一种新型高效传动混流式水轮机动力装置

1.本实用新型属于水轮机技术领域，具体涉及一种新型高效传动混流式水轮机动力装置。


背景技术：

2.水轮机及辅机是重要的水电设备是水力发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备，其技术发展与我国水电行业的发展规模相适应。在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。
3.尤其是中小型水轮机在一些严苛的工作环境中，如高温高压中表现尤为出色。相较于电机驱动，更加安全可靠。而冲击式水轮机虽然结构简单，适用水头高，不受空蚀现象影响，但仅利用了水流的动能，压能被浪费掉了，效率低。而本装置采用混流式水轮机作为动力源，利用了水流的动能和压能，效率高。
4.而导叶传动机构型式多种多样，最常用的有叉头传动机构和耳柄传动机构。叉头传动机构受力均匀，常用于大中型水轮机。耳柄传动机构，受力情况不如叉头传动机构均匀，但其结构简单，制造方便，广泛应用于中小型水轮机，本实用新型在耳柄式传动机构上进行了改进，设计了一种类耳柄式传动机构，有效地提高了工作效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，该装置运转平稳，安全可靠，相较于电机驱动，调节方式简单易操作。
6.本实用新型提供如下技术方案：一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，包括底座；所述底座上设有水轮机支座和蜗壳；其特征在于：所述水轮机支座上架设有主轴，主轴的一端延伸入蜗壳内，蜗壳的上部和下部沿着主轴的轴线对称设有导水机构，所述导水机构通过环形部件与主轴传动连接，所述环形部件与主轴之间设有水轮机密封结构，所述主轴延伸入蜗壳内一侧套设有转轮，转轮与环形部件相连接，该侧端部安装有泄水锥。
7.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述导水机构包括导叶轴、设置在导叶轴上的活动导叶、轴套、导叶轴密封结构、与导叶轴一端传动连接的导叶传动机构以及套筒。
8.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述导叶传动机构包括套设在导叶轴外部的转臂、套接在转臂端部的连接板以及与连接板相连接的连杆，所述导叶轴与转臂之间通过分半键实现轴向固定，所述转臂与连接板之间通过剪断销轴向固定，所述连接板通过铰接螺栓与连杆相连接，所述导叶轴端部安装有轴端压盖。
9.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述环形部件包括与连杆通过铰接螺栓相连接的控制环、与安装在蜗壳上的顶盖以及安装在蜗壳座环上的底
环，所述导叶轴上设有接力器，所述控制环与接力器通过铰接螺栓相连接。
10.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述轴套包括上轴套、中轴套和下轴套，所述导叶轴与顶盖之间位于中轴套位置处设有l型密封件，导叶轴与底环之间位于下轴套处设有o型密封圈，所述套筒固定套设在中轴套上，并将l型密封件与顶盖挤压固定。
11.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述顶盖为箱式结构，箱体内均匀布置有一组支撑板，所述顶盖上与蜗壳连接处结构的厚度大于其他位置结构的厚度，顶盖与蜗壳座环之间设置有o型密封环。
12.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述转轮包括上冠、叶片和下环，所述上冠、下环通过叶片相连接，所述上冠与蜗壳之间、下环与顶盖之间均设有止漏结构，所述转轮上设有导气孔，以平衡转轮内外压力差，所述转轮通过键与主轴传动连接，并通过主轴的轴肩与泄水锥组成的结构实现轴向固定。
13.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述泄水锥与主轴之间通过螺纹连接，所述螺纹的旋向与主轴的转动方向相反，两侧通过螺钉与下环相连接，两侧的螺钉螺纹的旋合方向相反，防止泄水锥与主轴之间连接松动。
14.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述水轮机支座与主轴之间构成迷宫密封，水轮机支座上部设有油孔，水轮机支座与主轴之间设有轴承，轴承的上轴瓦处开有油槽。
15.所述的一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，其特征在于所述水轮机密封结构采用橡胶平板密封结构。
16.通过采用上述技术，与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
17.本实用新型装置运转平稳，安全可靠，相较于电机驱动，调节方式简单易操作，只需通过转动控制环，就可以调节导叶开合来控制水流量，从而调节机械动能的输出功率，遇到紧急情况时可以迅速开启或关闭，摆脱了电机的动力装置，能够工作于更加苛刻的环境中，具有重要的意义。
附图说明
18.图1为本实用新型的内部结构示意图；
19.图2为本实用新型的导水机构结构示意图；
20.图3为本实用新型的导叶传动机构结构示意图；
21.图4为本实用新型的转轮与泄水锥安装结构示意图；
22.图5为本实用新型的座环示意图；
23.图6为本实用新型的顶盖剖视结构示意图；
24.图7为本实用新型的控制环剖视结构示意图；
25.图8为本实用新型的上冠止漏结构示意图；
26.图9为本实用新型的下环止漏结构示意图；
27.图10为本实用新型的水轮机密封结构示意图。
28.图中：1、底座；2、水轮机支座；3、蜗壳；4、导水机构；41、导叶轴；42、活动导叶；43、轴套；431、上轴套；432、中轴套；433、下轴套；44、导叶传动机构；441、转臂；442、连接板；
443、连杆；444、分半键；445、剪断销；446、轴端压盖；45、套筒；46、接力器；6、水轮机密封结构；7、转轮；71、上冠；72、叶片；73、下环；8、主轴；9、泄水锥； 12、底环；13、顶盖；14、控制环。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
31.请参阅图1
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10，一种新型高效传动混流式水轮机动力装置，包括底座1，底座1上并排设有水轮机支座2和蜗壳3，水轮机支座2上架设有主轴8，水轮机支座2与主轴8之间构成迷宫密封，水轮机支座2上部设有油孔，水轮机支座2与主轴8之间设有轴承，轴承的上轴瓦处开有油槽，使轴承的润滑更高效。
32.主轴8的一端延伸入蜗壳3内，蜗壳3的上部和下部对称设有导水机构4，导水机构4通过环形部件与主轴8传动连接，环形部件与主轴8之间设有水轮机密封结构6，水轮机密封结构6采用橡胶平板密封结构，主轴8延伸入蜗壳3内一侧套设有转轮7，转轮7与环形部件相连接，该侧端部安装有泄水锥9。
33.导水机构4由架设在蜗壳3上的导叶轴41、设置在导叶轴41上的十二片活动导叶42、轴套43、导叶轴密封结构、与导叶轴41一端传动连接的导叶传动机构44以及套筒45组成，轴套43包括上轴套431、中轴套432和下轴套433。
34.导叶传动机构44由套设在导叶轴41外部的转臂441、套接在转臂441端部的连接板442以及与连接板442相连接的连杆443组成，导叶轴41与转臂441之间通过分半键444实现轴向固定，转臂441与连接板442之间通过剪断销445轴向固定，连接板442通过铰接螺栓与连杆443相连接，导叶轴41端部安装有轴端压盖446。
35.环形部件包括与连杆443通过铰接螺栓相连接的控制环14、与安装在蜗壳3上的顶盖13以及安装在蜗壳3座环上的底环12，导叶轴41上设有接力器46，控制环14与接力器46通过铰接螺栓相连接。
36.导叶轴41与顶盖13之间位于中轴套432位置处设有l型密封件，导叶轴41与底环12之间位于下轴套433处设有o型密封圈，套筒45固定套设在中轴套432上，并将l型密封件与顶盖13挤压固定。
37.顶盖13为箱式结构，箱体内均匀布置有一组支撑板，顶盖13上与蜗壳3连接处结构的厚度大于其他位置结构的厚度，顶盖13与蜗壳3蜗壳3座环之间设置有o型密封环。
38.转轮7包括上冠71、叶片72和下环73，上冠71、下环73通过叶片72相连接，上冠71与蜗壳3之间、下环73与顶盖13之间均设有止漏结构，转轮7上设有导气孔，以平衡转轮7内外压力差，转轮7通过键与主轴8传动连接，并通过主轴8的轴肩与泄水锥9组成的结构实现轴向固定。
39.泄水锥9与主轴8之间通过螺纹连接，螺纹的旋向与主轴8的转动方向相反，两侧通
过螺钉与下环73相连接，两侧的螺钉螺纹的旋合方向相反，防止泄水锥9与主轴8之间连接松动。
40.本实用新型安装时：先在底座1上做好标记，将蜗壳3、环形部件、导水机构4及水轮机密封结构6预装配好，再将导轴承、两个圆柱滚子轴承与密封装置动环装在主轴8上，将水轮机吊到指定位置后，将主轴8伸入水轮机，并安装转轮7与泄水锥9。之后将主轴8调整安装到水轮机支座2上，在主轴8上安装叶轮，最后通过地脚螺栓将水轮机固定在支座上。一切安装好后，将水轮机的进水管与尾水管进行固定安装。
41.本实用新型的工作原理：压力水经过蜗壳3导流作用流入导水机构4，将压力水的动能转化为静压能，导水机构4的保护原理为接力器46带动控制环14转动，控制环14带动连杆443运动，连杆443带动连接板442运动。正常工况时，连接板442与转臂441一起转动，并带动导叶轴41旋转，起到控制活动导叶42的作用。当活动导叶42卡死时，转臂441和导叶轴41无法转动，连接板442与转臂441间的剪断销445就会断开，起到保护导水机构4的目的。再通过叶片72将静压能转换为转子的动能，转轮7通过类耳蜗式传动机构转换为主轴8的机械能。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。