水轮机顶盖的制作方法

1.本实用新型涉及水轮机的技术领域，尤其涉及一种水轮机顶盖。


背景技术：

2.水轮机由引水、导水、工作和排水四大部分组成，其中导水机构主要由操纵机构(推拉杆、接力器及其锁定装置)、导叶传动机构(包括控制环、拐臂、连杆和连接板等)、执行机构(导叶及其轴套等)和支撑机构(顶盖、底环等)四大部分组成。其作用是使进入转轮前的水流形成旋转，并可改变水流的入射角度，当发电机符合发生变化时，用它来调节流量，正常与事故停机时，用它来截断水流。顶盖是水轮机支撑机构的重要大部件之一，其作用是与底环一起构成过流通道；防止水流上溢；支撑导叶、传导机构，支撑导叶轴承及其它附属装置。
3.由于水轮机会在不同水头、不同工况下运行，机组带负荷的运行范围大，启停机频繁，且经常会处在非最优工况下运行，顶盖受到来自流道中的水压力作用，该水压力由顶盖传递至顶盖连接螺栓，使顶盖连接螺栓承受交变拉应力。与此同时，在转轮旋转过程中主轴转动会产生具有一定周期的交变径向力，径向力通过水导轴承、顶盖最终也传递到顶盖连接螺栓，使顶盖连接螺栓受到了一个交变扭矩作用。在这两个力的作用下，顶盖连接螺栓失效的风险加大，顶盖连接螺栓的使用寿命降低。
4.为解决上述技术问题，专利号为cn201922022615.5的中国实用新型专利公开了一种卧式混流式水轮机顶盖泄压排水装置，包括泄压管、连接管、压力表、法兰和密封垫；所述水轮机顶盖上设有泄压孔；所述泄压管设有水压检测装置；所述泄压管进水端设有法兰ⅰ，出水端设有法兰ⅱ；所述法兰ⅰ通过螺栓与泄压孔连接，且法兰ⅰ与泄压孔中间设有密封垫；所述泄压管设有阀门ⅱ；所述水压检测装置包括连接管、阀门ⅰ及压力表；所述连接管上设有阀门ⅰ；所述连接管顶端设有压力表。
5.上述卧式混流式水轮机顶盖泄压排水装置通过设置泄压管，将转轮上冠与水轮机顶盖之间腔体的部分压力水有效的排至尾水管或集水井，从而减小对顶盖的压力，进而减小对顶盖连接螺栓的拉应力，然而采用上述技术手段对降低顶盖连接螺栓拉应力的效果十分有限，在水轮机的实际工作过程中，顶盖连接螺栓仍承受较大的拉应力，顶盖连接螺栓失效的风险依然存在，顶盖连接螺栓的使用寿命较短。


技术实现要素：

6.有鉴于此，有必要提供一种水轮机顶盖，以解决现有技术中的水轮机顶盖存在顶盖连接螺栓失效的风险，以及顶盖连接螺栓使用寿命较短的技术问题。
7.为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种水轮机顶盖，包括底环、顶盖本体和轴向连接件，所述底环与顶盖本体经由轴向连接件可拆卸式连接，还包括加强锁接机构，所述加强锁接机构沿顶盖本体周向布置，所述加强锁接机构分别包括第一连接座、连接件、限位件和第二连接座，所述第一连接座固设于底环，所述第二连接座固设于顶盖本
体，所述连接件可拆卸式穿设于第一连接座和第二连接座，供所述顶盖本体对轴向连接件的轴向拉应力转换为对连接件的剪切应力，所述连接件设有限位槽，所述限位件与第一连接座或第二连接座相连接，所述限位件可拔插式卡设于限位槽，以限制连接件与第二连接座脱开。
8.在其中一个实施例中，所述限位件设有支杆，所述第一连接座设有支架，所述支架开设有导向槽，所述支杆滑动穿设于导向槽。
9.在其中一个实施例中，所述加强锁接机构还包括弹簧，所述支杆设有台阶面，所述弹簧套设于支杆，所述弹簧的两端分别与支杆的台阶面和支架抵接，供限位件压力卡设于限位槽。
10.在其中一个实施例中，所述支杆远离限位件的一端设有提拉部，所述提拉部为环状结构。
11.在其中一个实施例中，所述限位槽为开设于连接件周部的环槽，所述限位件呈u型，所述呈u型的限位件卡设于所述环槽。
12.在其中一个实施例中，所述第一连接座设有用于轻量化的镂空结构。
13.在其中一个实施例中，所述第一连接座的底部设有支板，所述支板与底环焊接固定，所述第二连接座与顶盖本体焊接固定。
14.在其中一个实施例中，所述轴向连接件包括周向固设于底环的轴向螺杆和螺母，所述顶盖本体设有法兰板，所述法兰板托设于底环，所述法兰板设有通孔，所述轴向螺杆穿设于通孔，所述螺母与轴向螺杆螺接，并与法兰板抵接。
15.在其中一个实施例中，所述连接件为销柱，所述第一连接座和第二连接座分别设有第一销孔和第二销孔，所述销柱穿设于第一销孔和第二销孔。
16.在其中一个实施例中，所述第一销孔和第二销孔同轴设置，且孔径相等，所述销柱与顶盖本体平行设置。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.在现有技术的底环和顶盖本体上分别固设第一连接座和第二连接座，并将连接件穿设于第一销孔和第二销孔，同时将限位件卡设于限位槽内，对连接件进行限位锁定，从而将水轮机工作时，顶盖本体对轴向连接件的轴向拉应力转换为对连接件的剪切应力，进而消除了轴向螺杆失效的风险，有效延长了轴向螺杆的使用寿命。
附图说明
19.图1为本实用新型的立体图；
20.图2为图1中a处的局部放大示意图；
21.图3为本实用新型的俯视图；
22.图4为图3的b-b剖视图；
23.图5为图4中c处的局部放大示意图；
24.图6为图4中d处的局部放大示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部
分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
26.如图1、图3和图4所示，本实用新型提供了一种水轮机顶盖，包括底环10、顶盖本体20、轴向连接件30和加强锁接机构40，所述底环10与顶盖本体20经由轴向连接件30可拆卸式连接，如图2和图5所示，所述加强锁接机构沿顶盖本体20周向布置，所述加强锁接机构40分别包括第一连接座41、连接件42、限位件43、第二连接座44和弹簧45，所述第一连接座41固设于底环10，所述第二连接座44固设于顶盖本体20，所述连接件42可拆卸式穿设于第一连接座41和第二连接座44，供所述顶盖本体20对轴向连接件30的轴向拉应力转换为对连接件42的剪切应力，所述连接件42设有限位槽421，所述限位件43与第一连接座41或第二连接座44相连接，所述限位件43可拔插式卡设于限位槽421，以限制连接件42与第二连接座44脱开。
27.所述底环10和顶盖本体20采用现有技术中常见型号的轴流转桨式水轮机的相关部件，其结构为本领域的常规技术，在此无需详述。
28.如图6所示，在其中一个实施例中，所述轴向连接件30包括周向固设于底环10的轴向螺杆31和螺母32，所述顶盖本体20设有法兰板21，所述法兰板21托设于底环10，所述法兰板21设有通孔22，所述轴向螺杆31穿设于通孔22，所述螺母32与轴向螺杆31螺接，并与法兰板21抵接。
29.通过轴向螺杆31和螺母32将底环10与顶盖本体20可拆卸式连接。
30.如图6所示，在其中一个实施例中，所述加强锁接机构40围绕顶盖本体20的轴心线周向均布，所述连接件42的轴心线与顶盖本体20的轴心线相交。
31.通过将加强锁接机构40周向均匀布设，从而可使顶盖本体20均匀受力，避免应力分布不均而导致局部轴向螺杆31所受应力过大。
32.在其中一个实施例中，所述第一连接座41设有用于轻量化的镂空结构414。
33.通过设置镂空结构414，可起到减轻第一连接座41重量的作用，实现轻量化的效果。
34.在其中一个实施例中，所述第一连接座41的底部设有支板415，所述支板415与底环10焊接固定，所述第二连接座44与顶盖本体20焊接固定。
35.通过焊接的方式将第一连接座41和第二连接座44分别与底环10和顶盖本体20固接，第一连接座41和第二连接座44可直接焊接固定在现有技术的底环10和顶盖本体20上，无需改变现有技术的底环10和顶盖本体20的结构，便于对现有技术实施改造，且改造成本低，操作方便。
36.在其中一个实施例中，所述连接件42为销柱，所述第一连接座41和第二连接座44分别设有第一销孔411和第二销孔441，所述销柱穿设于第一销孔411和第二销孔441，所述第一销孔411和第二销孔441同轴设置，且孔径相等，所述销柱与顶盖本体20平行设置。
37.通过采用销柱作为连接件42，销柱的横截面为圆形，使得连接件42具有更好的抗弯能力。
38.在其中一个实施例中，所述限位槽421为开设于连接件42周部的环槽，所述限位件43呈u型，所述呈u型的限位件43卡设于所述环槽。
39.通过将限位槽421设置呈环槽，使得连接件42无论如何转动，u型的限位件43均能
很好地卡设于所述环槽。
40.在其中一个实施例中，所述限位件43设有支杆431，所述第一连接座41设有支架412，所述支架412开设有导向槽413，所述支杆431滑动穿设于导向槽413。
41.通过支杆431滑动穿设于导向槽413，对限位件43的移动路径进行限位，使限位件43只能沿连接件42的径向方向移动。
42.在其中一个实施例中，所述支杆431设有台阶面432，所述弹簧45套设于支杆431，所述弹簧45的两端分别与支杆431的台阶面432和支架412抵接，供限位件43压力卡设于限位槽421。
43.通过弹簧45给限位件43提供一朝向限位槽421的弹力，使得限位件43能够紧紧卡设于限位槽421，避免水轮机工作时产生的振动所导致的连接件42从第一销孔411和第二销孔441中脱出的现象。
44.在其中一个实施例中，所述支杆431远离限位件43的一端设有提拉部433，所述提拉部433为环状结构。
45.通过提拉部433可朝背离限位槽421的方向拉动限位件43，当限位件43从限位槽421内脱出后，可将连接件42从第二销孔441中抽出。
46.本实用新型的水轮机顶盖的工作原理如下：在现有技术的底环10和顶盖本体20上分别固设第一连接座41和第二连接座44，并将连接件42穿设于第一销孔411和第二销孔441，同时将限位件43卡设于限位槽421内，对连接件42进行限位锁定，从而将水轮机工作时，顶盖本体20对轴向螺杆31的轴向拉应力转换为对连接件42的剪切应力，进而消除了轴向螺杆31失效的风险，有效延长了轴向螺杆31的使用寿命。
47.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。