專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
技術(shù)背景一般的徑向沖擊式水輪機(jī)的工作原理是通過(guò)壓力水管引入高壓水流，進(jìn)而將這股 水流帶來(lái)的壓能轉(zhuǎn)變成自由射流的，水流沖擊導(dǎo)流水斗時(shí)受水斗導(dǎo)流作用而改變壓力與流 速的大小和方向，而對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生反作用，形成轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)力矩使水輪機(jī)工作。葉輪結(jié)構(gòu)由軸套與葉片的連體結(jié)構(gòu)組成，若干個(gè)葉片均布于軸套外圓徑向向外延 展，目前單輪葉片形狀為半球殼狀水斗式形狀。水流由壓力流道引導(dǎo)徑向直接沖擊水斗而產(chǎn)生快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，流速的大小和方向 也在不斷變化。水輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，隨著葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的增加，壓強(qiáng)增大，到一定程度時(shí)， 水開(kāi)始汽化，大量汽泡連續(xù)不斷地產(chǎn)生與潰滅，水流質(zhì)點(diǎn)反復(fù)沖擊，使過(guò)流通道的金屬表面 遭到嚴(yán)重破壞。同時(shí)汽泡在壓力作用下被壓縮，由于體積縮小，汽化破壞時(shí)水流質(zhì)點(diǎn)相互撞 擊，引起局部溫度升高(可達(dá)到300°C )，汽泡的氧原子與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成腐蝕；同 時(shí)由于溫度升高，產(chǎn)生電解作用而產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，腐蝕的結(jié)果減弱了葉片承載力。水輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，其葉片表面壓力分布基本相同壓區(qū)，背面壓力由正值下降 為負(fù)，過(guò)葉片中部時(shí)，繼續(xù)下降而達(dá)到最大真空。此后，表面壓力次第升高，與出口處水流 匯聚形成巨大壓力。對(duì)葉片背面產(chǎn)生高壓，進(jìn)而造成葉片背部破壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的方案是沿軸套徑向在半球殼狀水斗葉片背面中央處延展出徑向凸 起加強(qiáng)筋板，該筋板根部與軸套連體，該筋板后半部外廓面垂直于軸套外圓，筋板前半部外 廓呈弧形曲面與葉片背面圓滑過(guò)渡。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于筋板的設(shè)置加強(qiáng)了葉片承載力，也加強(qiáng)了抗汽泡腐蝕能 力，延長(zhǎng)葉片使用壽命。同時(shí)，W形水斗的設(shè)置從力學(xué)上與筋板同樣起著加強(qiáng)承載力及抗汽 蝕特性，W形水斗中間凸起弧形板使水流分流，呈雙斗狀葉片內(nèi)凹面受力相對(duì)單斗式葉片而 言受力更趨于均衡，因而改善了單斗式內(nèi)腔底部中央抗汽蝕特性。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視放大圖。圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的B-B剖視放大圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括連體的軸套(1)及葉片(3)，其特征在于沿軸套(1)徑向 在半球殼狀水斗葉片(3)背面中央處延展出徑向凸起加強(qiáng)筋板(2)，該筋板(2)根部與軸 套(1)連體，該筋板(2)后半部外廓面垂直于軸套(1)外圓，筋板(2)前半部外廓呈弧形曲 面與葉片(3)背面圓滑過(guò)渡。在葉片(3)內(nèi)腔徑向中央延展出一個(gè)垂直于軸套(1)軸心線的弧形板，該弧形板 與葉片(3)形成的周向截面為W形狀；弧形板頂部與葉片(3)在碗口等高。水輪機(jī)工作的過(guò)程中，水流通過(guò)尾管進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，對(duì)水輪機(jī)做功，直接沖刷水輪機(jī)的 18片葉輪，進(jìn)入葉輪水斗中的射流對(duì)水斗根部的侵蝕非常嚴(yán)重，特有的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)有效地 抵御了射流對(duì)葉輪的沖刷，這樣的設(shè)計(jì)保證了力學(xué)上，這樣的設(shè)計(jì)徹底改變了傳統(tǒng)水輪機(jī) 工作過(guò)程中的轉(zhuǎn)輪葉片(3)的受力結(jié)構(gòu)，而且通過(guò)直接加大承水面積和導(dǎo)水方向，改變?cè)?有的沖擊式水輪機(jī)的剩余水量走向，不但提供了順暢的導(dǎo)流通道，也因此大幅度地減少了 未承載水流對(duì)葉片(3)(水斗)根部的直接沖刷和侵蝕，使水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和工作壽命提 尚o
權(quán)利要求一種水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)，包括連體的軸套(1)及葉片(3)，其特征在于沿軸套(1)徑向在半球殼狀水斗葉片(3)背面中央處延展出徑向凸起加強(qiáng)筋板(2)，該筋板(2)根部與軸套(1)連體，該筋板(2)后半部外廓面垂直于軸套(1)外圓，筋板(2)前半部外廓呈弧形曲面與葉片(3)背面圓滑過(guò)渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于在葉片(3)內(nèi)腔徑向中 央延展出一個(gè)垂直于軸套(1)軸心線的弧形板，該弧形板與葉片(3)形成的周向截面為W 形狀；弧形板頂部與葉片(3)在碗口等高。
專(zhuān)利摘要一種水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)，涉及水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。包括連體的軸套及葉片，其特征在于沿軸套徑向在半碗水斗葉片背面中央處延展出徑向凸起加強(qiáng)筋板，該筋板根部與軸套連體，該筋板后半部外廓面垂直于軸套外圓，筋板前半部呈徑向外廓曲面與葉片背面對(duì)應(yīng)處曲面相似。優(yōu)點(diǎn)在于筋板的設(shè)置加強(qiáng)了葉片承載力，也加強(qiáng)了抗汽泡腐蝕能力，延長(zhǎng)葉片使用壽命。同時(shí)，W形水斗的設(shè)置從力學(xué)上與筋板同樣起著加強(qiáng)承載力及抗汽蝕特性，W形水斗中間凸起弧形板使水流分流，呈雙斗狀葉片內(nèi)凹面受力相對(duì)單斗式葉片而言受力更趨于均衡，因而改善了單斗式內(nèi)腔底部中央抗汽蝕特性。
文檔編號(hào)F03B1/02GK201757019SQ20102016670
公開(kāi)日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者伍月恩, 劉君君, 劉淵毅, 劉薇, 潘清青, 鄭明華, 郭艇, 黃志達(dá) 申請(qǐng)人:三明市毅君機(jī)械鑄造有限公司