增加2 倍，離心力則增加4倍)，運轉過程中離心力是很大的，這種特徵能成倍增加水推力和功率。本實用新型的有益效果是轉輪的結構採用新的流動規律和新的做功方式，水動 能的形態是由反衝做功方式交換成機械能。設置若干個導向噴嘴能使轉輪受力趨於合理， 增加做功次數和離心力的應用能量得到充分利用，結構簡單，比轉速高。適用於中高水頭、過流量大、效率變化平緩的工況，其運行範圍寬廣、體積小、重量輕、結構緊湊簡單、保養維 修方便、造價低等。
圖1是本實用新型的反衝離心式水輪機的結構示意圖。圖2是本實用新型的反衝離心式水輪機噴嘴結構示意圖。圖3是圖2中鏈輪鏈條部份A向視圖；圖4是本實用新型的反衝離心式水輪機轉輪結構(局部)示意圖。圖5是圖4中的A-A局部圖。圖6是本實用新型的反衝離心式水輪機轉輪部件結構示意圖。圖中，1-轉輪，2-噴嘴，3-導水葉片，4-引水錐，5-導水棚，6-主軸，7_推力軸承， 8-軸承座，9-平衡飛輪，10-組合連接套，11-雙密封動環，12-密封靜環管，13-機殼，14-機 殼法蘭，15-固定滑套，16-壓臂，17-水鬥瓦，18-水鬥隔，19-離合器滑套，20-撥差，21-推 力軸承，22-壓力表，23-快速閘門，24-進水管，25-接力器，26-回位彈簧，27-液壓油缸， 28-通氣孔，29-壓臂支座，30-基礎螺栓，31-噴針，32-套管，33-噴管，34-滑套，35-回位 彈簧，36-壓板，37-調節器弛螺杆，38-壓板座，39-鏈輪，40-連輪殼，41-鏈條，42-鏈輪， 43-固定鏈夾，44-滑套，45-針杆，46-擋圈。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的反衝離心式水輪機由機殼13及其內的轉輪1連接主軸 6和進水管M等構成；轉輪邊緣有六個接力器25，六個接力器六等分布置在轉輪圓盤最大 半徑處；轉輪中間為引水室，引水室內設置有引水錐4、導水葉片3 ；接力器內設置有可調射 流機構和十字導水棚5 (是用來整流和消除彎道管中水流的旋流，可作為噴針的支座套)， 機殼內壁上均布有射流動力回收水鬥瓦17 ；如圖2、圖3所示，可調射流機構由(導向的) 噴嘴2，噴針31連接一根針杆45、針杆的另一端連接鏈輪42、鏈輪42連接鏈條41、鏈條連接 調節螺杆37構成，針杆上裝有回位彈簧35，調節螺杆上連接有壓臂16，壓臂有一支點(支 架)固定在轉輪上，噴針的移動，可改變由噴針噴出的水流直徑，因而以改變了水輪機的流 量和功率。主軸與轉輪連接的一端依次設有回位彈簧沈、離合器19 (離合器為撥差式)，主 軸的另一端設有平衡飛輪9。導水葉片設置在轉輪中心進水室與引水錐底座形成半圓形流 道，導水葉片成六等分，並為70°角弧形傾斜葉，統一順時針方向(就像一個螺旋槳)，可將 水流分割進各個流道內(能起到增壓作用)。引水錐位於在轉輪進水口中心引水室內，它 的底部由螺栓絲套，壓緊並固定轉輪，將水流有規律的引進流道，並消除旋轉水流的撞擊損 失。水鬥瓦呈半圓形，水鬥瓦的上口有一塊隔水板，它是直立固定在機殼內，與噴嘴射流正 面接觸，射流衝向水鬥瓦中心，然後沿水鬥瓦下口流出，具有抗矩、反彈、回收射流功能，並 轉換成反作用力，傳給轉輪反衝作功。機殼的尺寸在一定程度上影響著水輪機的工作過程， 它應有足夠的空間，使機殼內的壓力與大氣相當，還必須使轉輪水流暢通，不與射流幹擾， 機殼還用來支承整個水輪機。本實用新型的反衝離心式水輪機工作原理是轉輪始終處於大氣中工作。來自壓 力鋼管的高壓水流由下進水管M進入轉輪軸向中心的引水室，通過導水葉片3向六個流道進入接力器的十字導水棚，並在離心力的作用下，從噴嘴噴射出自由射流加離心力的高壓 圓柱射流，該射流衝擊在固定機殼裡的水鬥瓦17(作為水動力回收裝置)上，如圖4所示。 當轉輪軸扭矩阻力無法抗拒射流衝擊能量時，阻力就被反作用力順著轉輪導向噴嘴形狀改 變了速度和方向，而產生出能量來推動水輪發電機組旋轉作功(固稱之為反衝離心式水力 發動機)。噴嘴射流是在轉輪的徑向邊沿做功的，有利於增加大扭矩，加快轉輪圓周速度，使 比轉速提高。水輪發電機組在工作中隨著參數的改變其轉速是固定不變的，為了使轉速平 穩固定，接力器內的鏈條鏈輪調節運行中的工況變化。本實用新型是採用液壓推拉槓桿來推動離合器組件拔叉，當平面推力軸承滑套受 力時，壓下壓臂帶動鏈輪42推動針杆向噴嘴全方移動關閉噴口。鬆開向後時，在滑套回位 彈簧沈和針杆回位彈簧35的作用力下克服水推力和離心力，來完成控制調節流量使機組 平穩運行。本實用新型的反衝離心式水輪機的形狀構造特徵是屬立軸形水輪機，機殼是全鋼 板製成圓柱形上圓柱略大，下圓柱略小，上頂是胎胞形，用來支承和安裝轉輪主軸，軸承 座、平衡飛輪、機殼是上下法蘭連接可折卸成兩半。轉輪是懸掛在主軸頭上和布置在機殼內 部，水鬥瓦是平衡於噴嘴之間。上組合連接轉輪可選用絲牙和法蘭，連接下進水管口處有動 環密封環和靜環密封環來完成密封。機殼內徑與轉輪噴嘴和水鬥瓦之間保持最小距離。在 運行工況時反衝離心式水輪機的噴嘴射流直至離開水鬥瓦的整個過程始終在空氣中運行， 位於各部分的水流壓力保持不變(均等於大氣壓力)。反衝離心式水輪機噴嘴之間不會發 生紊亂現象，水鬥瓦與機殼垂直布置，傾水非常順利。
權利要求1.一種反衝離心式水輪機，其特徵在於由機殼及其內的轉輪連接主軸和進水管構成； 轉輪邊緣有六個接力器，轉輪中間為引水室，引水室內設置有引水錐、導水葉片；接力器內 設置有可調射流機構和十字導水棚，機殼內壁上均布有射流動力回收水鬥瓦；可調射流機 構由噴嘴、噴針連接一根針杆、針杆的另一端連接鏈輪、鏈輪連接鏈條、鏈條連接調節螺杆 構成，針杆上裝有回位彈簧。
2.根據權利要求1所述的反衝離心式水輪機，其特徵在於六個接力器六等分布置在轉 輪圓盤最大半徑處。
3.根據權利要求1所述的反衝離心式水輪機，其特徵在於調節螺杆上連接有壓臂，壓 臂有一支點固定在轉輪上。
4.根據權利要求1所述的反衝離心式水輪機，其特徵在於主軸與轉輪連接的一端依次 設有回位彈簧、離合器。
5.根據權利要求1所述的反衝離心式水輪機，其特徵在於主軸的另一端設有平衡飛輪。
6.根據權利要求1所述的反衝離心式水輪機，其特徵在於導水葉片設置在轉輪中心進 水室，與引水錐底座形成半圓形流道，導水葉片成六等分，並為70°角的弧形傾斜葉，統一 順時針方向傾斜。
專利摘要本實用新型是一種反衝離心式水輪機。其特徵在於由機殼及其內的轉輪連接主軸和進水管構成；轉輪邊緣有六個接力器，轉輪中間為引水室，引水室內設置有引水錐、導水葉片；接力器內設置有可調射流機構和十字導水棚，機殼內壁上均布有射流動力回收水鬥瓦；可調射流機構由噴嘴、噴針連接一根針杆、針杆的另一端連接鏈輪、鏈輪連接鏈條、鏈條連接調節螺杆構成，針杆上裝有回位彈簧。轉輪的結構採用新的流動規律和新的做功方式，水動能的形態是由反衝做功方式交換成機械能。本實用新型適用於中高水頭、過流量大、效率變化平緩的工況，其運行範圍寬廣、體積小、重量輕、結構緊湊簡單、保養維修方便、造價低等。
文檔編號F03B1/04GK201827005SQ20102059019
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者楊紹明 申請人:楊紹明