CN211549883U - 一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，所述补强结构包括沿着流道管壁上蜗壳或球阀的进人门边缘设置的椭圆形补强板，所述椭圆形补强板按照流道管壁的曲率沿环向滚压成型焊接在流道管壁上。由于椭圆形结构比圆形结构的应力集中系数较低，且不存在圆形补强板单边角焊或塞焊造成的刚度损失的问题，相同条件下蜗壳或球阀进人门的强度疲劳等安全性问题得到极大改善，补强结构与流道管壁的连接形式更为可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及水轮机设备的技术领域，更具体地讲，涉及一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构。
背景技术
图1A和图1B分别示出了现有技术中蜗壳延伸段进人门的圆形补强结构的侧视和主视结构示意图，图1C示出了现有技术中圆形补强结构与流道管壁之间的焊缝形式。如图1A至图1C所示，现有的蜗壳或球阀进人门1都开设在流道管壁3上，压力管道上开孔会破坏原结构的刚度，为了弥补结构的刚度损失一般采用等面积补强，补强结构都为圆形补强板2，并沿环向按流道管壁3曲率滚压成形，圆形补强结构内侧和外侧边缘与管壁进行单边角焊形成单边角焊缝4。
实际设计校核阶段发现，这种圆形补强结构在流道设计压力下，进人门附近变形和应力都偏大，甚至超出了许用应力，而且由于圆形补强板只进行了内侧和外侧边缘的单边角焊，补强板中间与管壁并未紧密连接，造成圆形补强板补强刚度低于设计值，进人门的安全性存在隐患。为了满足相关安全性的要求，圆形补强板不得不设计的更大更厚，但是要受到空间尺寸、成型工艺和焊接工艺的限制。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提出一种能够改善强度疲劳等安全性问题的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构。
本实用新型提供了一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，所述补强结构包括沿着流道管壁上蜗壳或球阀的进人门边缘设置的椭圆形补强板，所述椭圆形补强板按照流道管壁的曲率沿环向滚压成型焊接在流道管壁上。
根据本实用新型蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的一个实施例，所述椭圆形补强板的短轴沿着流道的轴向摆放且长轴方向沿着流道的环向摆放。
根据本实用新型蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的一个实施例，所述椭圆形补强板与流道管壁之间通过K形坡口焊缝连接，椭圆形补强板的内面充当部分流道面。
根据本实用新型蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的一个实施例，所述椭圆形补强板的厚度为60～150mm。
根据本实用新型蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的一个实施例，所述椭圆形补强板采用等面积补强法补强或大于等面积要求补强。
由于椭圆形结构比圆形结构的应力集中系数较低，且不存在圆形补强板单边角焊或塞焊造成的刚度损失的问题，相同条件下蜗壳或球阀进人门的强度疲劳等安全性问题得到极大改善，补强结构与流道管壁的连接形式更为可靠。
附图说明
图1A和图1B分别示出了现有技术中蜗壳延伸段进人门的圆形补强结构的侧视和主视结构示意图，图1C示出了现有技术中圆形补强结构与流道管壁之间的焊缝形式。
图2示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的侧视结构示意图。
图3示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的主视结构示意图。
图4示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构与流道管壁之间的焊缝形式。
图5A至图5C分别示出了对比例1中圆形补强结构一的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图。
图6A至图6C分别示出了对比例2中圆形补强结构二的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图。
图7A至图7C分别示出了实施例中椭圆形补强结构的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图。
附图标记说明：
1-进人门、2-圆形补强板、3-流道管壁、4-单边角焊缝、5-椭圆形补强板、6-K形坡口焊缝。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
图2示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的侧视结构示意图，图3示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构的主视结构示意图，图4示出了根据本实用新型示例性实施例的蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构与流道管壁之间的焊缝形式。
如图2至图4所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构包括沿着流道管壁3上蜗壳或球阀的进人门1边缘设置的椭圆形补强板5，椭圆形补强板5按照流道管壁的曲率沿环向滚压成型焊接在流道管壁3上。
优选地，椭圆形补强板5的短轴沿着流道的轴向摆放且长轴方向沿着流道的环向摆放。椭圆形补强结构的厚度按强度需要选取，例如，椭圆形补强板的厚度可以为60～150mm。
并且，将椭圆形补强板5与流道管壁3之间通过K形坡口焊缝6连接，椭圆形补强板5的内面充当部分流道面。此外，椭圆形补强板5采用等面积补强法补强或大于等面积要求补强，即椭圆形补强板5的补强面积根据等面积补强法或大于等面积补强要求设置。
由于椭圆形结构比圆形结构的应力集中系数较低，且不存在圆形补强板单边角焊或塞焊造成的刚度损失的问题，相同条件下蜗壳或球阀进人门的强度疲劳等安全性问题得到极大改善。
下面结合实施例和对比例对本实用新型作进一步说明。
实施例采用本实用新型的椭圆形补强结构，对比例1和对比例2采用不同补强面积的圆形补强结构。
某机组A的蜗壳进人门有限元对比分析计算，流道内压力一致，流道管壁厚度为60mm，圆形补强结构的厚度为60mm，椭圆形补强结构的厚度为120mm，圆形补强结构和椭圆形补强结构补强部位的总厚度一致，实施例和对比例的各方案统计结果如表1所示。
图5A至图5C分别示出了对比例中圆形补强结构一的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图，图6A至图6C分别示出了对比例中圆形补强结构二的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图，图7A至图7C分别示出了实施例中椭圆形补强结构的结构图及其变形状态和等效应力的有限元对比分析计算图。
表1各方案统计结果
由图和表可以看出，蜗壳或球阀进人门等效应力达到相同的水平时，椭圆形补强结构的进人门变形要小于圆形补强结构的进人门变形；椭圆形补强结构的补强材料仅为圆形补强结构材料的59.7％，节约了材料成本和焊接成本，具有极大的改进。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (5)
1.一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，其特征在于，所述补强结构包括沿着流道管壁上蜗壳或球阀的进人门边缘设置的椭圆形补强板，所述椭圆形补强板按照流道管壁的曲率沿环向滚压成型焊接在流道管壁上。
2.根据权利要求1所述蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，其特征在于，所述椭圆形补强板的短轴沿着流道的轴向摆放且长轴方向沿着流道的环向摆放。
3.根据权利要求1所述蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，其特征在于，所述椭圆形补强板与流道管壁之间通过K形坡口焊缝连接，椭圆形补强板的内面充当部分流道面。
4.根据权利要求1所述蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，其特征在于，所述椭圆形补强板的厚度为60～150mm。
5.根据权利要求1所述蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构，其特征在于，所述椭圆形补强板采用等面积补强法补强或大于等面积要求补强。
Priority Applications (1)
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| CN201922154147.7U CN211549883U (zh) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | 一种蜗壳或球阀进人门椭圆形补强结构 |
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2019
- 2019-12-05 CN CN201922154147.7U patent/CN211549883U/zh active Active
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