CN109139337B - 一种水轮机用的泄水锥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水轮机用的泄水锥，它包括本体，本体的前端面的横截面面积小于后端面的横截面面积，所述前端面和后端面之间通过导流面过渡连接，所述本体的后端面的中心位置沿轴向外凸形成一连接部，所述本体的后端面上位于连接部外设有凹槽，所述本体内设有若干连接管，连接管的一端与凹槽连通，连接管的另一端沿自身长度方向延伸至贯穿导流面。本发明提供一种水轮机用的泄水锥，其通过引流的方式使得转轮与蜗壳之间的间隙内压力降低，从而减少了转轮转动的阻力，提高了转轮的使用寿命，减少了维修频率。

Description

一种水轮机用的泄水锥

技术领域

本发明涉及水轮机的技术领域，具体地是一种水轮机用的泄水锥。

背景技术

水轮机是将水流能转换成机械能的一种重要能量转换装置，它也是新能源利用中对于水利发电的重要核心机组。现有的水轮机主要包括蜗壳、尾水管、转轮、发电机以及安装在转轮上的泄水锥，流动的水流从蜗壳的进水口流入经过盘旋加速后形成高压水流冲击转轮最后经泄水锥的导流作用排入尾水管，在此过程中带动转轮转动，然后通过传动轴驱使发电机转动发电。由于转轮的部分伸入到蜗壳内，因此转轮与蜗壳转动过程中必然存在转动间隙，这势必会使得水流进入到转轮与蜗壳的间隙内，由此会产生一系列的技术问题：

第一、持续的高压水流会导致转轮与蜗壳之间形成高压，提高了转轮转动的摩擦阻力。

第二、水流中的杂质颗粒会被带入到转轮与蜗壳之间的间隙内，长期积累将会导致转轮与蜗壳之间的接触面磨损，影响转轮使用寿命。

第三、持续的高压水流会使得转轮与蜗壳之间始终保持一个较大的轴向推力，因此会使得转轮的轴承持续的承受较大的轴向力，这势必会导致轴承的加速磨损。

当然现有技术中也有考虑过在转轮与蜗壳之间设置密封结构，但是由于水轮机的使用环境是长期处于低温、潮湿、高压环境，因此普通橡胶材质的密封圈不仅无法满足压力需求而且容易老化破损，尤其对于大型水轮机组而言其维修成本大，显然不利于实际需求，而特殊材质的密封件不仅成本高，而且对于大型水轮机组而言其需求的密封件的尺寸也较大，因此较大尺寸的密封件其产品加工精度较难保证，并且也不利于安装，甚至于安装过程中的装配精度也较难保证。

综上所述，行业内现有的水轮机仍然存在上述技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一：提供一种水轮机用的泄水锥，其通过引流的方式使得转轮与蜗壳之间的间隙内压力降低，从而减少了转轮转动的阻力，提高了转轮的使用寿命，减少了维修频率。

为此，本发明的一个目的在于提出一种水轮机用的泄水锥，它包括本体，本体的前端面的横截面面积小于后端面的横截面面积，所述前端面和后端面之间通过导流面过渡连接，所述本体的后端面的中心位置沿轴向外凸形成一连接部，所述本体的后端面上位于连接部外设有凹槽，所述本体内设有若干连接管，连接管的一端与凹槽连通，连接管的另一端沿自身长度方向延伸至贯穿导流面。通过设置凹槽可以使得泄水锥与转轮之间螺纹拧紧的过程中使得连接管与泄水管路始终连通。

根据本发明的一个示例，所述的凹槽沿连接部的周向延伸形成环形凹槽。

根据本发明的一个示例，所述的凹槽沿连接部的周向延伸形成圆弧形的凹槽，所述凹槽为多个，全部的凹槽沿连接部的周向间隔设置。多个凹槽的设计在于可以使得各自的连接管与各自的进水源一一对应，由此不同连接管内的出水压力的不同可以利用连接管位置的改变达到受力的平衡

根据本发明的一个示例，任意相邻两个凹槽之间通过连接槽连通，所述连接槽的横截面面积小于所述凹槽的横截面面积。通过设置连接槽可以避免部分连接管堵塞后导致所对应的凹槽内的压力持续偏高，即实现局部高压的分流。

根据本发明的一个示例，所述本体内设有中心孔，所述中心孔沿轴向贯穿连接部，且所述中心孔内设有一环形的挡片，挡片的外缘与中心孔孔内壁固定连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在泄水锥上设置连接管因此可以将水轮机上转轮内的积水泄压，达到减少压力的作用，并且通过凹槽的设计可以使得泄水锥在转动拧紧的过程中连接管可以通过凹槽始终与进水源连通，即与转轮上的管路连通。

附图说明

图1是本发明的泄水锥的结构示意图。

图2是本发明的泄水锥的右视示意图。

图3是本发明的泄水锥另一种结构的右视示意图。

其中，1、本体，1.1、前端面，1.2、后端面，1.3、导流面，2、连接部，3、凹槽，4、连接管，5、连接槽，6、中心孔，7、挡片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种水轮机用的泄水锥。

实施例一：

本发明提供一种水轮机用的泄水锥，它包括如图1所示的本体1，本体1的前端面1.1 的横截面面积小于后端面1.2的横截面面积，所述前端面1.1和后端面1.2之间通过导流面 1.3过渡连接，所述本体1的后端面1.2的中心位置沿轴向外凸形成一连接部2，所述本体 1的后端面1.2上位于连接部2外设有凹槽3，所述本体1内设有若干连接管4，连接管4 的一端与凹槽3连通，连接管4的另一端沿自身长度方向延伸至贯穿导流面1.3。

实施例二：

其基本机构与实施例一相同，区别在于：如图2所示的凹槽3沿连接部2的周向延伸形成环形凹槽。

实施例三：

其基本机构与实施例一相同，区别在于：如图3所示的凹槽3沿连接部2的周向延伸形成圆弧形的凹槽3，所述凹槽3为多个，全部的凹槽3沿连接部2的周向间隔设置。

实施例四：

其基本机构与实施例一相同，区别在于：任意相邻两个凹槽3之间通过连接槽5连通，所述连接槽5的横截面面积小于所述凹槽3的横截面面积。优选地，所述连接槽5的横截面面积等于1/4圆弧形凹槽3的横截面面积。这一设计的核心目的在于使得水轮机的转轮上单个管路对应泄水锥上的一个凹槽3，从而对应各自的连接管4，而多个连接管4在转轮内并非平行设计的，通过连接管4的错位分布以及连接管4出水端水流喷射方向与水平面之间的角度设计从而借助于不同连接管4内水压的不同调节转轮整体的力平衡。

实施例五：

其基本机构与实施例一相同，区别在于：所述本体1内设有中心孔6，所述中心孔6沿轴向贯穿连接部2，且所述中心孔6内设有一环形的挡片7，挡片7的外缘与中心孔6 孔内壁固定连接。

当然在泄水锥配套使用的过程中需要借助于转轮内的管路与转轮和蜗壳之间的间隙连通，达到引流泄流的目的，但是整体的转轮和蜗壳结构申请人已经另案申请，因此本发明申请中仅对于泄水锥的结构做出描述。

这里需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (2)

1.一种水轮机用的泄水锥，其特征在于：包括本体(1)，本体(1)的前端面(1.1)的横截面面积小于后端面(1.2)的横截面面积，所述前端面(1.1)和后端面(1.2)之间通过导流面(1.3)过渡连接，所述本体(1)的后端面(1.2)的中心位置沿轴向外凸形成一连接部(2)，所述本体(1)的后端面(1.2)上位于连接部(2)外设有凹槽(3)，所述本体(1)内设有若干连接管(4)，连接管(4)的一端与凹槽(3)连通，连接管(4)的另一端沿自身长度方向延伸至贯穿导流面(1.3)；

所述的凹槽(3)沿连接部(2)的周向延伸形成圆弧形的凹槽(3)，所述凹槽(3)为多个，全部的凹槽(3)沿连接部(2)的周向间隔设置；

任意相邻两个凹槽(3)之间通过连接槽(5)连通，所述连接槽(5)的横截面面积小于所述凹槽(3)的横截面面积；

任意两个连接管(4)的轴线不平行。

2.根据权利要求1所述的一种水轮机用的泄水锥，其特征在于：所述本体(1)内设有中心孔(6)，所述中心孔(6)沿轴向贯穿连接部(2)，且所述中心孔(6)内设有一环形的挡片(7)，挡片(7)的外缘与中心孔(6)孔内壁固定连接。

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