專利名稱：水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及中高水頭多泥沙水質(zhì)混流式水輪機的一種新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)。
以導(dǎo)水機構(gòu)為中心的嚴重磨蝕破壞是含沙多相流水質(zhì)、中高水頭水電站混流式水輪機的疑難通病，長期以來危及電廠安全經(jīng)濟運行，是生產(chǎn)上急待解決的技術(shù)問題。
傳統(tǒng)的設(shè)計對中高水頭混流式機組常推薦采用非對稱的正、負曲率導(dǎo)葉，但從高速攝影顯示。由于導(dǎo)葉流道內(nèi)流速極高，不僅其導(dǎo)流能力極低，反而敏感地分離出一系列旋渦與“空化云”，造成過流有效斷面“淤塞”，形成局部紊流旋渦滯水區(qū)。因此，為了降低水力損失，應(yīng)采用對稱型導(dǎo)葉。
通常在渦殼未充壓力水時，導(dǎo)葉上下端面間隙是均勻達到設(shè)計要求的，但是在運行過程中，水壓使頂蓋、底環(huán)變形，產(chǎn)生擴大的“楔形間隙”，由此出現(xiàn)間隙“二次竄流”，間隙汽蝕與泥沙高頻大沖角撞擊疊加在一起，干擾主流并造成嚴重后果。為了盡可能避免“楔形間隙”出現(xiàn)。近年來普遍用提高導(dǎo)葉制作精度與加大頂蓋與底環(huán)結(jié)構(gòu)剛度(相應(yīng)增加材料重量)的措施，這就意味著設(shè)備更換投資費用劇增；如出現(xiàn)故障，還得依賴返回制造廠修補，才能達到設(shè)計精度，顯然對現(xiàn)有水電站的管理、運行生產(chǎn)和技術(shù)改革皆是極不經(jīng)濟的。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，它是在不改變現(xiàn)有通流部件剛度及尺寸的前提下，在導(dǎo)葉二個端面處增設(shè)傾斜的曲面“裙邊”等設(shè)施，通過改善水力流態(tài)及泥沙運動軌跡，自動保持最小端面間隙的辦法，實現(xiàn)減緩磨蝕損環(huán)。
本實用新型提供的水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)如


圖1所示。
圖1為水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉整體側(cè)剖示圖，(1)螺栓，(2)螺母，(3)軟彈簧，(4)十字形滑塊，(5)硬彈簧，(6)調(diào)節(jié)墊，(7)導(dǎo)沙裙邊，(8)導(dǎo)葉上軸頸，(9)鎖栓，(10)螺栓中心孔，(11)連接螺栓，(12)頂蓋上抗磨板，(13)底環(huán)下抗磨板圖2為導(dǎo)葉整體A－A剖示圖圖3為導(dǎo)葉下端面(底部)仰視圖圖4為導(dǎo)葉下端面C－C剖示圖圖5為導(dǎo)葉裙邊局部剖視圖圖6為導(dǎo)葉裙邊B－B剖示圖水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)葉二個端面處增設(shè)傾斜的曲面導(dǎo)沙裙邊(7)，裙邊的單側(cè)寬度為20－200mm，在下軸頸距下端面16－160mm處將導(dǎo)葉分切成兩段，在導(dǎo)葉下端面上鉆孔開槽，依據(jù)設(shè)計需要在多孔內(nèi)分別裝入調(diào)節(jié)墊(6)和壓縮硬彈簧(5)，在槽內(nèi)裝入十字形滑塊(4)，用連接螺栓(11)及止口定位將導(dǎo)葉分切成的兩段連接成整體，調(diào)節(jié)彈簧(5)壓力使十字形滑塊(4)與底環(huán)下抗磨板(13)緊貼，并通過彈簧(5)的反作用力，使導(dǎo)葉上端面與頂蓋上抗磨板(12)緊貼，在導(dǎo)葉下軸頸的孔槽內(nèi)插入鎖栓(9)，鎖栓長度等于下軸頸直徑，鎖栓(9)被孔內(nèi)軟彈簧(3)頂貼于十字形滑塊(4)的下端面，通過螺栓(1)調(diào)節(jié)軟彈簧(3)壓力后用螺母(2)鎖緊，在螺栓(1)的中心軸線上鉆有φ6－φ12的通孔(10)，以便排出滲漏的積水和泥沙。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，將調(diào)節(jié)墊(6)和壓縮硬彈簧(5)裝入導(dǎo)葉下端的孔內(nèi)，在槽內(nèi)壓入十字滑塊(4)，用連接螺栓(11)及止口定位將導(dǎo)葉分切成的兩段連接成整體，調(diào)節(jié)彈簧(5)壓力使十字形滑塊(4)與底環(huán)下抗磨板(13)緊貼，并通過彈簧(5)的反作用力使導(dǎo)葉上端面與頂蓋上抗磨板(12)緊貼，在導(dǎo)葉下軸頸的孔槽內(nèi)插入鎖栓(9)，鎖栓(9)被孔內(nèi)軟彈簧(3)頂貼于十字形滑塊(4)的下端面。安裝時，先調(diào)節(jié)螺栓(1)，使其圓柱光桿向上延伸，通過頂緊鎖栓(9)將十字形滑塊(4)壓入槽內(nèi)，用螺母(2)鎖緊；工作時，再將螺栓(1)調(diào)松，使十字形滑塊(4)能在槽內(nèi)上下活動。使端面間隙自動控制與保持在最小數(shù)值，起到密封作用，從而攔截與自動封住各向(正側(cè)面)的二次竄流，綜合實現(xiàn)了盡量消除局部脫流、泥沙高能沖擊，間隙竄流及空化干擾等磨蝕損壞根源。
本實用新型具有如下優(yōu)點1.在不改變現(xiàn)有機組部件及導(dǎo)葉傳動構(gòu)件的剛度、尺寸前提下，將導(dǎo)葉二個端面處增設(shè)傾斜的曲面導(dǎo)沙裙邊，從結(jié)構(gòu)上消除了軸頸鼓包，減緩了泥沙密集大沖角的撞擊，擴大了縫隙復(fù)蓋面積，有效地減輕導(dǎo)葉部位的嚴重磨蝕損壞，大大延長了大修周期。
2.在導(dǎo)葉下軸頸處將其分切成兩段，其用意為易于加工，且組裝構(gòu)成整體后不會影響使用性能與結(jié)構(gòu)本身強度。因下部導(dǎo)葉及下軸頸受彎、扭應(yīng)力較小，下軸頸短，不會涉及裝配精度與配合尺寸。
3.采用螺栓及調(diào)節(jié)墊來調(diào)節(jié)彈力，以保證導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動時，上端面及下部十字形滑塊能緊貼抗磨板，達到攔截間隙二次竄流的效果。
4.下軸頸所設(shè)鎖栓拔出機構(gòu)與螺栓頂緊機構(gòu)使維修裝卸極為方便；拆卸時，只需將鎖栓從側(cè)面拔出，十字形滑塊在硬彈簧作用下自動下落，取出更換，十分簡便。
5.本實用新型結(jié)構(gòu)主要與對稱型導(dǎo)葉配套使用，能達到最佳狀態(tài)；當用于非對稱正、負曲率導(dǎo)葉時，也具有明顯抗磨蝕損壞效果，并改善其繞流水力狀態(tài)。因此，對現(xiàn)有中、高水頭多泥沙水質(zhì)混流式機組的改造及推廣應(yīng)用，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
實施例本實用新型提供的水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)如
圖1所示，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，活動導(dǎo)葉、抗磨板、十字形滑塊和鎖栓等非標準件可在機械制造廠澆鑄和機械加工制造，標準件和連接件等可在市場購買，本專業(yè)技術(shù)人員能按圖紙組裝、調(diào)試和正常操作。
權(quán)利要求一種水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，含有活動導(dǎo)葉、底環(huán)抗磨板和頂蓋抗磨板，其特征在于該水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)葉二個端面處增設(shè)傾斜的曲面導(dǎo)沙裙邊(7)，裙邊的單側(cè)寬度為20-200mm，在下軸頸距下端面16-160mm處將導(dǎo)葉分切成兩段，在導(dǎo)葉下端面上鉆孔開槽，依據(jù)設(shè)計需要在多孔內(nèi)分別裝入調(diào)節(jié)墊(6)和壓縮硬彈簧(5)，在槽內(nèi)裝入十字形滑塊(4)，用連接螺栓(11)及止口定位將導(dǎo)葉分切成的兩段連接成整體，調(diào)節(jié)彈簧(5)壓力使十字形滑塊(4)與底環(huán)下抗磨板(13)緊貼，并通過彈簧(5)的反作用力，使導(dǎo)葉上端面與頂蓋上抗磨板(12)緊貼，在導(dǎo)葉下軸頸的孔槽內(nèi)插入鎖栓(9)，鎖栓長度等于下軸頸直徑，鎖栓(9)被孔內(nèi)軟彈簧(3)頂貼于十字滑塊(4)的下端面，通過螺栓(1)調(diào)節(jié)軟彈簧(3)壓力后用螺母(2)鎖緊，在螺栓(1)的中心軸線上鉆有φ6-φ12的通孔(10)。
專利摘要一種水輪機新型抗磨蝕導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，其特點是在對稱型導(dǎo)葉二個端面外增設(shè)傾斜的曲面導(dǎo)沙裙邊，在其下端面內(nèi)鉆孔開槽，裝入壓縮彈簧與十字形滑塊，利用可調(diào)節(jié)的彈性滑塊，將導(dǎo)葉端面與水輪機的上、下抗磨板緊貼，在運行時使端面間隙自動控制并保持在最小數(shù)值，有效地減輕了導(dǎo)葉部位嚴重磨蝕損壞，大大延長了大修周期，對中高水頭多泥沙水質(zhì)混流式機組的技術(shù)改造和推廣應(yīng)用，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號F03B11/00GK2210261SQ94227330
公開日1995年10月18日 申請日期1994年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月21日
發(fā)明者涂建炎, 涂永忠 申請人:涂建炎