用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置制造方法
【專利摘要】一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪（1）包括多個(gè)環(huán)繞中心圓盤(pán)（2）設(shè)置的水斗（4），至少一個(gè)水斗（4）與中心圓盤(pán)（2）樞接或鉸接，操作時(shí)水斗（4）相對(duì)于中心圓盤(pán)（2）的位置通過(guò)水斗（4）與支撐件（16）之間的抵靠部（22）設(shè)定，支撐件（16）與中心圓盤(pán)（2）上的一部分相連，或支撐件（16）是中心圓盤(pán)（2）上的一部分，抵靠部由支撐件（16）上的抵靠表面（18）和水斗（4）上的抵靠表面（20）組成，支撐件（16）上的抵靠表面（18）是非平面狀的，其上形成有彎曲面（19），水斗（4）的抵靠表面（20）上形成有彎曲面（21），彎曲面（21）與支撐件（16）的抵靠表面（18）上的彎曲面（19）相適配，抵靠部（22）能夠調(diào)節(jié)作用于水斗（4）上的切向力和徑向力。
【專利說(shuō)明】用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置，尤其涉及一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置，該水輪機(jī)中包含多個(gè)環(huán)繞中心圓盤(pán)設(shè)置的水斗。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明主要涉及一種中心圓盤(pán)安裝在軸桿上的水斗式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，其具有多個(gè)環(huán)繞中心圓盤(pán)設(shè)置的杯形葉片，也稱為水斗。一個(gè)或多個(gè)加壓水噴嘴作用于該水斗。
[0003]目前，這種水斗是通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)螺栓固定在中心圓盤(pán)上。這種連接方式在相對(duì)較低的水壓下還能滿足要求，但當(dāng)使用較高的水壓時(shí)，螺栓連接處就會(huì)出現(xiàn)疲勞的問(wèn)題。
[0004]為了克服上述疲勞問(wèn)題，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪被制作成為一種特定的形狀，而后再機(jī)加工和磨削制作相應(yīng)形狀的水斗。顯然，這種制作方式會(huì)相當(dāng)昂貴。
[0005]而當(dāng)水被污染時(shí)，通常是被沙子污染，水斗的磨損會(huì)增加。這種磨損可以通過(guò)焊接進(jìn)行修復(fù)。焊接會(huì)引發(fā)熱量并施力于水斗的材料上，而水斗如沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚?，便?huì)導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)對(duì)水斗進(jìn)行熱處理以克服上述問(wèn)題時(shí)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中相對(duì)接近的幾何公差可能會(huì)被破壞。
[0006]如果在制作水斗時(shí)進(jìn)行其他的加工處理，例如粉刷涂料，是很難在水斗的所有磨損表面上實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗钒惭b在中心圓盤(pán)時(shí)會(huì)具有一些呈直角的必要組件。
[0007]挪威專利N0322857顯示了一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的轉(zhuǎn)盤(pán)，其中，多個(gè)水斗可替換地連接在轉(zhuǎn)盤(pán)上，且由從轉(zhuǎn)盤(pán)上延伸的支撐組件沿切向支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服或減小現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的目的可通過(guò)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中描述的特征實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明提供了一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置，其中，水輪機(jī)包括多個(gè)環(huán)繞中心圓盤(pán)設(shè)置的水斗，至少一個(gè)水斗與中心圓盤(pán)為樞接或鉸接。
[0011]水斗可通過(guò)銷軸與中心圓盤(pán)連接。
[0012]術(shù)語(yǔ)“樞接”可理解為包括水斗通過(guò)銷軸與中心圓盤(pán)連接的方式，術(shù)語(yǔ)“銷軸”可包括螺栓、軸桿、管或類似的部件；而術(shù)語(yǔ)“鉸接”包括例如在中心圓盤(pán)的徑向上，水斗的一部分與中心圓盤(pán)的一部分相互鄰接的連接方式。
[0013]由于水斗相對(duì)于中心圓盤(pán)樞接或鉸接，許多產(chǎn)生在水斗與中心圓盤(pán)之間的固定連接處的力就可避免。進(jìn)而當(dāng)水斗相對(duì)于中心圓盤(pán)調(diào)整位置時(shí)，可以顯著地減小計(jì)算連接處產(chǎn)生的力的復(fù)雜程度。
[0014]在運(yùn)行時(shí)，施加在水斗上的離心力可以使水斗保持在正確的位置。
[0015]在運(yùn)行時(shí)，水斗相對(duì)于中心圓盤(pán)的位置可通過(guò)水斗與支撐件之間的抵靠部進(jìn)行設(shè)定，其中，支撐件與中心圓盤(pán)的一部分相連，或支撐件為中心圓盤(pán)的一部分。
[0016]支撐件和水斗分別提供了組成抵靠部的抵靠表面。抵靠表面可以是非平面狀的，以便抵靠部能夠調(diào)節(jié)施加在水斗上的切向力和徑向力。
[0017]由此當(dāng)水流噴嘴對(duì)水斗施加力時(shí)，水斗相對(duì)于中心圓盤(pán)的位置也是不變的。
[0018]相對(duì)于第一直線，水斗的連接軸線設(shè)置在水斗的運(yùn)轉(zhuǎn)方向側(cè)，第一直線穿過(guò)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的中心軸線和水斗的重心。在說(shuō)明書(shū)的【具體實(shí)施方式】中，連接軸線與第一直線之間的距離被標(biāo)記為“a”。
[0019]連接軸線是水斗的樞接軸線或鉸接軸線。連接軸線的位置使得離心力會(huì)驅(qū)使水斗偏向抵靠部。
[0020]抵靠部的一個(gè)表面可以相對(duì)連接軸線設(shè)置為一定的位置和角度，以在中心圓盤(pán)和水斗上形成有利的載荷模式。
[0021]還可設(shè)置有止動(dòng)件，止動(dòng)件固定在中心圓盤(pán)上，可以是設(shè)置在水斗上的相對(duì)于抵靠部的另一側(cè)?？蛇x擇的是，止動(dòng)件是設(shè)置在中心圓盤(pán)和每一個(gè)水斗之間的交接處的孔中。止動(dòng)件的功能是限制水斗的樞軸移動(dòng)或鉸接移動(dòng)，特別是在停止和起動(dòng)階段。
[0022]本發(fā)明的水斗連接裝置克服了在相對(duì)較高的水壓和水被污染時(shí)，整體式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪存在的多個(gè)缺點(diǎn)。
[0023]另外，水斗在支撐件處的部分的寬度可以大于水斗的末端的寬度。在水斗上的水流噴嘴工作區(qū)域增加寬度對(duì)于水斗的強(qiáng)化是有利的，由此也增加了水斗的使用壽命。
[0024]因?yàn)槭┘釉谶@種簡(jiǎn)單的連接方式上的力是眾所周知的，故其中所包含的組件的設(shè)計(jì)也是相對(duì)簡(jiǎn)單的。
[0025]每一個(gè)水斗都可以從中心圓盤(pán)上移除，以進(jìn)行更換和維修，而不需要再對(duì)整個(gè)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行熱處理。相對(duì)于生產(chǎn)相同尺寸的整體式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，生產(chǎn)這種轉(zhuǎn)輪的成本是相當(dāng)?shù)偷摹?br> 【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]下面的附圖中示出了一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，其中:
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的立體圖；
[0028]圖2示出了水斗和部分中心圓盤(pán)的側(cè)視圖；
[0029]圖3示出了圖1中的水斗和中心圓盤(pán)的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在附圖中，附圖標(biāo)記I表示水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪包括中心圓盤(pán)2和多個(gè)圍繞中心圓盤(pán)2設(shè)置的水斗4。每一個(gè)水斗4都通過(guò)銷軸6連接到中心圓盤(pán)上，銷軸6的中心軸線構(gòu)成了中心圓盤(pán)2和水斗4之間的連接軸線8。連接軸線8與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪I的中心軸線10基本上平行。
[0031]中心圓盤(pán)2安裝在軸桿上(圖中未示)，軸桿穿過(guò)中心圓盤(pán)2的中心孔12。中心圓盤(pán)2為每一個(gè)水斗4都設(shè)置有銷軸孔14。在優(yōu)選的實(shí)施例中，水斗4通過(guò)銷軸6連接在中心圓盤(pán)2上，銷軸6穿過(guò)中心圓盤(pán)2上的銷軸孔14和水斗4上相應(yīng)的孔(圖中未示)。在圖2中，銷軸6的直徑大于銷軸孔14的直徑。由于銷軸的緊固方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的，此處不再詳述。
[0032]中心圓盤(pán)2包括多個(gè)呈突出物樣式的支撐件16，且在每一對(duì)水斗4之間，支撐件16從中心圓盤(pán)2上沿徑向延伸。每一個(gè)支撐件16具有至少一個(gè)抵靠表面18。
[0033]支撐件16上的抵靠表面18是非平面狀的，其上形成有彎曲面19。因此，抵靠表面18便兼具切向部分和徑向部分。
[0034]每一個(gè)水斗4上都具有抵靠表面20,抵靠表面20與中心圓盤(pán)2上對(duì)應(yīng)的抵靠表面18接觸，以形成抵靠部22。每一個(gè)水斗的抵靠表面20上都具有反向彎曲面21，反向彎曲面21與支撐件16上的抵靠表面18相適配。因此，抵靠部22能夠調(diào)節(jié)作用于水斗4上的切向力和徑向力。
[0035]如圖2所示，水斗4具有重心24。連接軸線8與第一直線26之間的距離為“a”，第一直線26穿過(guò)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪I的中心軸線10和水斗4的重心24。優(yōu)選的是，連接軸線8設(shè)置在水斗4的工作面28上相對(duì)于第一直線26的另一側(cè)。
[0036]止動(dòng)件32設(shè)置在孔34中，并延伸通過(guò)水斗4后進(jìn)入中心圓盤(pán)2，用于防止水斗4繞銷軸6過(guò)度轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是在起動(dòng)階段。本實(shí)施例中，止動(dòng)件為圓柱形部件。
[0037]當(dāng)操作時(shí)，水斗4在離心力的作用下相對(duì)于連接軸線8偏向中心圓盤(pán)2的抵靠表面18。而當(dāng)水流噴嘴(圖中未示)作用于水斗4的工作面28上時(shí)，水斗4更進(jìn)一步地靠向抵靠表面18。
[0038]從圖3的平面圖中可以看出，本實(shí)施例中的水斗4略呈心形。水斗4的寬度從末端朝向中心圓盤(pán)2逐漸變寬，在支撐件16的抵靠表面18處，水斗的寬度達(dá)到最大值，接著水斗的寬度朝向連接軸線8逐漸縮小。承受水流噴嘴(圖中未示)施加的作用力的工作面28的寬度的增加可以增強(qiáng)其承受能力，進(jìn)而提高水斗4的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種用于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的水斗連接裝置，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪(I)包括多個(gè)環(huán)繞中心圓盤(pán)(2)設(shè)置的水斗(4)，至少一個(gè)水斗(4)與中心圓盤(pán)(2)樞接或鉸接，操作時(shí)水斗(4)相對(duì)于中心圓盤(pán)(2)的位置通過(guò)水斗(4)與支撐件(16)之間的抵靠部(22)設(shè)定，支撐件(16)與中心圓盤(pán)(2)上的一部分相連，或支撐件(16)是中心圓盤(pán)(2)上的一部分，抵靠部由支撐件(16)上的抵靠表面(18)和水斗(4)上的抵靠表面(20)組成，其特征在于，支撐件(16)上的抵靠表面(18)是非平面狀的，其上形成有彎曲面(19)，水斗(4)的抵靠表面(20)上形成有彎曲面(21)，彎曲面(21)與支撐件(16)的抵靠表面(18)上的彎曲面(19)相適配，抵靠部(22)能夠調(diào)節(jié)作用于水斗(4)上的切向力和徑向力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水斗連接裝置，其特征在于，水斗(4)通過(guò)銷軸(6)與中心圓盤(pán)(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水斗連接裝置，其特征在于，水斗(4)的連接軸線(8)設(shè)置在水斗(4)上的相對(duì)第一直線(26)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向側(cè)，第一直線(26)穿過(guò)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪(I)的中心軸線(10)和水斗(4)的重心(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的水斗連接裝置，其特征在于，固定在中心圓盤(pán)(2)上的止動(dòng)件(32 )設(shè)置在水斗(4 )上相對(duì)抵靠部(22 )的另一側(cè)。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的水斗連接裝置，其特征在于，水斗(4)在支撐件(16)處的部分的寬度大于水斗(4)的末端的寬度。
【文檔編號(hào)】F03B1/02GK103842642SQ201280049011
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】H·J·喬根森, A·J·西蒙森 申請(qǐng)人:戴納維科公司