一种液力透平装置的制作方法

本实用新型属于能量回收技术领域，具体涉及一种液力透平装置。

背景技术：

在全球能源日益紧缺的今天，各行各业开展节能减排意义重大。近些年来一些节能设备也应用而生，其中由于液力透平装置可以将流体工质中的压力能转换为机械能，因此，液力透平装置被广泛地应用在石油化工、煤化工以及海水淡化等领域中。通过利用液力透平装置将工艺流程中的流体余压进行回收，并转换为机械能驱动机械设备，从而实现节能减排的目的。

目前，在国内对液力透平装置的设计制造过程中，对参数的选择和系数的确定主要是通过大量的试验以及参考离心泵的设计而来。但是，在离心泵的最初设计时并没有考虑其透平工况下的性能，因此，离心泵的某些参数的选取和设定并不适合于透平工况。例如，液力透平装置中叶轮叶片的出口几何，理论上在液力透平装置中，流体通过叶轮后，沿叶片的法向流出是最理想的状态，但实际上由于叶片几何安放角等因素的影响使得流体并非沿叶片的法向流出，反而在流体通过叶轮叶片的出口后，呈螺旋型迹线流动。这样，流体绝对速度的圆周分量将会增大，使流体与液力透平壳体之间产生沿圆周方向的摩擦损失，从而导致液力透平装置的效率降低。

技术实现要素：

为了解决在常规液力透平装置中由于流体通过叶轮后呈螺旋形迹线流动，在流体与液力透平壳体之间存在较大的圆周方向的摩擦损失而导致液力透平装置效率降低的问题，本实用新型提出了一种液力透平装置。该液力透平装置，包括液力透平壳体，叶轮和整流板，所述整流板位于所述液力透平壳体的出口段内侧；所述整流板沿所述液力透平壳体出口段的轴线方向设置，并且沿直径方向指向所述液力透平壳体出口段的轴线。

优选的，所述整流板沿所述液力透平壳体出口段直径方向的最大长度等于所述液力透平壳体出口段的内圆半径尺寸。

优选的，所述整流板为L形结构并分为长端和短端；其中，所述长端沿轴向方向与所述液力透平壳体连接，所述短端沿直径方向指向所述液力透平壳体出口段的轴线，并且所述短端沿直径方向的长度等于所述出口段的内圆半径尺寸。

进一步优选的，所述长端中靠近所述液力透平壳体出口段的轴线的平面为斜面，并且由靠近所述叶轮的一端倾斜延伸至所述短端。

优选的，所述整流板为直角梯形结构；在直角梯形中，直角腰所对应的平面沿轴向方向与所述液力透平壳体连接，斜腰所对应的平面靠近所述液力透平壳体出口段轴线，短底边所对应的平面靠近所述叶轮的出口端，长底边所对应的平面沿直径方向的尺寸与所述出口段的内圆半径尺寸相等。

优选的，所述整流板沿所述液力透平壳体出口段轴线方向的长度与所述液力透平壳体出口段的长度相等。进一步优选的，所述整流板与所述液力透平壳体采用一体式结构。

与现有技术中的液力透平装置相比，本实用新型的液力透平装置具有以下有益效果：

1、在本实用新型液力透平装置的液力透平壳体出口段设有整流板，其中整流板沿出口段的轴线方向与液力透平壳体连接，并且沿出口段的直径方向延伸至出口段的轴线位置。这样，通过在液力透平壳体的出口段设置整流板，可以及时的对通过叶轮进入出口段的流体进行整流操作，将具有螺旋型迹线流动的流体整流为沿轴线方向的直线流动，减少流体绝对速度在圆周方向上的分量，降低流体在圆周方向上与液力透平壳体之间的摩擦损失。同时，进一步改善位于叶轮出口位置流体的流动状态，将流体的湍流流动改善为直线流动，从而减少流体中的湍流耗散，提高流体对叶轮的做功效率，提高液力透平装置的整体效率。

2、在本实用新型中，整流板的外形结构设置为L型结构或直角梯形结构。此时，流体穿过叶轮进入出口段后，流体在圆周方向上与整流板的接触面积是逐渐变化的，并且随着流体沿轴线方向的流动，流体在圆周方向上与整流板的接触面积逐渐增大。这样，可以减小流体因受到整流板的整流作用而在出口段产生的速度变化梯度，从而避免增加流体在出口段的湍流流动，以及由此而产生的能量损失。

附图说明

图1为本实用新型液力透平装置的一种结构示意图；

图2是沿图1中F方向的结构示意图；

图3为本实用新型液力透平装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细介绍。

结合图1和图2所示，本实用新型的液力透平装置，包括液力透平壳体1、叶轮2以及整流板3。其中，整流板3为位于液力透平壳体1的出口段11内侧，并且整流板3沿出口段11的轴线方向设置，同时沿出口段11的直径方向指向出口段11的轴线。

优选的，在本实用新型中，整流板3采用L型结构，包括长端31和短端32，其中，长端31沿出口段11的轴线方向与液力透平壳体1连接，短端32沿出口段11的径向方向指向轴线。此外，在长端31中靠近出口段11的轴线的平面为斜面，并且由靠近叶轮2的一端倾斜延伸至短端32。此时，流体穿过叶轮2进入出口段11后，流体在圆周方向上与整流板3的接触面积逐渐变化，并且随着流体沿轴线方向的流动，流体在圆周方向上与整流板3的接触面积逐渐增大。这样，可以减小流体因受到整流板3的整流作用而在出口段11产生的速度变化梯度，从而避免增加流体在出口段11的湍流流动，以及由此产生的能量损失。

此外，根据流体通过叶轮2进入出口段11时，流体沿圆周方向的速度分量是沿出口段11的轴线旋转对称分布的。因此，整流板3沿出口段11直径方向的最大尺寸等于出口段11的内圆半径尺寸，从而保证整流板3可以最大限度的对通过叶轮2流出的流体进行整流操作，将流体由螺旋型迹线流动变为沿轴线的直线流动，从而减小流体在圆周方向上与液力透平壳体1之间产生的摩擦损失。

优选的，在本实用新型中，整流板3沿轴线方向的尺寸与出口段11的轴线方向的长度相等，并且与液力透平壳体1采用一体式结构。这样可以通过铸造的加工方式，一次完成整流板3和液力透平壳体1之间的整体加工，从而提高整流板3与液力透平壳体1之间固定位置的精度以及加工制造效率。

另外，针对高比转速的液力透平装置，在出口段11可以设有两个整流板3，并且两个整流板3沿圆周方向均布在出口段11的内侧。这样可以提高整流板3对通过叶轮2进入出口段11流体的整流效果，从而快速减弱流体沿圆周方向的速度分量，使流体由螺旋流动转化为沿轴线的直线流动。同样，根据液力透平装置的结构设计以及使用工况，可以在出口段11的内侧沿圆周方向均布三个或三个以上的整流板3，从而实现对流体的最佳整流效果。

结合图3所示，根据出口段11的长度尺寸和直径尺寸，还可以采用直角梯形结构的整流板3a，从而增加整流板3a在轴线方向单位长度上与流体的接触面积，提高对流体的整流能力。其中，直角梯形中的直角腰所对应的平面沿出口段11的轴线方向与液力透平壳体1固定连接，斜腰所对应的平面靠近出口段11的轴线，短底边所对应的平面靠近所述叶轮的出口端，长底边所对应的平面沿直径方向的尺寸与出口段11的内圆半径尺寸相等。