CN110671253A - 一种轴伸贯流转桨式水轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴伸贯流转桨式水轮机，包括进水部分，导水机构，前导轴承机构，前主轴，前主轴密封，转轮机构，转轮室，尾水锥管，S型尾水肘管，后主轴，后主轴密封机构和推力组合轴承，所述转轮室内径为球面形状，所述转轮机构的转轮桨叶为可转动式转轮桨叶，所述转轮机构的转轮桨叶外缘为球形，在国内是首次将水轮机定桨转轮设计成转桨转轮结构，使得轴伸贯流水轮机桨叶可以随水头、负荷的变化而保持协联动作的，即扩大了此类水轮机的运行范围，提高了水轮机的效率，又提高了机组的稳定性。

Description

一种轴伸贯流转桨式水轮机

技术领域

本发明涉及轴伸贯流式水轮机的设计和制造技术领域，尤其涉及一种轴伸贯流转桨式水轮机。

背景技术

贯流式水轮机是开发低水头水力资源的理想机型。贯流式机组由于土建工程量少，建设周期短、效率高、空蚀轻微、稳定性与可靠性良好等有利条件，近年来发展很快，有取代轴流机组的趋势。常见的贯流式水轮机可分为半贯流式和全贯流式两类，其中半贯流又可分成轴伸贯流式、竖井贯流式和灯泡贯流式三种，大中型水电站多采用灯泡贯流式，小型水电站多采用轴伸贯流式。

轴伸贯流式水轮机它采用水平布置的“S”型流道，具有较高的过流能力，在同样的过流面积时，单位流量较轴流式大，相应地比转速也较高。所以在水头和功率相同的条件下，轴伸贯流式水轮机直径要比轴流水轮机小10％。

轴伸贯流式水轮机是水平轴向布置的，水流是平行水轮机主轴流向转轮的，可以将导水机构布置在靠近转轮桨叶的位置上，从而可以充分控制转轮入处口的水流条件，使转轮具有更佳的抗气蚀性能。

水轮机通过较长的轴从S型尾水肘管伸出，与布置在流道外部的发电机联接，使得发电机布置在流道外，故对发电机无任何特殊要求，因而可以采用普通的发电机，这样便降低了发电机的造价，同时可根据需要适当增加发电机的转动惯量，从而提高机组的稳定性。即使在超低水头资源开发时，水轮机的转速极低，也可以通过行星齿轮曾速器与发电机联接，来提高发电机的转速，从而也能够解决了因超低水头而使发电机机座特别大的问题，而这种布置形式具有结构紧凑、安装维护方便等优点。

轴伸贯流式水轮机的布置是轴向贯通的，形状简单，施工方便，机组采用卧轴布置，所以缩短了机组高度和间距，机组结构紧凑，简化了厂房结构，减少了厂房的土建工程量，缩短了建设周期，一般情况下土建费用可以节省20％～30％。

正是由于上述的众多优点，轴伸贯流式水轮机技术在国内已经广泛应用。但是国内已运行的轴伸贯流式水轮机多采用定桨式转轮，且水轮机转轮直径D1一般都小于3m。

定桨式转轮的轴伸贯流式水轮机目前存在以下几点不足点：1、转轮直径较小，转轮桨叶多为定桨结构，转轮桨叶角度固定不变，当水轮机的水头与负荷变化时，水轮机的效率下降快，降低了轴伸贯流式水轮机的技术优势。

2、主轴密封为有压接触式的密封结构，对清水电站尚可，对于多泥沙电站则是不合适的，主轴会很快地磨损。

3、前导轴承的结构复杂，制造成本高，安装维护难度大。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所提供的一种轴伸贯流转桨式水轮机，在国内是首次将水轮机定桨转轮设计成转桨转轮结构，使得轴伸贯流水轮机桨叶可以随水头、负荷的变化而保持协联动作的，即扩大了此类水轮机的运行范围，提高了水轮机的效率，又提高了机组的稳定性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种轴伸贯流转桨式水轮机，包括进水部分，导水机构，前导轴承机构，前主轴，前主轴密封，转轮机构，转轮室，尾水锥管，S型尾水肘管，后主轴，后主轴密封机构和推力组合轴承，所述转轮室内径为球面形状，所述转轮机构的转轮桨叶为可转动式转轮桨叶，所述转轮机构的转轮桨叶外缘为球形。

具体的，所述转轮机构包括转轮桨叶，转轮桨叶密封件，转轮体，叉头，操作架，连杆和转臂，所述转轮桨叶密封件通过密封压板和固定螺栓固定在所述转轮体上，所述前主轴与所述转轮体的前端连接，所述后主轴与所述转轮体的后端连接，所述转轮桨叶，转轮桨叶密封件，叉头，操作架，连杆和转臂设置在所述转轮体内部，所述转轮桨叶，转臂，连杆，叉头和操作架之间传动连接，还包括与所述操作架连接的外置式转轮接力器，所述外置式转轮接力器用于驱动所述转轮桨叶转动。

上述技术提供的轴伸贯流转桨式水轮机，在国内是首次将水轮机定桨转轮设计成转桨转轮结构，使得轴伸贯流水轮机桨叶可以随水头、负荷的变化而保持协联动作的，即扩大了此类水轮机的运行范围，提高了水轮机的效率，又提高了机组的稳定性。

上述技术提供的轴伸贯流转桨式水轮机转轮，因转轮直径小，采用拉杆结构带动转轮桨叶转动的结构，解决了此类水轮机转轮体内部结构布置困难的问题，使得小直径的转轮做成转桨式结构成为可能。

上述技术提供的轴伸贯流转桨式水轮机设置有转轮桨叶密封件，该转轮桨叶密封件通过密封压板和固定螺栓固定在转轮体上，因此转轮体内腔为无油的空腔，在实现转轮桨叶自由旋转的同时，转轮体内部无压力油，使得轴伸贯流转桨式水轮机更环保。

上述技术提供的轴伸贯流转桨式水轮机采用拉杆结构带动转轮桨叶转动的结构，转轮体结构简化，易加工，安装检修方便，制造成本低，特别适合轴伸贯流式水轮机。

在其中一个实施例中，所述外置式转轮接力器包括活塞杆，接力器座，活塞，接力器盖和旋转接头式受油器，所述前主轴、接力器座、接力器盖和旋转接头式受油器依次首尾相连，所述接力器座与所述前主轴通过螺纹连接方式连接，所述接力器座与所述前主轴连接处设置有接力器密封件，所述前主轴为空心轴，所述活塞杆可活动的设置在所述前主轴内部的空腔内，所述接力器座内部设置有沿其轴线方向的空腔，所述活塞可活动的设置在所述接力器座内部的空腔内，所述活塞杆一端与所述操作架连接，另一端与所述活塞连接，位于所述活塞前后两端的接力器座的侧壁上分别设置有进油口，所述进油口通过管道与所述旋转接头式受油器的出油口连通。

具体的，所述旋转接头式受油器包括与所述接力器盖连接的动环；通过两轴承与所述动环旋转连接的静环；与所述静环连接的第一油管、第二油管、第三油管；位于动环与静环之间，分别与所述第一油管、第二油管、第三油管连通的第一油腔、第二油腔、第三油腔；位于所述动环内分别与所述第一油腔、第二油腔、第三油腔连通的第一操作油管、第二操作油管、第三操作油管；所述第一操作油管与位于所述活塞前端的接力器座的侧壁上的进油口连通，所述第三操作油管与位于所述活塞后端的接力器座的侧壁上的进油口连通，所述第二操作油管与所述旋转接头式受油器的保压腔连通。

上述技术采用了(《一种转桨式水轮机受油器及具有该受油器结构的转桨式水轮机》ZL201620752089.1)的关键技术：其旋转接头式受油器是一体式的，取消了传统的浮动瓦结构，受油器集成设计成一个单独零件，在旋转接头式受油器内完成相应油口的进出油动作。

旋转接头式受油器内、外环组成，内环是动环，随机组同步旋转运动；外环是静环，从外部接压力油源，外环是静止不动。内、外环采用滚动轴承结构联接，热套成一个独立整体的零部件，通过内、外环可分割出二个空腔，腔体之间采用轴向密封结构，保证二个空腔之间不窜油；此二个空腔通过外环上固定的进油口，可以在内环旋转的同时，360°无间断地承接从外环导入的压力油，压力油源顺着内环上的二个油路，分别与位于活塞前端和后端的接力器座的侧壁上的进油口连通，进而控制活塞左右移动并带动与活塞连接的活塞杆左右移动，进而控制与活塞杆连接的转轮桨叶的操作架移动，使得转轮桨叶可以正、反向转动，以适应水轮机的负载与水头的动态匹配要求，从而保证水轮机一直处于高效区运行。

在轴伸贯流式水轮机结构中，位于机组流道前面的灯泡体比较小，通常只能布置导轴承与主轴密封件，灯泡体内的操作空间狭小，传统的受油器结构是无法布置的，但是利用旋转接头式受油器结构，大大缩小了受油器的外形尺寸，使得受油器体积得以在灯泡体内布置得下，这样将转轮接力器放置在灯泡体里，转轮接力器的结构直接连接前主轴，与主轴合成一体同步运行，转轮接力器上接旋转接头式受油器，下接转轮，结构紧凑，布局合理。

通过在接力器座与前主轴连接处设置有接力器密封件，使得外置转轮接力器腔是全密封的，压力油只在外置转轮接力器中工作，保证了前主轴和转轮的内部均是无油，此结构设计提高了轴伸贯流转桨式水轮机的环保水平，更加符合开发绿色水电、保护环境的目的。

在其中一个实施例中，所述前主轴的内腔的前后两端处分别设置有导向轴套，转轮接力器通过活塞杆，直接推动轴伸贯流转桨式转轮的操作架，直接对控制转轮操作机构运动，相应地，为保证操作架前后运动路线轨迹不变，需要设计导向结构，而在本发明的技术中，在转轮接力器的活塞杆穿过主轴内径时，前主轴设置了二道导向轴套，直接将活塞杆运动路线固定下来，不需要再设计另外的导向结构了。

在其中一个实施例中，所述前导轴承机构包括进油管，排油管，前轴承盖，导轴承，后轴承盖和弹性轴承支撑，所述导轴承的轴瓦套装在所述前主轴上，所述弹性轴承支撑为120度的扇形结构，所述弹性轴承支撑的下端刚性固定在轴伸贯流式水轮机的座环上，所述弹性轴承支撑的上端弹性地支撑所述导轴承的轴瓦。

上述技术方案采用弹性轴承支撑结构，与采用球面的自动调心式轴承结构一样，实现了前主轴的自动调心功能。采用弹性轴承支撑结构的技术原理新颖，且导轴承的结构布置简洁。

与传统的导轴承相比，上述技术方案中的导轴承的结构布置更为紧凑，安装空间小，更适合轴伸贯流式水轮机灯泡体内部空间狭小的特点，提高了机组的安装维护性能。

与传统的导轴承相比，上述技术方案中的导轴承的结构简单，零件数量少，且无分半的球面轴承座，制造加工成本大幅降低。

在其中一个实施例中，所述后主轴密封机构包括主轴护套，检修密封件，密封座，工作密封件，密封盖，甩水环和轴向密封托环，所述工作密封件采用线接触的弹性密封结构，所述工作密封件采用复合材料PU一体成型，所述工作密封件依靠自身张力包裹住套装在所述后主轴上的主轴护套以实现密封作用。

通常情况下，填料密封需要填满密封腔，且需要对填料施以有一定的外部压力，以保持主轴与主轴密封的间隙足够小，因此在机组运行时，填料密封与主轴一直是在做磨擦运动的，对主轴的损伤是显而易见的。上述技术方案中的工作密封件与旋转的后主轴成线接触状态，与后主轴的磨擦轻微，对后主轴的损伤小。

在其中一个实施例中，所述主轴密封结构采用三道所述工作密封，并在三道工作密封之间分别设置有一道轴向密封托环。

上述技术方案中的主轴密封结构采用布置三道工作密封件，并在三道工作密封件之间各设置一道轴向密封托环，从背后支撑工作密封件，增加工作密封件的张力，以起到更好的密封作用。

在其中一个实施例中，所述检修密封件采用“心”型的一体式检修密封结构，所述检修密封件采用复合材料一体成型。

上述技术方案中的检修密封件采用“心”型的一体式检修密封结构，检修密封件采用复合材料一体成型，检修密封件按需要截取，并粘成一圈即可使用，使用维护简单。机组检修时，在外部气压的作用下，抱住主轴外径，起到封水的作用。

在其中一个实施例中，所述主轴护套表面上喷涂有硬陶瓷，通过在主轴护套表面喷涂硬陶瓷，使得其表面硬度高，耐磨、防泥沙。

附图说明

图1为本发明一个实施例的总体结构示意图；

图2为本发明一个实施例中转轮机构的剖视结构示意图；

图3为图2中的K向视图的局部放大结构示意图；

图4为图2中的转轮桨叶密封件处的剖视结构示意图；

图5为本发明一个实施例中外置式转轮接力器的剖视结构示意图；

图6为图5中的旋转接头式受油器的主视局部剖视结构示意图；

图7为图5中的旋转接头式受油器的内部结构示意图；

图8为本发明一个实施例中前导轴承机构的剖视结构示意图；

图9为图8的侧向结构示意图；

图10为本发明一个实施例中后主轴密封机构的剖视结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、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。

如图1-图10所示，为了便于描述，本发明中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；

如图1和图2所示，一种轴伸贯流转桨式水轮机，包括进水部分1，导水机构4，前导轴承机构3，前主轴13，前主轴密封12，转轮机构5，转轮室6，尾水锥管7，S型尾水肘管8，后主轴10，后主轴密封机构9和推力组合轴承11，转轮室6内径为球面形状，转轮机构5的转轮桨叶5-1为可转动式转轮桨叶，转轮机构5的转轮桨叶外缘为球形。

如图2-4所示，具体的，转轮机构5包括转轮桨叶5-1，转轮桨叶密封件5-2，转轮体5-3，叉头5-4，操作架5-5，连杆5-8和转臂5-10，转轮桨叶密封件5-2通过密封压板5-11和固定螺栓固定在转轮体5-3上，前主轴13与转轮体5-2的前端连接，后主轴10与转轮体5-3的后端连接，转轮桨叶2-1，转轮桨叶密封件5-2，叉头5-4，操作架5-5，连杆5-8和转臂5-10设置在转轮体5-2内部，转轮桨叶5-1，转臂5-10，连杆5-8，叉头5-4和操作架5-5之间传动连接，还包括与操作架5-5连接的外置式转轮接力器2，外置式转轮接力器2用于驱动转轮桨叶5-1转动。

如图5-7所示，具体的，外置式转轮接力器2包括活塞杆2-1，接力器座2-3，活塞2-4，接力器盖2-5和旋转接头式受油器2-6，前主轴13、接力器座2-3、接力器盖2-5和旋转接头式受油器2-6依次首尾相连，接力器座2-3与前主轴13通过螺纹连接方式连接，接力器座2-3与前主轴13连接处设置有接力器密封件2-2，前主轴13为空心轴，活塞杆2-1可活动的设置在前主轴13内部的空腔内，接力器座2-3内部设置有沿其轴线方向的空腔，活塞2-4可活动的设置在接力器座2-3内部的空腔内，活塞杆2-1一端与操作架5-5连接，另一端与活塞2-4连接，位于活塞2-4前后两端的接力器座2-3的侧壁上分别设置有进油口，接力器座2-3的侧壁上的进油口通过管道与旋转接头式受油器2-6的出油口连通。

具体的，旋转接头式受油器2-6包括与接力器盖2-5连接的动环2-6-10；通过两轴承与动环2-6-10旋转连接的静环2-6-11；与静环2-6-11连接的第一油管2-6-2、第二油管2-6-3、第三油管2-6-4；位于动环2-6-10与静环2-6-11之间，分别与第一油管2-6-2、第二油管2-6-3、第三油管2-6-4连通的第一油腔、第二油腔、第三油腔；位于动环2-6-10内分别与第一油腔、第二油腔、第三油腔连通的第一操作油管2-6-5、第二操作油管2-6-6、第三操作油管2-6-7；第一操作油管2-6-5与位于活塞2-4前端的接力器座2-5的侧壁上的进油口连通，第三操作油管2-6-7与位于活塞2-4后端的接力器座2-5的侧壁上的进油口连通，第二操作油管2-6-6与旋转接头式受油器2-6的保压腔连通。

在机组旋转运行的过程中，通过接力器盖2-5与接力器座2-3的连通管路，利用旋转接头式受油器20将压力油源，输送到活塞2-4两端的工作腔中，可以实现压力油推动活塞2-4作往返运动，活塞杆2-1在活塞2-4的带动下，做前后运动；转轮桨叶5-1的运动机构由操作架5-5、叉头5-4、连杆5-8和转臂5-10组成，在活塞杆2-1的作用下，将活塞杆2-1的前后运动，传递到与活塞杆2-1刚性连接的操作架5-5，带动操作架5-5共同作前后运动，如图3所述，操作架5-5通过一组叉头5-4、一组连杆5-8和一组转臂5-10与转轮桨叶5-1刚性连接，将叉头5-4的前后运动，转化成连杆5-8拖或推动转轮桨叶5-1围绕转轮桨叶5-1的中心线作一定角度的旋转运动，从而实现了轴伸贯流式水轮机的转轮桨叶5-1可随水头、负荷的变化而保持协联动作，因而扩大了轴伸贯流式水轮机的运行范围广，水能利用效率高，机组稳定性好。

对于此轴伸贯流转桨式水轮机组来说，因为操作转轮桨叶5-1的动力机构不在转轮体5-3内布置，因此转轮体5-3和前主轴13内部不存在的压力油系统，从而实现了转轮体内5-3无压力油，因此转轮机构5不会对河道的水质造成污染，使机组更绿色环保，提高了机组的环保水平，使得推广轴伸贯流转桨式水轮机组更具经济技术优势。

为防止流道的水倒灌到转轮体5-3内，转轮桨叶5-1与转轮体5-3相连处设置桨叶密封件5-2，如图4所示，此时桨叶密封件5-2的作用是将转轮体5-3内部空腔和转轮体5-3外部的水隔绝。此密封仅需要阻止水流(和泥沙杂质)进入转轮体5-3内部即可，防止河水锈蚀转轮桨叶5-1的运动机构。

优选的，前主轴13的内腔的前后两端处分别设置有导向轴套2-2，在转轮接力器2的活塞杆2-1穿过前主轴13内部时，前主轴13内部通过设置了二道导向轴套2-2，直接将活塞杆2-1运动路线固定下来，不需要再设计另外的导向结构了。

如图8和9所示，优选的，前导轴承机构3包括进油管3-1，排油管3-2，前轴承盖3-3，导轴承3-4，后轴承盖3-5和弹性轴承支撑3-6，导轴承3-4的轴瓦套装在前主轴13上，弹性轴承支撑3-6为120度的扇形结构，弹性轴承支撑3-6的下端刚性固定在轴伸贯流式水轮机的座环上，弹性轴承支撑3-6的上端弹性地支撑导轴承3-4的轴瓦。

采用弹性轴承支撑3-6，可以使径向的导轴承3-4的轴瓦可以随着前主轴13的挠动而同步变形移动，从而实现了前主轴13具有一定的自动调心的目的。

前导轴承机构3的工作原理是：润滑油从高位油箱流出，进入进油管3-1直接流到导轴承3-4的轴瓦中，冷却并润滑导轴承3-4的轴瓦后，从导轴承3-4的轴瓦的两侧流出，导轴承3-4的轴瓦的两侧布置前轴承盖3-3和后轴承盖3-5，从导轴承3-4的轴瓦两侧流出的滑润油，在旋转的前主轴13的甩油环作用下，落入到前轴承盖3-3和后轴承盖3-5内，通过前轴承盖3-3和后轴承盖3-5的排油管3-2排到机组下部的集油箱中，润滑油通过集油箱冷却过滤后，泵到高位油箱，再次进入上述滑润油的循环往复运动中。

前轴承盖3-3和后轴承盖3-5均带挡油圈，防止润滑油从轴承端盖的二侧泄漏出去。

如图10所述，优选的，后主轴密封机构9包括主轴护套9-1，检修密封件9-2，密封座9-3，工作密封件9-4，密封盖9-5，甩水环9-6和轴向密封托环9-7，工作密封件9-4采用线接触的弹性密封结构，工作密封件9-4采用复合材料PU一体成型，工作密封件9-4依靠自身张力包裹住套装在后主轴10上的主轴护套9-1以实现密封作用。

上述技术方案中的工作密封件9-4与旋转的后主轴10成线接触状态，与后主轴10的磨擦轻微，对后主轴10的损伤小。

工作密封件9-4与旋转的后主轴10成线接触状态，与后主轴10的磨擦轻微，发热量小，利用泄漏水冷却即可，不需要额外通润滑冷却水，密封的可靠性更高。

优选的，主轴密封结构9采用三道工作密封9-4，并在三道工作密封9-4之间分别设置有一道轴向密封托环9-7，从背后支撑工作密封件9-4，增加工作密封件9-4的张力，以起到更好的密封作用。

优选的，检修密封件9-2采用“心”型的一体式检修密封结构，检修密封件9-2采用复合材料一体成型，检修密封件9-2按需要截取，并粘成一圈即可使用，使用维护简单。机组检修时，在外部气压的作用下，检修密封件9-2抱住后主轴10外径，起到封水的作用。

优选的，主轴护套9-1表面上喷涂有硬陶瓷，通过在主轴护套9-1表面喷涂硬陶瓷，提高了主轴护套9-1外表面的硬度与光洁度，大大减少工作密封9-4对后主轴10产生损伤，从而延长后主轴10的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种轴伸贯流转桨式水轮机，包括进水部分，导水机构，前导轴承机构，前主轴，前主轴密封，转轮机构，转轮室，尾水锥管，S型尾水肘管，后主轴，后主轴密封机构和推力组合轴承，其特征在于，所述转轮室内径为球面形状，所述转轮机构的转轮桨叶为可转动式转轮桨叶，所述转轮机构的转轮桨叶外缘为球形。

2.根据权利要求1所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述转轮机构包括转轮桨叶，转轮桨叶密封件，转轮体，叉头，操作架，连杆和转臂，所述转轮桨叶密封件通过密封压板和固定螺栓固定在所述转轮体上，所述前主轴与所述转轮体的前端连接，所述后主轴与所述转轮体的后端连接，所述转轮桨叶，转轮桨叶密封件，叉头，操作架，连杆和转臂设置在所述转轮体内部，所述转轮桨叶，转臂，连杆，叉头和操作架之间传动连接，还包括与所述操作架连接的外置式转轮接力器，所述外置式转轮接力器用于驱动所述转轮桨叶转动。

3.根据权利要求2所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述外置式转轮接力器包括活塞杆，接力器座，活塞，接力器盖和旋转接头式受油器，所述前主轴、接力器座、接力器盖和旋转接头式受油器依次首尾相连，所述接力器座与所述前主轴通过螺纹连接方式连接，所述接力器座与所述前主轴连接处设置有接力器密封件，所述前主轴为空心轴，所述活塞杆可活动的设置在所述前主轴内部的空腔内，所述接力器座内部设置有沿其轴线方向的空腔，所述活塞可活动的设置在所述接力器座内部的空腔内，所述活塞杆一端与所述操作架连接，另一端与所述活塞连接，位于所述活塞前后两端的接力器座的侧壁上分别设置有进油口，所述进油口通过管道与所述旋转接头式受油器的出油口连通。

4.根据权利要求3所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述旋转接头式受油器包括与所述接力器盖连接的动环，通过两轴承与所述动环旋转连接的静环；与所述静环连接的第一油管、第二油管、第三油管；位于动环与静环之间，分别与所述第一油管、第二油管、第三油管连通的第一油腔、第二油腔、第三油腔；位于所述动环内分别与所述第一油腔、第二油腔、第三油腔连通的第一操作油管、第二操作油管、第三操作油管；所述第一操作油管与位于所述活塞前端的接力器座的侧壁上的进油口连通，所述第三操作油管与位于所述活塞后端的接力器座的侧壁上的进油口连通，所述第二操作油管与所述旋转接头式受油器的保压腔连通。

5.根据权利要求3所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述前主轴的内腔的前后两端处分别设置有导向轴套。

6.根据权利要求1所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述前导轴承机构包括进油管，排油管，前轴承盖，导轴承，后轴承盖和弹性轴承支撑，所述导轴承的轴瓦套装在所述前主轴上，所述弹性轴承支撑为120度的扇形结构，所述弹性轴承支撑的下端刚性固定在轴伸贯流式水轮机的座环上，所述弹性轴承支撑的上端弹性地支撑所述导轴承的轴瓦。

7.根据权利要求1所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述后主轴密封机构包括主轴护套，检修密封件，密封座，工作密封件，密封盖，甩水环和轴向密封托环，所述工作密封件采用线接触的弹性密封结构，所述工作密封件采用复合材料PU一体成型，所述工作密封件依靠自身张力包裹住套装在所述后主轴上的主轴护套以实现密封作用。

8.根据权利要求7所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述主轴密封结构采用三道所述工作密封，并在三道工作密封之间分别设置有一道轴向密封托环。

9.根据权利要求7所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述检修密封件采用“心”型的一体式检修密封结构，所述检修密封件采用复合材料一体成型。

10.根据权利要求7所述的一种轴伸贯流转桨式水轮机，其特征在于，所述主轴护套表面上喷涂有硬陶瓷。

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