一种余压发电水轮机的制作方法

本发明涉及余压发电，特别涉及一种余压发电水轮机。

背景技术：

1、工业循环水系统余压发电是一种利用工业生产过程中循环水系统中存在的多余压力（通常是因为冷却塔、换热设备等部位的压差）来驱动水轮发电机组发电的技术。由于冷却塔、换热设备通常设置在高位处，需要通过泵将流体（水）打至高位处的冷却塔、换热设备处，流体在通过冷却塔或换热设备后会通过管道排向低位处，流体从高位处（高势能位）排向低位处（低势能位）的过程中，流体会释放重力势能，通过水轮发电机组可将流体的重力势能转化为电能，从而实现能量的回收，达到节能减排的目的。

2、现有的余压发电技术中，由于流体从高势能位向低势能位流动时，流体的流量、流速等因素往往是不可控的，导致流体对水轮机组内部叶片的轴向冲击力也是不稳定的，叶片受到的流体的轴向冲击力是有较大波动的，这种波动较大的冲击力会直接传递给叶轮轴，容易导致以下问题：这种波动较大的轴向冲击载荷容易使叶轮轴产生较大的轴向跳动，叶轮轴长期承受这种不均匀的轴向载荷，可能会超过轴的设计允许应力，引发叶轮轴金属疲劳，加速材料损伤；且也轮轴受到的这种波动较大的轴向冲击载荷会传递至与其相连的轴承，容易使轴承过载，导致轴承过早磨损，降低轴承的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种余压发电水轮机。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种余压发电水轮机，包括泵壳、叶轮轴、叶轮，泵壳内设有叶轮轴安装套，叶轮轴从叶轮轴安装套中穿过；叶轮轴的一端为连接端，连接端与叶轮上的轮毂相连；叶轮轴与轮毂之间设有缓冲吸能机构；叶轮轴与轮毂之间还设有锁紧机构和移动约束机构；

3、当锁紧机构处于打开状态时，轮毂可在约束机构的约束下沿着叶轮轴的轴向与叶轮轴相对移动，缓冲吸能机构对叶轮进行缓冲；

4、当锁紧机构处于锁紧状态时，轮毂与叶轮之间相对固定。

5、作为优选，所述轮毂上设有导向孔，叶轮轴上的连接端伸入导向孔中；所述缓冲吸能机构包括设置在连接端上的阻尼腔，阻尼腔的一端设有固定端板，阻尼腔中设置有可移动的阻尼吸能板，阻尼吸能板上连接有随动杆，随动杆穿过固定端板，随动杆远离阻尼吸能板的一端与导向孔的孔底固定连接；阻尼吸能板上设有阻尼孔，阻尼腔中装有阻尼液；叶轮轴连接端的端面与导向孔的孔底之间设有第一弹簧。

6、作为优选，所述固定端板上设有用于使随动杆穿过的通孔，通孔的内壁上嵌装有密封圈。

7、作为优选，所述轮毂上设有固定螺丝孔，固定螺丝孔的一端贯通导向孔的孔底，随动杆远离阻尼吸能板的一端设有螺纹孔，固定螺丝穿过轮毂上的固定螺丝孔后与随动杆上的螺纹孔相连。

8、作为优选，所述移动约束机构包括设置在叶轮轴连接端外侧的约束槽、设置在轮毂上且与约束槽相对应的限位螺栓孔，约束槽沿着叶轮轴的轴向设置，限位螺栓孔中连接有限位螺栓，限位螺栓的一端伸入约束槽中。

9、作为优选，所述锁紧机构包括设置在叶轮轴内的传动杆滑孔、导向槽，传动杆滑孔沿着叶轮轴的轴向设置，导向槽沿着叶轮轴的径向设置且导向槽与传动杆滑孔的一端连通；传动杆滑孔内滑动连接有传动杆，导向槽中滑动连接有活动锁紧件，导向槽内设有挡圈，挡圈与活动锁紧件之间设有第二弹簧，传动杆靠近活动锁紧件的一端设有第一斜面，活动锁紧件靠近传动杆的一端设有第二斜面，第一斜面与第二斜面接触；轮毂上设有与活动锁紧件相对应的锁紧槽；传动杆远离活动锁紧件的一端连接锁紧驱动机构。

10、作为优选，所述传动杆远离活动锁紧件的一端设有连接杆，叶轮轴上设有可使连接杆穿过的通槽，叶轮轴的外侧设有滑环，滑环套在叶轮轴上，连接杆与滑环的内侧相连；锁紧驱动机构包括顶推驱动件，顶推驱动件上连接有连接件，连接件上设有凹槽，滑环从凹槽中通过。

11、作为优选，所述泵壳的外侧设有外壳体，外壳体上连接有端盖，叶轮轴穿过端盖；顶推驱动件固定设置在端盖上。端盖通过第二连接螺栓固定在外壳体的一端。

12、作为优选，所述连接件上凹槽的两侧分别设有滚轮。

13、作为优选，所述泵壳包括第一泵壳体和第二泵壳体，第一泵壳体和第二泵壳体之间通过第一连接螺栓相连。

14、本发明的有益效果是：本发明中，当通过泵壳的流体处于流量或流速不稳定、波动较大的工况时，此时可将锁紧机构打开，叶轮在受到轴向冲击载荷后，叶轮可在约束机构的约束下沿着叶轮轴的轴向与叶轮轴发生相对移动，当叶轮与轮毂产生相对移动时，设置在轮毂与叶轮轴之间的缓冲吸能机构能够起到缓冲吸能的效果，从而使叶轮轴受到的轴向冲击载荷减小，并使叶轮轴受到的轴向冲击载荷的波动幅度也减小，从而对叶轮轴起到一定的保护作用，降低叶轮轴的金属材料疲劳，提高叶轮轴的使用寿命；并且能够降低轴承所受到的轴向冲击载荷，避免轴承过载以及过早磨损，提高轴承的使用寿命。

技术特征：

1.一种余压发电水轮机，其特征在于，包括泵壳、叶轮轴、叶轮，泵壳内设有叶轮轴安装套，叶轮轴从叶轮轴安装套中穿过；叶轮轴的一端为连接端，连接端与叶轮上的轮毂相连；叶轮轴与轮毂之间设有缓冲吸能机构；叶轮轴与轮毂之间还设有锁紧机构和移动约束机构；

2.根据权利要求1所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述轮毂上设有导向孔，叶轮轴上的连接端伸入导向孔中；所述缓冲吸能机构包括设置在连接端上的阻尼腔，阻尼腔的一端设有固定端板，阻尼腔中设置有可移动的阻尼吸能板，阻尼吸能板上连接有随动杆，随动杆穿过固定端板，随动杆远离阻尼吸能板的一端与导向孔的孔底固定连接；阻尼吸能板上设有阻尼孔，阻尼腔中装有阻尼液；叶轮轴连接端的端面与导向孔的孔底之间设有第一弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述固定端板上设有用于使随动杆穿过的通孔，通孔的内壁上嵌装有密封圈。

4.根据权利要求2所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述轮毂上设有固定螺丝孔，固定螺丝孔的一端贯通导向孔的孔底，随动杆远离阻尼吸能板的一端设有螺纹孔，固定螺丝穿过轮毂上的固定螺丝孔后与随动杆上的螺纹孔相连。

5.根据权利要求2所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述移动约束机构包括设置在叶轮轴连接端外侧的约束槽、设置在轮毂上且与约束槽相对应的限位螺栓孔，约束槽沿着叶轮轴的轴向设置，限位螺栓孔中连接有限位螺栓，限位螺栓的一端伸入约束槽中。

6.根据权利要求5所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述锁紧机构包括设置在叶轮轴内的传动杆滑孔、导向槽，传动杆滑孔沿着叶轮轴的轴向设置，导向槽沿着叶轮轴的径向设置且导向槽与传动杆滑孔的一端连通；传动杆滑孔内滑动连接有传动杆，导向槽中滑动连接有活动锁紧件，导向槽内设有挡圈，挡圈与活动锁紧件之间设有第二弹簧，传动杆靠近活动锁紧件的一端设有第一斜面，活动锁紧件靠近传动杆的一端设有第二斜面，第一斜面与第二斜面接触；轮毂上设有与活动锁紧件相对应的锁紧槽；传动杆远离活动锁紧件的一端连接锁紧驱动机构。

7.根据权利要求6所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述传动杆远离活动锁紧件的一端设有连接杆，叶轮轴上设有可使连接杆穿过的通槽，叶轮轴的外侧设有滑环，滑环套在叶轮轴上，连接杆与滑环的内侧相连；锁紧驱动机构包括顶推驱动件，顶推驱动件上连接有连接件，连接件上设有凹槽，滑环从凹槽中通过。

8.根据权利要求7所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述泵壳的外侧设有外壳体，外壳体上连接有端盖，叶轮轴穿过端盖；顶推驱动件固定设置在端盖上。

9.根据权利要求7所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述连接件上凹槽的两侧分别设有滚轮。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种余压发电水轮机，其特征在于，所述泵壳包括第一泵壳体和第二泵壳体，第一泵壳体和第二泵壳体之间通过第一连接螺栓相连。

技术总结本发明公开了一种余压发电水轮机，包括泵壳、叶轮轴、叶轮，泵壳内设有叶轮轴安装套，叶轮轴从叶轮轴安装套中穿过；叶轮轴的一端为连接端，连接端与叶轮上的轮毂相连；叶轮轴与轮毂之间设有缓冲吸能机构；叶轮轴与轮毂之间还设有锁紧机构和移动约束机构。本发明中，当通过泵壳的流体处于流量或流速不稳定、波动较大的工况时，叶轮在受到轴向冲击载荷后，叶轮可在约束机构的约束下沿着叶轮轴的轴向与叶轮轴发生相对移动，当叶轮与轮毂产生相对移动时，设置在轮毂与叶轮轴之间的缓冲吸能机构能够起到缓冲吸能的效果，从而使叶轮轴受到的轴向冲击载荷减小，从而对叶轮轴起到一定的保护作用，降低叶轮轴的金属材料疲劳，提高叶轮轴的使用寿命。技术研发人员：王淑玲,范巍,李鹏,崔锦涛,张志峰,武志耀,杨庆坤,朱建栋受保护的技术使用者：杭州泵浦节能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15