[发明专利]一种通过调整上冠密封位置实现水轮机轴向力设计的方法

摘要

本发明公开了一种通过调整上冠密封位置实现水轮机轴向力设计的方法。设水轮机进口直径为D₁、出口直径为D₂、密封环位置的直径为D₃，进口压强为H₁、出口压强为H₂，过流量为Q，转轮与主轴自重为W。则按下式计算设计密封环位置的直径，可以实现水轮机在额定工况下工作时，水轮机的轴向力为零的目的。根据以上的设计思路，设计制造出来的水轮机轴承性能很稳定，使用寿命较长。

主权项

1.一种通过调整上冠密封位置实现水轮机轴向力设计的方法,其特征在于：所述设计方法为设水轮机进口直径为D₁、出口直径为D₂、进口压强为H₁、出口压强为H₂，上冠所受压强H₃。密封位置如图，则轴向力可以通过以下公式计算。设泄水孔过流充分，则上冠所受压强H₃近似为H₂，下冠所受压强近似为H₁。则轴向力的计算公式为：上式的第一项为负值，第二项为负值，第三项为正值，一般情况下第一项与第二项的绝对值的和远远大于第三项，水轮机承受很大的向上的轴向力，对冷却塔用水轮机滚动轴承的选用造成很大的困扰。冷却塔用水轮机工作点较固定，水轮机进水压强H1、出水压强H2、过流量Q近似认为是定值，则以上的F计算出来也是定值。本发明的思路是通过调整水轮机上冠密封位置来达到水轮机在额定工况下工作时，水轮机的轴向力为零的目的。把密封环位置的直径缩小，设为D₃，从D₁到D₂的圆环区域由原压强为H₂变成为H₁，增加的向下的轴向力为：令F＝F'，得：