CN1715640A - 冲击式水轮机转轮 - Google Patents

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Abstract

一种冲击式水轮机转轮，其特点是在转轮的外圆至少设有一个箍，箍将相邻的水斗相互连接，所述的箍是圆形箍，设在转轮的最大半径处。其优点是在不改变传统冲击式转轮结构和生产流程的前提下，改变水斗受力状况，从根本上解决水斗根部应力集中，易产生疲劳裂纹进而扩展最后折断的问题，而且花费小、成本低、基本上不需要添加任何新的加工设备、加工周期短，适合中小型水轮机生产企业生产，低投入、高效益。

Description

冲击式水轮机转轮
技术领域
本发明是涉及水力发电设备技术领域，尤其是一种冲击式水轮机转轮。
背景技术
现有的冲击式水轮机转轮都是由轮盘和水斗构成，其结构主要有以下三种形式：1、整体式转轮，它在结构上是最简单的，具有较高的强度，运行安全可靠，重量也轻，但是由于其水斗排列密，因此铸造工艺极为复杂，铸造技术水平要求高，造价也高，水斗表面的加工很困难。并且当一个水斗发生破坏或者折断时，必须更换整个转轮。2、组合式转轮，它的水斗和轮辐是分别制造，然后用螺栓连接在一起。它具有简化铸造工艺、对铸造设备要求低的特点，但是强度上不及整铸轮的坚固可靠，当连接件有缺陷时，在射流的经常冲击下会发生连接件断裂，继而断斗的严重事故，危及人身及设备安全。3、铸焊式转轮，它的水斗和轮辐是分别铸造，然后焊接在一起。它具有组合式转轮的优点，又避免了组合式转轮组合结构削弱根部强度的缺点，强度也不比整铸结构差，但是焊接技术要求高，金属加工量大。上述的三种水轮机转轮都各有各的优缺点，但是由于冲击式水轮机转轮水斗的工作条件比较复杂，其受力为脉动应力，而且又有水下疲劳的问题存在，水斗的根部又是冲击式转轮的最高应力区，对于整铸转轮也是铸造缺陷最多的部位。往往会由于铸造缺陷或者水斗型线加工误差，将水流状态改变，引起空蚀；或者是由于疲劳产生裂纹等等，最终发生断斗的重大事故。针对冲击式水轮机转轮容易发生断斗的问题，国内的生产厂家和科研院所也都提出了一些技术解决方案，但是这些方案的效果都不明显。也有通过采用锻件做毛坯，用数控加工方法成型，或者转轮本体采用锻件制造，水斗部分用微焊方法堆焊而成的新方法进行制造，这些新方法在生产环节减少产品缺陷方面效果很好，但是材料利用率低、加工成本高、制造周期长，不太适合中小型水轮机生产企业，同时水斗疲劳问题也没有很好的解决。
由于工作条件恶劣，上述三种结构式的冲击式转轮均有可能发生转轮水斗断裂的严重事故。目前国内在冲击式水轮机转轮防断斗问题上普遍采用的技术手段为：采用好的制造工艺，尽是避免铸造缺陷，消除加工和焊接残余应力；加强产品检测，提早发现制造缺陷；使用中定期检测，提早发现疲劳裂纹，避免断裂。但这些技术手段造成材料利用率低、加工成本高、制造周期长。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够在不改变传统冲击式转轮结构和生产流程的前提下，改变水斗根部应力过于集中的状况，解决水斗使用疲劳的问题，达到防断斗效果，而且适合中小型水轮机生产企业生产，低投入、高效益的冲击式水轮机转轮。
本发明的解决方案是这样的：转轮的外圆为均布的水斗，在转轮的外圆至少设有一个箍，箍将相邻的水斗相互连接，使水斗的根部与转轮连接，水斗的头部用箍坚固的结构。在水流的冲击下，使得转轮的受力状况由水斗的根部受力转变为整个转轮受力，既加固、支撑了水斗，又分散了作用力。
本发明的优点是：在不改变传统冲击式转轮结构和生产流程的前提下，改变水斗受力状况，从根本上解决水斗根部应力集中，易产生疲劳裂纹进而扩展最后折断的问题，而且花费小、成本低、基本上不需要添加任何新的加工设备、加工周期短，适合中小型水轮机生产企业生产，低投入、高效益。
附图说明
附图是本发明的实施例。
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是附图1的A-A视图。
附图3是I的局部放大图。
具体实施方式
本实施例包括有转轮1、箍2、水斗3。
在转轮1的外圆至少设有一个箍2，箍2将相邻的水斗3相互连接。
在图1所示的本发明的实施例中，是以铸焊式结构冲击式转轮为例，外圆两边分别焊接一道箍2，所述的箍2是与水斗3的外边缘连接，并且设在转轮1的最大半径处，箍2是整体圆形箍。在制造的过程中，箍2的断面可以是任何形状和材料，只要强度满足要求，焊接性好就行了。箍2可以是整体焊接，也可以采用分段焊接的方式。焊好箍的转轮按常规生产工艺进行平衡。加上箍2后，在水流的冲击下，使得转轮的受力状况由水斗的根部受力转变为整个转轮受力，既加固、支撑了水斗，又分散了作用力。
在实际的制造过程中，所述的箍2也可以是分段式箍，分段连接后构成环形箍。
箍2也可以与水斗3的内边缘连接。
本发明可以应用在任何一种结构设计生产冲击式水轮机转轮上。

Claims (6)

1.一种冲击式水轮机转轮，转轮(1)的外圆为均布的水斗(3)，其特征在于在转轮(1)的外圆至少设有一个箍(2)，箍(2)将相邻的水斗(3)相互连接
2.根据权利要求1所述的冲击式水轮机转轮，其特征在于所述的箍(2)是与水斗(3)的外边缘连接。
3.根据权利要求1所述的冲击式水轮机转轮，其特征在于所述的箍(2)是与水斗(3)的内边缘连接。
4.根据权利要求2所述的冲击式水轮机转轮，其特征在于所述的箍(2)是设在转轮(1)的最大半径处。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的冲击式水轮机转轮，其特征在于所述的箍(2)是整体圆形箍。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的冲击式水轮机转轮，其特征在于所述的箍(2)是分段式箍，分段连接后构成环形箍。
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