一种耐磨水轮机叶轮的制作方法

本实用新型涉及发电设备设施领域，尤其涉及一种耐磨水轮机叶轮。

背景技术：

水轮机是水电站的主机设备，其运行性能的好坏，直接影响到水电站乃至电力系统运行的技术经济水平，发电站的水体中均含有少量的沙，含沙水流作用下的泥沙磨损与气蚀磨损双重作用使水轮机过流部件严重损坏；此时泥沙磨损比重相对较高，磨损深度的增加又会促使空穴条件恶化，形成恶性循环，混流式水轮机磨蚀严重的部位依次是叶片背面出口边靠近下环处、叶片之间的上冠流道、下环内外表面等。

传统的表面涂覆因涂层与基体的结合强度、表面硬度不高、韧性不够和孔隙率大，抗磨蚀性能指标差。

同时，传统的叶片结构对水的阻力较小，流经叶片的水流中大部分水由叶片侧面的空隙流走，无法得到充分的利用，导致水流的势能利用率较低。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本实用新型提供了一种耐磨、耐水蚀且提高水流势能利用率的水轮机叶轮。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐磨水轮机叶轮，包括叶轮本体，所述叶轮本体包括叶轮轴，所述叶轮轴上设有两个间隔设置的叶轮盘，两个所述叶轮盘之间设有以叶轮轴为轴心均匀分布的若干叶片，所述叶轮轴、叶轮盘与叶片一体铸造成型，所述叶轮本体的外表面上均设有不规则分布的凹坑，所述叶轮本体及凹坑的表面设有耐磨涂层。

进一步的，所述凹坑的深度为0.05-0.2mm。

进一步的，所述耐磨涂层为钴基金属合金层。

进一步的，所述耐磨涂层为钴基碳化铬或者钴基碳化钨。

进一步的，所述耐磨涂层的厚度为0.2-0.4mm。

进一步的，所述叶片的横向与纵向均为弧形结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在叶轮本体的表面上增设耐磨涂层，有效的降低叶轮本体在使用过程中受到水体的侵蚀，增长叶轮的使用寿命，同时，又增加了叶轮的耐磨性；双向的弧形叶片设计，增大对水体的阻力，有效的提升了水流势能的利用率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的耐磨水轮机叶轮的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的耐磨水轮机叶轮的剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的耐磨水轮机叶轮的侧视图；

图4是本实用新型实施例提供的耐磨水轮机叶轮的叶轮本体的部分表面结构图。

图中：1、叶轮本体；2、叶轮轴；3、叶轮盘；4、叶片；5、凹坑；6、耐磨涂层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，仅仅表示本实用新型的选定实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，图1示出了本实用新型实施例提供的耐磨水轮机叶轮的整体结构，包括叶轮本体1，叶轮本体1包括叶轮轴2，叶轮轴2上设有两个间隔设置的叶轮盘3，两个叶轮盘3之间设有以叶轮轴2为轴心均匀分布的若干叶片4，叶轮轴2、叶轮盘3与叶片4一体铸造成型，叶轮本体1的外表面上均设有不规则分布的凹坑5，叶轮本体1及凹坑5的表面设有耐磨涂层6。

其中，凹坑5为叶轮本体1铸造时，在其表面做粗糙处理形成凹坑5，或者为已经使用一段时间的叶轮本体1的表面做粗糙处理形成凹坑5，凹坑5的设置保证叶轮本体1表面的不平整，便于耐磨涂层6在熔射过程中与叶轮本体1结合的更稳定，保证耐磨涂层6的强度。

进一步优选的，凹坑5为不规则的凹陷，其深度不一，具体的最大深度为0.2mm，最小深度为0.05mm，以及区间范围内的深度。

优选的，耐磨涂层6为钴基金属合金层。

其主要为钴基碳化铬或者钴基碳化钨。

更进一步优选的，耐磨涂层6的厚度为0.2、0.25mm、0.3mm、0.35mm或者0.4mm，其厚度的起算平面以叶轮本体1的实际表面为准。

如图3、图4，叶片4的横向与纵向均为弧形结构，弧形结构在水流冲击叶轮本体1的表面时可以起到导流的作用，将水流的力反向回旋一次，不但能够避免叶轮本体1因多次受垂直里而损坏的风险，同时，导流使力能够推动叶轮本体1运行，二次回旋力能够是叶轮本体1逐渐增速的同时增加二次力的做功，保证势能输出效率。

本实用新型，在叶轮本体1铸造时即进行叶轮表面的粗糙处理，或者可以为已经运行一段时间的叶轮本体1实施耐磨处理，粗糙处理过后，使用熔射装置将预制的钴基碳化铬粉末或者钴基碳化钨粉末喷涂在叶轮本体1的表面，利用固体光纤激光器的激光束扫描涂层，使涂层与基体的界面由机械结合转为冶金结合，同时实现喷涂层表面致密化，最后将涂层表面进行进行精细加工，得到金属耐磨图层，该涂层下的叶轮本体1，其使用寿命能够达到普通叶轮的3倍以上。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。