[发明专利]一种可以缓冲水流瞬时冲击的水轮机叶片结构

说明书

本发明公开了一种可以缓冲水流瞬时冲击的水轮机叶片结构，包括叶片本体、固定配重块、配重块和叶片连接配重块，所述固定配重块、配重块和叶片连接配重块均为不锈钢圆柱结构，其中固定配重块固定连接在滑动套轴的外表面一端，所述叶片连接配重块通过轴承转动连接在滑动套轴上，叶片连接配重块和固定配重块之间的滑动套轴外表面还通过另一轴承转动连接配重块，固定配重块、配重块和叶片连接配重块之间一次通过蓄能缓冲结构实现连接，所述叶片连接配重块的外表面围绕轴心均焊接有三个叶片本体。本发明通过增加蓄能结构来增加水冲瞬时冲击能量的吸收途径，实现对叶片的保护，并使得带有能量的飞轮参与到叶片结构的发电状态中，保证转动稳定性。

技术领域

本发明涉及水轮机机械结构领域，具体是一种可以缓冲水流瞬时冲击的水轮机叶片结构。

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。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形——水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。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。

众所周知，任何机械设备都是有使用期限的，如果设备老化到一定程度，必然后出现损坏，尤其是对水轮机转轮叶片来说，其与水压发生作用与反作用力，易产生裂纹。在水轮机转轮叶片上出现的、规律性裂纹绝大多数都属于疲劳裂纹，断口呈现明显的贝壳纹。从力学及材料力学上来说，疲劳裂纹的出现就是叶片所承受的动应力超过了叶片材料疲劳强度极限的结果。也就是说叶片承受动载荷的能力不足时，将可能出现叶片裂纹。故而从缓解冲击的角度去设计叶片结构，使提高叶片使用寿命的重要途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过能量分流和冲击力缓冲的结构，可以缓冲水流瞬时冲击的水轮机叶片结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可以缓冲水流瞬时冲击的水轮机叶片结构，包括叶片本体、滑动套轴、固定配重块、配重块和叶片连接配重块，所述固定配重块、配重块和叶片连接配重块均为不锈钢圆柱结构，其中固定配重块固定连接在滑动套轴的外表面一端，所述叶片连接配重块通过轴承转动连接在滑动套轴上，叶片连接配重块和固定配重块之间的滑动套轴外表面还通过另一轴承转动连接配重块，固定配重块、配重块和叶片连接配重块之间依次通过蓄能缓冲结构实现连接，所述叶片连接配重块的外表面围绕轴心焊接有三个叶片本体。

作为本发明进一步的方案：所述滑动套轴的外表面一端端部焊接法兰盘，且通过法兰盘和螺栓连接滑动套轴上的固定配重块。

作为本发明进一步的方案：所述蓄能缓冲结构包括档杆、弧形滑槽、导向杆、弹簧C和弹簧D，其中叶片连接配重块相邻的两个叶片本体之间均设置有档杆，档杆与滑动套轴同轴设置，档杆的一端通过螺钉固定连接在叶片连接配重块的表面；所述配重块的外表面一体成型加工有三个圆心与配重块轴线重合的弧形滑槽，三个弧形滑槽围绕其共同的轴线等距离分布，所述叶片连接配重块连接的档杆的另一端分别对应插入设置在配重块的弧形滑槽内；所述配重块上的相邻两个弧形滑槽之间通过螺钉连接档杆的一端；所述固定配重块的外表面也一体成型加工有三个圆心与配重块轴线重合的弧形滑槽，三个弧形滑槽围绕其共同的轴线等距离分布，配重块连接的档杆的另一端分别对应插入设置在固定配重块的弧形滑槽内。

作为本发明进一步的方案：所述的弧形滑槽内均设置有导向杆，导向杆为弧形且与弧形滑槽对应的弧形线条平行设置，导向杆的两端外表面开设有螺纹且两端穿过弧形滑槽上对应开设的通孔，且导向杆均与设置在弧形滑槽外部的螺母连接，通过其两端设置的螺母实现导向杆在内部的固定；所述档杆的另一端对应的外表面均开设用于滑动连接在导向杆上的通孔，其档杆的另一端外表面到弧形滑槽的内壁两端之间分别设置有套在导向杆上的弹簧C和弹簧D。