CN105240185B - 一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮。本发明包括壳体，叶轮，输出轴等部件。旁通口设置在壳体内、进水口的附近，阻水板通过紧配合安装到旁通口处，阻水板连接调速轴，弹簧卡片设置在旁通口附近的水涡轮腔体上方。弹簧卡片是由伸缩弹簧两端分别连接固定涨销和连接涨销，导流卡片活动连接在连接涨销上组成。叶轮的轴向中心位置处的壳体上设置壳体中心孔。本发明的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮和现有技术相比，具有调速更准确、操作简单、能够实现速度补偿功能，工作效率高的优点。

Description

一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮

技术领域

本发明涉及一种水涡轮，尤其是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮。

背景技术

水涡轮是喷灌机上主要零部件之一，可以将水流的动能转化为机械能，为喷灌机回收提供动力。目前，水涡轮工作时，水流是在进入叶轮腔体后直接冲击叶轮做功，这样的结构在水涡轮调速时，不能及时灵敏地调整进叶轮的水流量大小，水流动能的利用率低。而且，水流是在叶轮的切线方向进出，水流在一条直线上，既叶轮腔水流进口和叶轮腔水流出口在一条直线上，水流在水涡轮腔体内通过的时间短，水流动能利用系数低，因此造成了设备效率低，水压损失大的弊端。现有设备的叶轮的速度调整是通过在水涡轮以外连接的旁通管路，用普通球阀改变旁过水量实现；这种结构存在着整机结构不紧凑，水流调整不方便的缺点。而且目前的水涡轮受其旁通设计方式限制均存在速度调整非线性的缺点。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现状的不足之处，提供一种工作效率高、调节灵活方便的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮。

本发明解决其技术问题所采用技术方案是：本发明的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮，结构包括壳体，壳体内设置叶轮， 叶轮通过键、螺母与输出轴连接，旁通口连接混水腔，混水腔连接出水口。旁通口设置在壳体内、进水口的附近，阻水板通过紧配合安装到旁通口处，阻水板连接调速轴，弹簧卡片设置在旁通口附近的水涡轮腔体上方，通过螺栓、销轴等与壳体连接。

所述的弹簧卡片结构是：伸缩弹簧两端分别连接固定涨销和连接涨销，导流卡片活动连接在连接涨销上。

所述的叶轮的轴向中心位置处的壳体上设置壳体中心孔，壳体中心孔连通混水腔。

所述的阻水板下表面采用耐磨橡胶材质。

本发明的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮和现有技术相比，具有以下特点：本发明设计科学，通过设置了弹簧卡片，弹簧卡片可以随着进入叶轮腔体的水量变化而改变位置，对水流起到导向作用，大大提高水流动能的利用率。从而使水涡轮整体的效率、性能及速度补偿方面相比以前的水涡轮有明显的提高，总体性能提高30%以上，行车回收速度可以大范围内任意调整。本发明还改变了水涡轮内部构造，为轴流式水涡轮，既设置了叶轮腔水流出口--壳体中心孔，改变了现有技术的水流在叶轮腔内的流道，充分延长水流冲击叶轮的时间，提高了水流动能的利用率及水涡轮效率。

本发明通过设置了调速轴，阻水板，工作时通过喷灌机上的连杆机构自动或者手动转动调速轴，从而旋转阻水板，改变其形成的旁通口过水口径，调整旁通口径大小能够改变冲击叶轮的水流量，进而起到调整输出轴转速的作用。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的去掉右壳体后的右视结构示意图。

附图2是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的去掉左壳体后的左视结构示意图。

附图3是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的右视结构示意图。

附图4是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的左视结构示意图。

附图5是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的旁通完全封闭状态的结构示意图。

附图6是一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮的弹簧卡片的立体结构示意图。

图中：1、壳体，2、调速轴，3、出水口，4、进水口，5、输出轴，6、弹簧卡片，7、旁通口，8、阻水板，9、叶轮，10、混水腔，11、固定涨销，12、伸缩弹簧，13、连接涨销，14、导流卡片，15、壳体中心孔。

具体实施方式

参照说明书附图对一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮作以下详细地说明。

本发明的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮，结构包括壳体1为铸铝件，分左右两部分，合体时，通过密封胶条和螺栓连接。叶轮9通过键、螺母与输出轴5连接，然后整体用螺栓、螺母与壳体1连接。旁通口7连接混水腔10，混水腔10连接出水口3。旁通口7设置在壳体1内，进水口4的附近，这样的内置式旁通口就可以减少整个水涡轮的体积小，结构紧凑，调节方便。阻水板8通过紧配合安装到壳体1的旁通口7处，并通过键与螺母连接到调速轴2，调速轴2伸出到壳体外，可以进行速度调速，手动或自动都可以，调速非常方便。本发明在旁通口关闭时，可以通过腔体内部水压形成密封。调速轴2调速改变旁通口7口径时，由于水压的作用，增大阻水板8与旁通口7的摩擦力，使阻水板8可以进行微小调节，合理控制水涡轮转动速度。

弹簧卡片6设置在旁通口7附近的水涡轮腔体上方，通过螺栓、销轴等与壳体1连接。弹簧卡片6可以随水流冲击，进行压、伸运动，这样就可以保证导流通道的导向性。

弹簧卡片6结构是由伸缩弹簧12和导流卡片14通过连接涨销13组成，然后通过固定涨销11安装在水涡轮腔内。弹簧卡片6为预装结构，导流卡片需卡在预留的导流限位槽内，整体为不锈钢材质。在工作时，水流通过水涡轮进水口4进入水涡轮腔体后，由于水流冲到导流卡片14上，伸缩弹簧12随水压可以伸缩。在水涡轮进行调速时，由于旁通口7的泄水作用，改变了导流卡片14两侧的水压情况，在伸缩弹簧12作用下，导流卡片14会自动调整适应水流情况，使水流能有效的沿叶轮切向冲击叶轮，提高水流动能的利用率。

所述的叶轮9的轴向中心位置处的壳体上设置壳体中心孔15，壳体中心孔15连通混水腔10。

所述的阻水板8下表面采用耐磨橡胶材质。壳体内水流（水压）越大，阻水板8密封性越好。

本发明在使用时，水涡轮整体通过螺栓固定到卷盘机的侧支撑上,输出轴5通过轴承连接到卷盘机的卷盘总成上的芯轴。高压水通过进水口4进入壳体1，刚开始进水的时候，旁通口7是关着的，水是先经过弹簧卡片6进叶轮9。随着调速，旁通口7开启，一部分水就流向了旁通口7。这时，不变的进水流量下冲击弹簧卡片6的水就少了。水少了，作用于弹簧卡片6上的压力就变小了，弹簧卡片6上的伸缩弹簧12自然地会随着受力减小而伸开一部分，伸缩弹簧12一伸开，导流卡片14与叶轮9的间隙就变小了，进入叶轮9腔内的水流量也就变小了。这样就可以灵敏地完成进叶轮9的水流量的调节。

当阻水板8完全密封住旁通口7时，水流全部进入壳体1叶轮腔，在弹簧卡片6导向下，水流能沿切向方向进入叶轮腔冲击叶轮9，水流沿叶片由外到内，汇集到叶轮中心，并沿叶轮轴向通过壳体中心孔15进入混水腔10，此过程延长了水流冲击时间，提高了水利用效率，产生的动力通过输出轴5对外输出动能。在阻水板8打开旁通口7时，一部分水会通过壳体1的旁通口7进入混水腔10，与冲击叶轮的水在混水腔10混合后经出水口3排出该水涡轮。

本发明的结构可以实现的功能：

(1)、水涡轮初始速度的设定，通过转动调速轴，改变阻水板形成的旁通口过水口径，可以方便的设置水涡轮的初始转速。

(2)、速度补偿，在卷盘式喷灌机中，因PE管有多层，PE管在不同的层数其回转直径是不同的，为保证PE管能维持恒定的线速度回收，就需要在各层PE管之间进行速度补偿。本发明调速灵敏，能够方便准确的实现速度补偿功能，行车回收速度可以大范围内任意调整，工作效率高。

Claims (3)

1.一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮，包括壳体，壳体（1）内设置叶轮（9）， 叶轮（9）通过键、螺母与输出轴（5）连接，旁通口（7）连接混水腔（10），混水腔（10）连接出水口（3），旁通口（7）设置在壳体（1）内、进水口（4）的附近，阻水板（8）通过紧配合安装到旁通口（7）处，阻水板（8）连接调速轴（2），其特征在于：弹簧卡片（6）设置在旁通口（7）附近的水涡轮腔体上方，通过螺栓、销轴与壳体（1）连接；所述的弹簧卡片（6）是伸缩弹簧（12）两端分别连接固定涨销（11）和连接涨销（13），导流卡片（14）活动连接在连接涨销（13）上，弹簧卡片（6）为预装结构，导流卡片需卡在预留的导流限位槽内。

2.根据权利要求1所述的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮，其特征在于：所述的叶轮（9）的轴向中心位置处的壳体上设置壳体中心孔（15），壳体中心孔（15）连通混水腔（10）。

3.根据权利要求2所述的一种带弹簧卡片导向的高效轴流式水涡轮，其特征在于：所述的阻水板（8）下表面采用耐磨橡胶材质。