[发明专利]一种通过调整泄水孔直径实现水轮机轴向力设计的方法在审
| 申请号： | 201910408630.5 | 申请日： | 2019-05-16 |
| 公开（公告）号： | CN110173387A | 公开（公告）日： | 2019-08-27 |
| 发明（设计）人： | 李大应;潘坤 | 申请（专利权）人： | 安徽昊星节能科技有限公司 |
| 主分类号： | F03B11/02 | 分类号： | F03B11/02;F03B3/16;F03B3/00;F03B11/00 |
| 代理公司： | 合肥方舟知识产权代理事务所(普通合伙) 34158 | 代理人： | 刘跃 |
| 地址： | 230000 安徽省合肥*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： |
本发明公开了一种通过调整泄水孔直径实现水轮机轴向力设计的方法,设水轮机进口直径为D1、出口直径为D2、进口压强为H1、出口压强为H2，上冠所受压强H3，转轮及主轴自重为W，设密封环的泄漏面积为s，泄漏量为q，设孔的数量为n，则单孔的泄水量为q/n，并设孔径为d，k1为密封环处流体阻力系数、k2为泄水孔处流体阻力系数。则轴向力可以通过以下公式计算： |
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| 搜索关键词： | 泄水孔 流体阻力系数 压强 水轮机轴 密封环 轴向力 水轮机进口 水轮机轴承 出口压强 公式计算 使用寿命 泄漏量 单孔 可用 零时 上冠 转轮 泄漏 进口 制造 出口 | ||
【主权项】：
1.一种通过调整泄水孔直径实现水轮机轴向力设计的方法,其特征在于：所述设计方法为设水轮机进口直径为D1、出口直径为D2、进口压强为H1、出口压强为H2，上冠所受压强H3。密封位置如图，则轴向力可以通过以下公式计算。![]()
设泄水孔过流充分，则上冠所受压强H3近似为H2，下冠所受压强近似为H1。则轴向力的计算公式为：![]()
上式的第一项为负值，第二项为负值，第三项为正值，一般情况下第一项与第二项的绝对值的和远远大于第三项，水轮机承受很大的向上的轴向力，对冷却塔用水轮机滚动轴承的选用造成很大的困扰。冷却塔用水轮机工作点较固定，水轮机进水压强H1、出水压强H2、过流量Q近似认为是定值，则以上的F计算出来也是定值。本发明的思路是通过调整泄水孔直径来调整上冠和盖板之间的压强H3来实现水轮机在额定工况下工作时，水轮机的轴向力为零的目的。当泄水孔泄流不充分时，H3会大于H2，水轮机比泄流充分的时候增加了一个方向向下的轴向力F’。![]()
令F＝F'，得：![]()
设密封环的泄漏面积为s，泄漏量为q，k1为密封环处流体阻力系数、k2为泄水孔处流体阻力系数。![]()
得：![]()
设孔的数量为n，则单孔的泄水量为q/n，并设孔径为d，则：![]()
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使得轴向力为零时，H3可以用下式计算：
泄水孔直径可用下式计算：
根据以上的设计思路，设计制造出来的水轮机轴承性能很稳定，使用寿命较长。
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- 2015-12-31 - 2016-07-06 - F03B11/02
- 本实用新型的目的是提供一种新型贯流式水轮机伸缩节结构，包括伸缩节、转轮室、基础环、若干个第一密封槽、第二密封槽、第三密封槽、螺栓、销、垫环、若干个调节螺栓、若干个螺母、若干个垫块，第一密封槽和第二密封槽位于伸缩节上，螺栓与销通过伸缩节水平方向通孔将伸缩节与基础环把合，垫环位于伸缩节与基础环之间，第三密封槽位于垫环上，第一密封槽、第二密封槽、第三密封槽内部均设有橡胶条，调节螺栓通过伸缩节竖直方向的通孔将伸缩节与转轮室把合；本实用新型的有益效果：本方案在原来结构的基础上增加了密封的数量，并且在伸缩节和转轮室之间增加了调节螺栓来调节两者之间的间隙，改进后的伸缩节易于调整，且密封效果良好。
- 水轮机伸缩节结构-201410636815.9
- 陈佳英 - 重庆诚硕科技有限公司
- 2014-11-13 - 2016-06-08 - F03B11/02
- 本发明水轮机伸缩节结构，包括伸缩节插管和进水蜗壳法兰，所述进水蜗壳法兰上设有固定通孔，所述伸缩节插管外端套设有活动法兰，所述活动法兰上开设有与固定通孔对应的活动通孔，所述固定通孔和活动通孔内贯穿有螺柱，所述螺柱伸出活动法兰和进水蜗壳法兰的端头分别通过螺栓锁紧。于伸缩节插管外套设有活动法兰，使得活动法兰可以在伸缩节插管上适当地移动，使得整个结构在伸缩节插管和进水蜗壳法兰两个方向上均有一定的伸缩量，当阀门正常工作时,该结构可以自动适应由于压力及温度变化带来的管道轴向膨胀或收缩。
- 潮流能水轮机壳体及其水轮机-201520739528.0
- 程宦;刘德民;赵永智;王亚林 - 东方电气集团东方电机有限公司
- 2015-09-23 - 2016-03-02 - F03B11/02
- 本实用新型公开了一种潮流能水轮机壳体及其水轮机，属于潮流能发电设备技术领域；所述潮流能水轮机壳体包括收缩管和扩散管，所述收缩管的小径端和扩散管的小径端通过转轮室连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管的外壁还设置有导流机构；本实用新型潮流能水轮机，其导流机构在来流方向发生变化时将起到对机组的带动作用，而这种流体带动的作用力进而通过可调节机构使得机组发生偏航以适应来流，该技术方案的实施可以使得潮流能发电水轮机具有较简单的结构，同时提高能量利用率，获得良好的能量性能，并且具有自动调节适应来流的能力。
- 一种水轮机机座-201520693785.5
- 肖进华;杨福生;李彩林;宋云兵;肖世锋 - 安宁青龙机械厂
- 2015-09-09 - 2016-02-10 - F03B11/02
- 本实用新型涉及一种水轮机机座；属于机械加工技术领域，所述的水轮机机座主要包括机座壁、筋板、盖板、出风口法兰、垫板、侧盖板、脚板、吊柱；所述的第一机座壁通过双面对称角焊缝与第一筋板焊接连接，第一机座壁通过单边V型焊缝与第一盖板焊接连接；本实用新型通过采用机座壁与筋板焊接构成水轮机机座的主体，解决了采用角钢和工字钢加工机座的加工时间周期长，成本高昂、不便于运输的问题，同时采用吊柱作为水轮机机座的骨架，避免了消除应力过程中，水轮机机座产生的变形，同时增设的垫板和脚板增加了水轮机机座结构的刚性，是水轮机机座达到经济实用的目的，同时采用多种焊缝的焊接工艺，节约了工期，又达到了美观的效果。
- 一种水斗式水轮机机壳-201520693691.8
- 肖进华;杨福生;李彩林;宋云兵;肖世锋 - 安宁青龙机械厂
- 2015-09-09 - 2016-01-06 - F03B11/02
- 本实用新型涉及一种水斗式水轮机机壳，属于机械加工技术领域，所述的水斗式水轮机机壳包括机壳下部外壳、液态密封胶、斜楔、塞块、槽钢；所述的机壳下部外壳通过液态密封胶与机壳盖Ⅰ、机壳盖Ⅱ相连，机壳盖Ⅰ通过螺栓与机壳盖Ⅱ活动连接，机壳下部外壳设置有通过螺栓固定的斜楔，机壳下部外壳与机壳盖Ⅰ、机壳盖Ⅱ连接处一侧面设置有封盖，机壳下部外壳外部一侧面设置有槽钢架Ⅰ，机壳下部外壳通过塞块焊接固定，本实用新型通过减少机壳上的附件，增设槽钢增重来满足机壳的强度和刚度的要求，设置塞块来焊接，通过螺栓连接来减少焊接点的数量，减少了机壳因焊接应力带来的变形，同时提高了水轮机安装的工期，减少了安装现场的设备。
- 一种立式切击式水轮机机壳-201520711211.6
- 肖进华;杨福生;李彩林;宋云兵;肖世锋 - 安宁青龙机械厂
- 2015-09-15 - 2016-01-06 - F03B11/02
- 本实用新型涉及一种立式切击式水轮机机壳，属于机械加工技术领域，所述的立式切击式水轮机机壳包括机壳法兰面、连接螺栓、紧固螺母、定位螺栓、拉杆、吊耳、补气管、转子安装孔；所述的机壳法兰面中部设置有转子安装孔，机壳法兰面上设置有引水管道压力表安装孔、喷嘴接力器安装孔，机壳法兰面内部设置有补气管；本实用新型采用在连接外壳上设置吊耳，从而实现立式切击水轮机的外壳的吊装，采用连接螺栓紧固连接外壳和底板，避免了作业空间狭小，不能放下作业设备的问题，机壳法兰面采用螺栓拼接，避免了振动过程中焊接点的破坏而引起的事故，采用拉杆方便调节立式水轮机机壳的安装角度和位置，从而实现水轮机安装的简捷化，减轻安装人员的负担。
- 导叶保护装置-201520244791.2
- 梁志山;林岳;李志刚;赖广栋;陈满苑;苏集志 - 丰顺县梅丰水电发展有限公司
- 2015-04-21 - 2015-10-14 - F03B11/02
- 本实用新型公开了一种导叶保护装置，包括：机架、导叶轴、导叶臂、推力轴承及限位销，所述导叶臂设于所述导叶轴外壁，所述导叶轴承载于所述推力轴承内壁处，所述推力轴承装设于所述机架上，且所述限位销设于所述推力轴承外部，且所述限位销固定于所述机架上，还包括摩擦臂及剪断销，所述导叶臂上还凸设有用于连接摩擦臂的凸台，所述摩擦臂及所述凸台均设有连接孔，所述剪断销穿过所述连接孔将所述摩擦臂及所述凸台连接在一起。本实用新型是一种能够对传动机构进行保、避免水轮机失去控制的导叶保护装置。
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