一种轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构

技术领域

本发明涉及水轮机相关技术领域，尤其是指一种轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构。

背景技术

水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

现有的水轮机转轮室常为多瓣式结构，一般由多个瓦片状的转轮室瓣体构成，相邻两个转轮室瓣体的相对部位对接后通过螺栓紧固，从而形成圆筒状的转轮室。然而，现有的水轮机转轮室由于其转轮室瓣体的结构尺寸较大，在进行相互对接组装时不方便对转轮室瓣体的位置进行微调，使得其对接精度得到难以保证，导致组装效率低下。

综上所述，目前需要一种能够提高对接精度，提升组装效率的轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中由于其转轮室瓣体的结构尺寸较大，在进行相互对接组装时不方便对转轮室瓣体的位置进行微调，使得其对接精度得到难以保证，导致组装效率低下的不足，提供了一种能够提高对接精度，提升组装效率的轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构，包括左瓣体、右瓣体和连接板，所述左瓣体的其中一侧固定有插条，所述右瓣体的其中一侧设置有与插条相匹配的插槽，所述左瓣体的其中一侧通过插条和插槽的配合与右瓣体的其中一侧相连接，所述插条与插槽之间设有插条锁定装置，所述连接板上固定有补偿体，所述补偿体置于左瓣体的另一侧和右瓣体的另一侧之间，所述左瓣体、右瓣体和补偿体共同组成圆筒形转轮室，所述左瓣体的另一侧设有插孔一，所述连接板上固定有与插孔一相匹配的插杆一，所述右瓣体的另一侧设有插孔二，所述插孔一的中轴线与插孔二的中轴线呈锐角设置，所述补偿体、所述左瓣体另一侧的侧面、所述右瓣体另一侧的侧面均与所述插孔一的中轴线相平行，所述连接板上设置有与插孔二相匹配的连接板插孔，所述插孔二和连接板插孔之间通过插杆二相连接，所述连接板上设有与插杆二相匹配的插杆锁定装置。

组装时，将左瓣体的插条插入右瓣体的插槽中并通过插条锁定装置固定，以实现左瓣体的其中一侧与右瓣体的其中一侧之间的对接，之后将连接板的插杆一插入左瓣体的插孔一中，此时插孔二与连接板插孔相重合，且连接板上的补偿体插接在左瓣体的另一侧与右瓣体的另一侧之间，以构成圆筒形转轮室，最后将插杆二插入插孔二和连接板插孔中并通过插杆锁定装置固定，完成组装。通过插条和插槽的导向配合，提高了左瓣体与右瓣体之间的对接精度，提升了组装效率。通过插杆一和插杆二的配合设计，提高了补偿体与左瓣体、右瓣体之间的对接精度，提升了组装效率，同时提升了结构的稳定性，且组装过程中仅对插杆二进行固定即可，提升了组装操作的便捷性。

作为优选，所述插条的内部设有空腔，所述空腔的相对的两侧壁上均设有侧通孔，所述插条锁定装置包括置于侧通孔内的锁块，两个锁块之间通过弹簧一相连接，所述锁块上设有锁齿条一，所述锁齿条一置于锁块正对插槽内壁的一面上，所述锁齿条一上的斜齿自齿根到齿顶朝着左瓣体的方向倾斜，所述插槽的内壁上设有与锁齿条一相匹配的锁齿条二。弹簧一起到两个锁块的连接作用。通过锁块上的锁齿条一和插槽内壁上的锁齿条二的相互配合，实现了对插条的单向锁止，有效的避免了因转轮机工作时的振动而导致插条从插槽中脱出，从而提高了左瓣体和右瓣体之间的连接强度。

作为优选，所述插槽的槽口处设置有内圆角一，所述内圆角一位于插槽靠近左瓣体的一端，所述锁块的端部设有与内圆角一相匹配的外圆角一，所述外圆角一置于锁块正对插槽内壁的一侧且位于锁块远离左瓣体的一端。通过内圆角一和外圆角一的配合，提高了插条上的锁块在插入插槽过程中的平滑性，使得操作起来简单方便，省时省力。

作为优选，所述空腔的内部设有压紧块，所述压紧块和空腔滑动连接，所述锁块上设有导向斜面一，所述导向斜面一位于锁块靠近压紧块的一侧，所述导向斜面一自远离压紧块的一端到靠近压紧块的一端朝着空腔侧壁的方向倾斜，所述压紧块上设有与导向斜面一相匹配的导向斜面二，所述空腔的内部还安装有控制杆，所述控制杆和空腔转动连接，所述控制杆的端部贯穿空腔的侧壁置于插条的外部，所述控制杆上设置有外螺纹区，所述压紧块上设有与外螺纹区相匹配的内螺纹孔，所述控制杆和压紧块螺纹连接，所述插条上设置有与控制杆相连接的单向锁止结构。当插条插好后，工作人员可通过转动控制杆使压紧块朝着锁块的方向移动，并在导向斜面一和导向斜面二的配合下使锁块压紧在插槽的内壁上，实现锁齿条一和锁齿条二的相互啮合，并通过单向锁止结构对控制杆进行单向锁止，避免控制杆发生回转，从而防止锁齿条一与锁齿条二出现松脱的情况。

作为优选，所述单向锁止结构包括置于空腔内部的棘齿轮，所述棘齿轮套接在控制杆上且与其固定连接，所述空腔的内壁上安装有棘爪座，所述棘爪座上设有与棘齿轮相匹配的棘爪，所述棘爪和棘爪座之间通过扭簧一相连接。通过棘齿轮和棘爪的配合实现对控制杆的单向锁止控制，结构简单，控制方便。

作为优选，所述空腔的侧壁上安装有转柱，所述转柱置于控制杆的侧面，所述空腔和转柱转动连接，所述棘爪座固定在转柱的其中一端，所述转柱的另一端位于插条的外部且其端面上设有锁定槽，所述插条的外表面上设有锁定杆，所述锁定杆置于转柱的侧面，所述锁定杆的其中一端和插条相铰接且两者之间安装有扭簧二，所述锁定杆的另一端和锁定槽相匹配。组装状态下，锁定杆置于锁定槽中，转柱及其上的棘爪座处于锁定状态无法转动，此时的棘爪处于对控制杆进行单向锁止的状态。而当需要对左瓣体和右瓣体进行拆卸时，工作人员可转动锁定杆使其与锁定槽分离，解除转柱和棘爪座的锁定状态，之后通过转动转柱使棘爪与棘齿轮相分离，即可解除控制杆的单向锁止状态，再通过回转控制杆使压紧块与锁块分离，即可使锁块上的锁齿条一和插槽内壁上的锁齿条二在弹簧一的复位弹力作用下相分离，以便插条能够从插槽中顺利抽出，拆卸方便。

作为优选，所述左瓣体的其中一侧固定有对接板一，所述对接板一上设有螺纹孔一，所述右瓣体的其中一侧固定有与对接板一相匹配的对接板二，所述对接板二上设有与螺纹孔一相匹配的螺纹孔二。左瓣体和右瓣体之间通过螺纹孔一和螺纹孔二的配合，由紧固螺栓对两者进行连接固定，连接方式简单易操作，方便安装和拆卸，降低了后期维护和维修的困难性，连接效果好，结构稳定性强。

作为优选，所述左瓣体的其中一侧和所述右瓣体的其中一侧上均固定有密封条，所述密封条位于左瓣体和右瓣体相对的一面上，所述插杆一、所述插杆二、所述补偿体上均套接有密封圈。通过密封条和密封圈的设计，提升了圆筒形转轮室整体的密封效果，避免出现漏水现象。

作为优选，所述插杆一的端部、所述插杆二的端部分别设置有外圆角二和外圆角三，所述插孔一的端口处、所述插孔二的端口处分别设置有与其相匹配的内圆角二和内圆角三。通过外圆角二与内圆角二的配合、外圆角三与内圆角三的配合，提高了插杆一、插杆二在装入插孔一、插孔二过程中的平滑性，使得操作起来简单方便，省时省力。

作为优选，所述插杆锁定装置包括锁杆，所述连接板插孔的侧壁上设有与锁杆相匹配的锁杆通孔，所述锁杆和锁杆通孔活动连接，所述插杆二的侧壁上设有与锁杆相匹配的锁杆槽，所述锁杆和锁杆槽活动连接，所述锁杆槽的底部固定有弹簧二，所述锁杆的侧壁上固定有锁板，所述锁杆通孔的内壁上设有与锁板相匹配的环形槽，所述锁板和环形槽转动连接，所述锁杆通孔的内壁上还设有与锁板相匹配的锁板通道，所述锁杆通孔远离弹簧二一端的端口与环形槽的侧壁之间通过锁板通道相连通，所述锁板和锁板通道滑动连接，所述环形槽的侧壁上设有与锁板相匹配的锁板卡槽，所述锁板卡槽位于环形槽远离弹簧二一侧的侧壁上，所述锁板和锁板卡槽相卡接。当插杆二插入插孔二和连接板插孔中后，锁杆槽与锁杆通孔相对准，之后将锁杆上的锁板对准锁杆通孔上的锁板通道，将锁杆贯穿锁杆通孔并插入到锁杆槽的底部，此时锁板位于环形槽处，然后旋转锁杆，使锁板在环形槽中转动，并将锁板转至锁板卡槽的位置处，最后松开锁杆，使锁杆上的锁板在弹簧二的复位弹力作用下自动卡入锁板卡槽中，从而完成对插杆二的锁定。结构简单，操作方便，便于安装和拆卸。

本发明的有益效果是：提高了对接精度，提升了组装效率；提升了结构的稳定性；提升了组装操作的便捷性；提高了连接强度；操作简单方便，省时省力；结构简单，控制方便；拆卸方便；连接方式简单易操作，方便安装和拆卸，降低了后期维护和维修的困难性，连接效果好，结构稳定性强；提升了密封效果。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图1中A-A处的局部剖视图；

图4是图3中C处的放大图；

图5是图2中B-B处的剖视图；

图6是图5中D处的放大图。

图中：1. 左瓣体，2. 右瓣体，3. 连接板，4. 插条，5. 插槽，6. 补偿体，7. 插孔一，8. 插杆一，9. 插孔二，10. 连接板插孔，11. 插杆二，12. 空腔，13. 侧通孔，14. 锁块，15. 弹簧一，16. 锁齿条一，17. 锁齿条二，18. 压紧块，19. 控制杆，20. 外螺纹区，21. 内螺纹孔，22. 棘齿轮，23. 棘爪座，24. 棘爪，25. 转柱，26. 锁定槽，27. 锁定杆，28. 对接板一，29. 螺纹孔一，30. 对接板二，31. 螺纹孔二，32. 密封条，33. 密封圈，34.锁杆，35. 锁杆通孔，36. 锁杆槽，37. 弹簧二，38. 锁板，39. 环形槽，40. 锁板通道，41.锁板卡槽。

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的描述。

如图1、图3和图4所述的实施例中，一种轴流式水轮机的多瓣式转轮室结构，包括左瓣体1、右瓣体2和连接板3，左瓣体1的其中一侧固定有插条4，右瓣体2的其中一侧设置有与插条4相匹配的插槽5，左瓣体1的其中一侧通过插条4和插槽5的配合与右瓣体2的其中一侧相连接，插条4与插槽5之间设有插条锁定装置，连接板3上固定有补偿体6，补偿体6置于左瓣体1的另一侧和右瓣体2的另一侧之间，左瓣体1、右瓣体2和补偿体6共同组成圆筒形转轮室，左瓣体1的另一侧设有插孔一7，连接板3上固定有与插孔一7相匹配的插杆一8，右瓣体2的另一侧设有插孔二9，插孔一7的中轴线与插孔二9的中轴线呈锐角设置，补偿体6、左瓣体1另一侧的侧面、右瓣体2另一侧的侧面均与插孔一7的中轴线相平行，连接板3上设置有与插孔二9相匹配的连接板插孔10，插孔二9和连接板插孔10之间通过插杆二11相连接，连接板3上设有与插杆二11相匹配的插杆锁定装置。

如图2、图5和图6所示，插条4的内部设有空腔12，空腔12的相对的两侧壁上均设有侧通孔13，插条锁定装置包括置于侧通孔13内的锁块14，两个锁块14之间通过弹簧一15相连接，锁块14上设有锁齿条一16，锁齿条一16置于锁块14正对插槽5内壁的一面上，锁齿条一16上的斜齿自齿根到齿顶朝着左瓣体1的方向倾斜，插槽5的内壁上设有与锁齿条一16相匹配的锁齿条二17。

插槽5的槽口处设置有内圆角一，内圆角一位于插槽5靠近左瓣体1的一端，锁块14的端部设有与内圆角一相匹配的外圆角一，外圆角一置于锁块14正对插槽5内壁的一侧且位于锁块14远离左瓣体1的一端。

空腔12的内部设有压紧块18，压紧块18和空腔12滑动连接，锁块14上设有导向斜面一，导向斜面一位于锁块14靠近压紧块18的一侧，导向斜面一自远离压紧块18的一端到靠近压紧块18的一端朝着空腔12侧壁的方向倾斜，压紧块18上设有与导向斜面一相匹配的导向斜面二，空腔12的内部还安装有控制杆19，控制杆19和空腔12转动连接，控制杆19的端部贯穿空腔12的侧壁置于插条4的外部，控制杆19上设置有外螺纹区20，压紧块18上设有与外螺纹区20相匹配的内螺纹孔21，控制杆19和压紧块18螺纹连接，插条4上设置有与控制杆19相连接的单向锁止结构。

单向锁止结构包括置于空腔12内部的棘齿轮22，棘齿轮22套接在控制杆19上且与其固定连接，空腔12的内壁上安装有棘爪座23，棘爪座23上设有与棘齿轮22相匹配的棘爪24，棘爪24和棘爪座23之间通过扭簧一相连接。

空腔12的侧壁上安装有转柱25，转柱25置于控制杆19的侧面，空腔12和转柱25转动连接，棘爪座23固定在转柱25的其中一端，转柱25的另一端位于插条4的外部且其端面上设有锁定槽26，插条4的外表面上设有锁定杆27，锁定杆27置于转柱25的侧面，锁定杆27的其中一端和插条4相铰接且两者之间安装有扭簧二，锁定杆27的另一端和锁定槽26相匹配。

左瓣体1的其中一侧固定有对接板一28，对接板一28上设有螺纹孔一29，右瓣体2的其中一侧固定有与对接板一28相匹配的对接板二30，对接板二30上设有与螺纹孔一29相匹配的螺纹孔二31。

左瓣体1的其中一侧和右瓣体2的其中一侧上均固定有密封条32，密封条32位于左瓣体1和右瓣体2相对的一面上，插杆一8、插杆二11、补偿体6上均套接有密封圈33。

如图1、图3和图4所示，插杆一8的端部、插杆二11的端部分别设置有外圆角二和外圆角三，插孔一7的端口处、插孔二9的端口处分别设置有与其相匹配的内圆角二和内圆角三。

插杆锁定装置包括锁杆34，连接板插孔10的侧壁上设有与锁杆34相匹配的锁杆通孔35，锁杆34和锁杆通孔35活动连接，插杆二11的侧壁上设有与锁杆34相匹配的锁杆槽36，锁杆34和锁杆槽36活动连接，锁杆槽36的底部固定有弹簧二37，锁杆34的侧壁上固定有锁板38，锁杆通孔35的内壁上设有与锁板38相匹配的环形槽39，锁板38和环形槽39转动连接，锁杆通孔35的内壁上还设有与锁板38相匹配的锁板通道40，锁杆通孔35远离弹簧二37一端的端口与环形槽39的侧壁之间通过锁板通道40相连通，锁板38和锁板通道40滑动连接，环形槽39的侧壁上设有与锁板38相匹配的锁板卡槽41，锁板卡槽41位于环形槽39远离弹簧二37一侧的侧壁上，锁板38和锁板卡槽41相卡接。

组装时，将左瓣体1的插条4插入右瓣体2的插槽5中，之后通过转动控制杆19使压紧块18朝着锁块14的方向移动，并在导向斜面一和导向斜面二的配合下使锁块14压紧在插槽5的内壁上，实现锁齿条一16和锁齿条二17的相互啮合，并通过棘齿轮22和棘爪24的配合实现对控制杆19的单向锁止控制，完成左瓣体1的其中一侧与右瓣体2的其中一侧之间的对接，并避免控制杆19发生回转，防止锁齿条一16与锁齿条二17出现松脱的情况，然后将连接板3的插杆一8插入左瓣体1的插孔一7中，此时插孔二9与连接板插孔10相重合，且连接板3上的补偿体6插接在左瓣体1的另一侧与右瓣体2的另一侧之间，以构成圆筒形转轮室，然后将插杆二11插入插孔二9和连接板插孔10中（此时锁杆槽36与锁杆通孔35相对准），将锁杆34上的锁板38对准锁杆通孔35上的锁板通道40，将锁杆34贯穿锁杆通孔35并插入到锁杆槽36的底部，此时锁板38位于环形槽39处，然后旋转锁杆34，使锁板38在环形槽39中转动，并将锁板38转至锁板卡槽41的位置处，最后松开锁杆34，使锁杆34上的锁板38在弹簧二37的复位弹力作用下自动卡入锁板卡槽41中，完成对插杆二11的锁定，从而完成组装。