CN112963286B - 一种水斗式水轮机射流位置测量结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水斗式水轮机射流位置测量结构，由轮盘、轴向测量块、径向测量块、喷嘴连杆构成。分别用塞尺测量喷嘴连杆外圆面与径向测量块、轴向测量块间的间隙，通过计算公式求得射流中心与水斗的相对空间位置尺寸。采用本发明所述的测量结构，可以准确射流相对水斗的空间位置，降低操作难度，提高测量的精度、重复性和可靠性。

Description

一种水斗式水轮机射流位置测量结构

技术领域

本发明涉及水斗式水轮机领域，尤其涉及一种水斗式水轮机射流位置测量结构。

背景技术

水斗式水轮机是利用水的高速射流能量推动转轮旋转做功发电，准确的射流位置是机组高效运行的可靠保证，射流位置偏差将直接影响水斗式水轮机的效率，甚至造成机组的振动和噪声，影响机组使用寿命。因此需要保证射流能够准确的喷射到水斗的正确位置上，而水斗式水轮机的直流喷管与转轮安装在相对独立的空间位置，很难准确的测量射流相对水斗的空间位置。目前，常采用U型管、直尺等测量射流位置，此方法测量结果误差大、精度低、重复性差。因此，迫切需要一种针对水斗式水轮机射流位置的测量结构，来解决射流相对于水斗轴向位置和径向位置的测量问题，提高测量精度和测量重复性。

如图1所示为水斗式水轮机工作原理俯视图，高速射流从喷嘴中射出，冲击到转轮上推动转轮旋转做功发电，为保证机组高效运行高速射流的中心到转轮旋转中心的距离应等于设计值R；图2所示为水斗式水轮机安装剖视图，图中显示转轮的两个水斗，转轮利用螺栓与轴承固定连接，水斗的分水刃与轴承的下端面共面，为保证机组高效运行高速射流的中心需与水斗的分水刃共面。为此，需要测量射流中心与轴承的径向距离和轴向距离，由于喷嘴和轴承位于空间中相互独立的位置且水斗表面形状复杂，故此无法直接测量喷嘴中心相对于轴承的位置。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种水斗式水轮机射流位置测量结构。本发明的技术方案为：由轮盘、轴向测量块、径向测量块、喷嘴连杆组成。所述的轮盘通过第二螺栓与轴承固定连接，轴向测量块通过第一螺栓与轮盘固定连接，径向测量块通过第三螺栓与轮盘固定连接，喷嘴连杆通过第四螺栓与喷嘴固定连接。

所述的轮盘旋转中心到径向测量块的外端面距离与喷嘴连杆外圆面半径之和小于射流中心到转轮旋转中心的设计距离，即m+r＜R；

式中：

m表示轮盘旋转中心到径向测量块的外端面距离，单位毫米；

r表示喷嘴连杆外圆面半径，单位毫米；

R表示射流中心到转轮旋转中心的设计距离，单位毫米。

在上述水斗式水轮机射流位置测量结构中，所述轮盘的旋转中心孔与轴承外圆面同轴。

在上述水斗式水轮机射流位置测量结构中，所述嘴连杆的中心线与喷嘴的中心线共线。

在上述水斗式水轮机射流位置测量结构中，所述轮盘的旋转中心线与径向测量块的外端面平行。

在上述水斗式水轮机射流位置测量结构中，所述轮盘的旋转中心线与轴向测量块的下端面垂直。

在上述水斗式水轮机射流位置测量结构中，所述轮盘的旋转中心孔底面与轴向测量块下端面共面。

本发明的有益技术效果是：

1.实现空间中射流相对于水斗径向尺寸的测量及射流相对与水斗轴向尺寸的测量，将空间中相对独立的两个部件联合在一起考虑。

2.保证测量结果的精度：使用塞尺测量间隙，并利用公式计算射流相对于水斗的轴向和径向距离，测量精度远大于U型管和直尺，使测量结果更加准确可靠。

3.消除人为因素对测量结果的影响：本测量结构中的喷嘴连杆与喷嘴间存在定位基准，轮盘与轴承间存在定位基准，有效的保证喷嘴连杆与喷嘴、轮盘与轴承的同轴度；测试人员将喷嘴连杆和轮盘安装完毕后，转动轮盘到适当位置即可测量喷嘴连杆与径向测量块、轴向测量块的间隙并计算出相应距离，避免不同测试人员因操作熟练程度不同造成的测量结果偏差。

附图说明

图1为水斗式水轮机工作原理图。

图2为水斗式水轮机安装剖视图。

图3为本发明结构的剖视图。

图4为本发明结构的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图3、图4所示，一种水斗式水轮机射流位置测量结构，轮盘4通过第二螺栓6与轴承5固定连接，轮盘4的旋转中心孔与轴承5外圆面同轴；轴向测量块2通过第一螺栓3与轮盘4固定连接，轮盘4的旋转中心孔底面与轴向测量块2下端面共面，轮盘4的旋转中心线与轴向测量块2的下端面垂直；径向测量块8通过第三螺栓7与轮盘4固定连接，轮盘4的旋转中心线与径向测量块8的外端面平行；喷嘴连杆1通过第四螺栓10与喷嘴9固定连接，喷嘴连杆1的中心线与喷嘴9的中心线共线。转动轮盘4到适当位置，用塞尺测量喷嘴连杆1远离喷嘴端外圆面到径向测量块8外端面的距离P，用塞尺测量喷嘴连杆1靠近喷嘴端外圆面到径向测量块8外端面的距离Q，当P≠Q时即喷嘴连杆1的中心线与轮盘4外圆面不相切；此时调整直流喷管安装位置使P＝Q即喷嘴连杆1的中心线与轮盘4外圆面相切，射流中心相对于转轮旋转中心的半径尺寸L计算公式如下：

L＝m+P+r

式中：

L表示射流中心到转轮旋转中心的距离，单位毫米；

m表示轮盘4旋转中心到径向测量块8外端面的距离，单位毫米；

P表示喷嘴连杆1远离喷嘴端外圆面到径向测量块8外端面的距离，单位毫米；

r表示喷嘴连杆1外圆面的半径，单位毫米；

使用以上测量方法同理测量其余射流中心到转轮旋转中心的距离，且同时满足轮盘4旋转中心到径向测量块8的外端面距离与喷嘴连杆1外圆面半径之和小于射流中心到转轮旋转中心的设计距离R，即m+r＜R。式中：

m表示轮盘4旋转中心到径向测量块8的外端面距离，单位毫米；

r表示喷嘴连杆1外圆面半径，单位毫米；

R表示射流中心到转轮旋转中心的设计距离，单位毫米；

此时用塞尺测量轴向测量块2下端面与喷嘴连杆1外圆面的轴向距离V，射流中心相对与轴承5下端面的轴向尺寸H计算公式如下：

H＝V+r

式中：

H表示射流中心到轴承5下端面的轴向距离，单位毫米；

r表示喷嘴连杆1外圆面的半径，单位毫米；

V表示喷嘴连杆1外圆面到轴向测量块2下端面的距离，单位毫米；

通过上述公式可以准确地计算出射流中心到转轮旋转中心的距离L和射流中心到轴承5下端面的轴向距离H。本测量结构的精度高，各连接部件间都存在定位关系，无需过多人工调整，故可消除人为因素对测量结果的影响，保证测量结果的可靠性和重复性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，由轮盘(4)、轴向测量块(2)、径向测量块(8)、喷嘴连杆(1)组成；所述轮盘(4)通过第二螺栓(6)与轴承(5)固定连接，轴向测量块(2)通过第一螺栓(3)与轮盘(4)固定连接，径向测量块(8)通过第三螺栓(7)与轮盘(4)固定连接，喷嘴连杆(1)通过第四螺栓(10)与喷嘴(9)固定连接,所述轮盘(4)旋转中心到径向测量块(8)的外端面距离与喷嘴连杆(1)外圆面半径之和小于射流中心到转轮旋转中心的设计距离R，即m+r＜R；

式中：

m表示轮盘(4)旋转中心到径向测量块(8)的外端面距离，单位毫米；

r表示喷嘴连杆(1)外圆面半径，单位毫米；

R表示射流中心到转轮旋转中心的设计距离，单位毫米。

2.根据权利要求1所述的一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，所述轮盘(4)的旋转中心孔与轴承(5)外圆面同轴。

3.根据权利要求1所述的一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，所述喷嘴连杆(1)的中心线与喷嘴(9)的中心线共线。

4.根据权利要求1所述的一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，所述轮盘(4)的旋转中心线与径向测量块(8)的外端面平行。

5.根据权利要求1所述的一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，所述轮盘(4)的旋转中心线与轴向测量块(2)的下端面垂直。

6.根据权利要求1所述的一种水斗式水轮机射流位置测量结构，其特征在于，所述轮盘(4)的旋转中心孔底面与轴向测量块(2)下端面共面。

Images