一种贯流式水轮机控制环支撑结构的制作方法

本技术涉及水轮机，尤其是涉及一种贯流式水轮机控制环支撑结构。

背景技术：

1、目前贯流式水轮机控制环与外导环之间采用钢球滚动摩擦副支撑方式，钢球硬度高，控制环与外导环材料硬度较低，同时钢球与控制环、外导环接触位置面积小、应力高，因而控制环与外导环容易磨损。而控制环是大型环形件连接、控制所有的导叶，无法现场修复，因而需整体拆卸、返厂修复，工作量大周期长。而外导环是流道组成部分、同时支撑活动导叶和转轮室，只能在流道排水、机组大修时才能对外导环拆出返厂修复，检修时间周期更长。公开日为2023年6月23日，公开号为cn116292058a的中国专利文献公开了一种贯流式水轮机控制环辅助支撑装置，涉及贯流式水轮机技术领域，包括挂架，挂架的下部为弯折部，弯折部上设有自润滑抗磨垫和支撑块，自润滑抗磨垫固定连接在支撑块上方，挂架的上部设有固定机构，固定机构用于连接外导环的侧壁，自润滑抗磨垫用于支撑连接在控制环底部的外圆上。该装置通过挂架来托起控制环，在支撑力的作用下减小上部和下部钢球的受力差，达到延长钢球使用周期的目的，防止控制环重心下移而影响导水机构正常操作，控制环与自润滑抗磨垫能相对滑动，不影响控制环操作导水机构的前提下避免钢球出现偏磨现象，起到支撑作用，解决因频繁更换钢球修配滑槽而影响电站收益的问题。但该装置结构复杂成本高，同时该装置维修时需整体拆卸、工作量大且周期长，影响水轮机的正常使用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为解决现有技术的贯流式水轮机控制环与外导环之间采用钢球滚动摩擦副支撑方式，控制环与外导环容易磨损且无法现场修复，影响水轮机的正常使用的问题，提供一种贯流式水轮机控制环支撑结构，具有维护更换方便，对水轮机的正常使用影响很小的优点。

2、本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种贯流式水轮机控制环支撑结构，贯流式水轮机包括外导环及设于外导环外周的控制环，外导环的外周为阶梯轴结构，阶梯轴结构的小径侧沿外导环的周向设有若干挡块，挡块与阶梯轴结构在外导环的外周面形成环绕外导环的滑槽，控制环的内周侧沿周向设有若干与滑槽相对应的支撑块，支撑块靠近外导环的一侧通过耐磨结构可滑动地支撑在滑槽内。本实用新型在外导环外周的阶梯轴结构一侧设置多个挡块，挡块与阶梯轴结构在外导环的外周面形成滑槽，控制环的内周侧沿周向设置多个与环形滑槽相对应的支撑块，支撑块通过耐磨结构可滑动地支撑在滑槽内。这样，当耐磨结构因为磨损过大需要检修时，不需要拆卸控制环、外导环本体等大型工件，只需要拆下相应位置的挡块及支撑块，即可对该处的耐磨结构进行更换，从而大大减少检修的工作量及周期，解决了现有技术的贯流式水轮机控制环与外导环之间采用钢球滚动摩擦副支撑方式，控制环与外导环容易磨损且无法现场修复，影响水轮机的正常使用的问题，本实用新型的贯流式水轮机控制环支撑结构具有维护更换方便，对水轮机的正常使用影响小的优点。

3、作为优选，挡块沿外导环的周向均匀分布，控制环的内周侧设有台阶，支撑块固定在台阶处，支撑块沿控制环的周向均匀分布。在控制环的内周侧设置一台阶定位支撑块，则可以确保支撑块对控制环支撑的可靠性，同时在维护更换时可以对支撑块的位置进行精确定位。

4、作为优选，耐磨结构包括径向耐磨结构与轴向耐磨结构，径向耐磨结构设置在支撑块的内侧面与滑槽的槽底之间；轴向耐磨结构分别设置在支撑块内侧面的相邻两侧与滑槽的槽壁之间。在支撑块与外导环的支撑处设置径向耐磨结构与轴向耐磨结构，可以提高抗磨能力，延长支撑结构的使用寿命。

5、作为优选，径向耐磨结构包括设置在滑槽槽底的径向抗磨片与设置在支撑块内侧面的径向减磨片；轴向耐磨结构包括分别设置在滑槽两侧槽壁上的轴向抗磨片与设置在支撑块内侧面两侧的轴向减磨片。在支撑面上采用两层耐磨片相互接触来提高整个耐磨结构抗磨性能，延长耐磨结构的使用寿命。

6、作为优选，径向减磨片的厚度大于径向抗磨片的厚度，径向减磨片的宽度小于径向抗磨片的宽度；轴向减磨片的厚度大于轴向抗磨片的厚度，轴向减磨片的宽度小于轴向抗磨片的宽度。

7、作为优选，外导环的一侧设有位移传感器，位移传感器与控制环内周面的顶部相对，位移传感器通过支架固定在外导环上。位移传感器用于检测控制环内周面的顶部与外导环之间的间隙距离，当检测到控制环的内周面与位移传感器之间的间隙减小到设定值时，提示磨损过大需要维护更换耐磨部件。

8、作为优选，挡块与支撑块均为圆弧形的条状结构，挡块与支撑块的内侧面与外侧面均为圆弧面，圆弧面与控制环同轴，支撑块的长度小于挡块的长度。

9、作为优选，挡块及支撑块的数量均与贯流式水轮机的导叶数量相同，支撑块位于控制环上用于连接导叶转臂的耳板的内侧。

10、本实用新型的贯流式水轮机控制环支撑结构，将支撑部件分离设计成多个小组件，分别与控制环、外导环采用螺栓紧固的组装形式构成多个滑动副；当滑动副的表面磨损过大需要检修时，不需要拆卸控制环、外导环等贯流式水轮机的大型工件，只需要拆下相应的滑动副小组件即可对抗磨件进行更换，检修的工作量及检修周期均可大大减少，具有维护更换方便，对水轮机的正常使用影响很小的优点。

技术特征：

1.一种贯流式水轮机控制环支撑结构，所述的贯流式水轮机包括外导环（1）及设于外导环外周的控制环（2），其特征在于，所述外导环的外周为阶梯轴结构，所述阶梯轴结构的小径侧沿外导环的周向设有若干挡块（3），所述挡块与所述阶梯轴结构在外导环的外周面形成环绕外导环的滑槽（4），所述控制环的内周侧沿周向设有若干与所述滑槽相对应的支撑块（5），所述支撑块靠近外导环的一侧通过耐磨结构可滑动地支撑在所述的滑槽内。

2.根据权利要求1所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述的挡块沿外导环的周向均匀分布，所述控制环的内周侧设有台阶（6），所述支撑块固定在所述的台阶处，所述的支撑块沿控制环的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述的耐磨结构包括径向耐磨结构与轴向耐磨结构，所述的径向耐磨结构设置在支撑块的内侧面与所述滑槽的槽底之间；所述的轴向耐磨结构分别设置在支撑块内侧面的相邻两侧与所述滑槽的槽壁之间。

4.根据权利要求3所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述的径向耐磨结构包括设置在滑槽槽底的径向抗磨片（7）与设置在支撑块内侧面的径向减磨片（8）；所述的轴向耐磨结构包括分别设置在滑槽两侧槽壁上的轴向抗磨片（9）与设置在支撑块内侧面两侧的轴向减磨片（10）。

5.根据权利要求4所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，径向减磨片的厚度大于径向抗磨片的厚度，径向减磨片的宽度小于径向抗磨片的宽度；轴向减磨片的厚度大于轴向抗磨片的厚度，轴向减磨片的宽度小于轴向抗磨片的宽度。

6.根据权利要求1所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述外导环的一侧设有位移传感器（11），所述的位移传感器与控制环内周面的顶部相对，所述的位移传感器通过支架（12）固定在外导环上。

7.根据权利要求1所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述的挡块与支撑块均为圆弧形的条状结构，所述挡块与支撑块的内侧面与外侧面均为圆弧面，所述的圆弧面与所述的控制环同轴，所述支撑块的长度小于所述挡块的长度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的贯流式水轮机控制环支撑结构，其特征在于，所述挡块及支撑块的数量均与贯流式水轮机的导叶数量相同，所述的支撑块位于控制环上用于连接导叶转臂的耳板（13）的内侧。

技术总结
本技术公开了一种贯流式水轮机控制环支撑结构，贯流式水轮机包括外导环及设于外导环外周的控制环，外导环的外周为阶梯轴结构，阶梯轴结构的小径侧沿外导环的周向设有若干挡块，挡块与阶梯轴结构在外导环的外周面形成环绕外导环的滑槽，控制环的内周侧沿周向设有若干与滑槽相对应的支撑块，支撑块靠近外导环的一侧通过耐磨结构可滑动地支撑在滑槽内。本技术的贯流式水轮机控制环支撑结构在检修时不需要拆卸控制环、外导环等大型工件，只需要拆下相应的滑动副小组件即可对抗磨件进行更换，具有维护更换方便，对水轮机的正常使用影响很小的优点。

技术研发人员：周庆大,李文锋,张续钟
受保护的技术使用者：浙江富春江水电设备有限公司
技术研发日：20231222
技术公布日：2024/8/1