蒸汽輪機模型的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種蒸汽輪機模型，包括底座以及設置在底座上方的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型，單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型噴嘴由一個三通管連接頭兩連接口分別連接，三通管連接頭另一接口為氣源連接口。機殼內動葉柵中心固定于由機殼兩端中心孔貫穿的轉軸上，轉輪固定于模型出氣端機殼外轉軸上；單級機殼內有一級動葉柵，多級在單級的基礎上機殼內增加了兩級動葉柵和兩級靜葉柵，靜葉柵分別設置于一級與第二級動葉柵之間和二級與三級動葉柵之間，動、靜葉柵為逐級變大，動葉柵中心固定于轉軸上，靜葉柵外圓固定于機殼上；其特征在于同時演示對比單級和多級沖動式蒸汽輪機的作用與區(qū)別和工作原理及工作過程，也可以單獨演示。
【專利說明】蒸汽輪機模型
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種教學模型，具體涉及一種向學生演示蒸汽輪機結構和工作原理的蒸汽輪機模型。
【背景技術】
[0002]蒸汽輪機是用蒸汽做功的一種旋轉式熱力原動機，以連續(xù)流動的氣體工質帶動葉輪高速旋轉獲取動力。蒸汽輪機的原理是通過燃燒燃料，將水加熱成高壓水蒸氣，水蒸氣從噴嘴中高速噴出，推動葉輪轉動，以達到熱能轉換成動能。
[0003]蒸汽輪機主要由靜止固定的機殼、噴嘴；轉動部分的葉輪、葉片和軸組成。噴嘴固定在機殼或隔板上，葉片固定在葉輪上。
[0004]從機殼出來的蒸汽通過噴嘴時，壓力下降，體積膨脹形成高速汽流，推動葉輪旋轉而作功。如果蒸汽在葉片中壓力不再降低，也就是蒸汽在葉片通道中的流速(即相對速度)不變化，只是依靠氣流對葉片的沖擊力量而推動轉子轉動，這類汽輪機稱為沖擊式汽輪機，在工業(yè)中應用廣泛。
[0005]蒸汽輪機的優(yōu)點是功率大、效率高、結構簡單、易損件少，運行安全可靠，調速方便、振動小、噪音小等，由于這些突出的優(yōu)點，蒸汽輪機在航空、船舶、發(fā)電、冶金、化工、能源與動力工程等領域有著廣泛的應用。在煉油廠蒸汽輪機可以充分利用煉油過程的余熱生產蒸汽作為機泵的動力，這樣可以綜合利用熱能，因此蒸汽輪機在煉油廠也得到了廣泛的應用。
[0006]現(xiàn)在教學中設置了蒸汽輪機工作原理和結構的內容，但沒有模型，枯燥的文字無法激發(fā)學生們的學習興趣，也很難讓學生們真正理解蒸汽輪機的原理和工作過程，得不到預想的教學效果。
實用新型內容
[0007]本實用新型為了解決上述問題而提供一種向學生演示蒸汽輪機結構和工作原理的蒸汽輪機模型。
[0008]本實用新型為解決這一問題所采取的技術方案是:
[0009]本實用新型的蒸汽輪機模型，包括底座以及設置在底座上方的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型，單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型噴嘴由一個三通管連接頭的兩個接口分別連接，三通管連接頭另一連接口為氣源連接口。機殼內動葉柵中心固定于由機殼兩端中心孔貫穿的轉軸上，轉輪固定于模型出氣端機殼外轉軸上。單級機殼內有一級動葉柵，多級在單級的基礎上機殼內增加了兩級動葉柵和兩級靜葉柵，靜葉柵分別設置于一級與第二級動葉柵之間和二級與三級動葉柵之間，轉軸穿過中心孔，動葉柵、靜葉柵為逐級變大，動葉柵中心固定于轉軸上，靜葉柵外圓固定于機殼內壁固定卡槽內。
[0010]所述的單級沖動式蒸汽輪機模型由兩支柱將機殼柱側面固定臺支撐于底座上，噴嘴設置于機殼進氣端對著動葉柵葉片處的機殼外與機殼為一體，機殼內動葉柵中心固定于轉軸上，轉軸一端用軸承裝配于機殼進氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，另一端通過軸承裝配于排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定轉輪。
[0011]所述的多級沖動式蒸汽輪機模型由4個支柱將機殼柱側面固定臺固定于底座上，噴嘴設置于機殼進氣端對著動葉柵葉片處的機殼外與機殼為一體，機殼內動葉柵3級中心固定于轉軸上，轉軸一端用軸承裝配于機殼進氣端外伸出的圓臺軸承卡槽內，一端通過軸承裝配余排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定轉輪，第一級靜葉柵設置于一級與第二級動葉柵之間，第二級靜葉柵設置于二級與三級動葉柵之間，轉軸穿過中心孔,動葉柵和靜葉柵為逐級變大,靜葉柵外圓固定于機殼內壁固定卡槽內。
[0012]所述的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型的噴嘴為外圓柱型帶密封槽與機殼為一體在機殼進氣端外，內部為長方孔逐級變小與機殼內聯(lián)通。
[0013]所述的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型在同一底座上，用三通管連接頭兩接口分別與單級和多級蒸汽輪機模型噴嘴連接共用同一氣源，噴嘴與三通管連接頭的連接方式為將噴嘴插入三通管連接頭內由密封圈密封固定。
[0014]所述的單級沖動式蒸汽輪機模型機殼由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼外進氣端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外兩側面和圓臺兩側與合接面平行處各有一個帶安裝孔的固定臺以機殼為一體，機殼合接處分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼一體。用螺釘和螺母將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺固定。上部機殼和下部機殼柱側面的固定臺為機殼與支柱安裝臺。
[0015]所述的多級沖動式蒸汽輪機模型機殼壁由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼內設置有一級靜葉柵和2級靜葉柵擋圈與機殼為一體，殼外進汽端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外圓臺兩側各有一個帶安裝孔固定臺和機殼兩側各3個帶安裝孔的固定臺與合接面平行與機殼為一體，機殼合接處側壁截面上分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼為一體。用螺釘和螺母將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺和機殼外3組固定臺的中間一組固定臺固定。上部機殼和下部機殼柱側面的3組固定臺中的靠外兩組固定臺為機殼與支柱安裝臺。
[0016]所述的多級沖動式蒸汽輪機模型動葉柵與靜葉柵的葉片成相反角度。
[0017]所述的單級沖動式蒸汽輪機模型與多級沖動式蒸汽輪機模型的安裝方式為將動葉柵兩端的轉軸用軸套限位裝在軸承內，將兩端的軸承裝到機殼的圓臺軸承安裝槽內，再將上下部機殼合接用螺釘將機殼固定緊。
[0018]所述的多級沖動式蒸汽輪機模型第一級動葉柵與單級的動葉柵相同，噴嘴、汽缸直徑、轉軸、轉輪、進汽方式、排氣方式、排氣孔，動葉柵的安裝方式，轉軸轉輪的安裝方式與單級蒸汽輪機模型相同。
[0019]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0020]本實用新型的蒸汽輪機模型，機殼采用透明材料制作，具有很好的可視性，能夠直觀地展示蒸汽輪機的內部結構。其中，多級沖動式蒸汽輪機模型內部的第一級動葉柵、多級轉輪、多級主軸外徑、多級機殼體外徑、進氣方式、進氣壓力、排氣方式分別與單級沖動式蒸汽輪機模型的單級動葉柵、單級轉輪、單級主軸外徑、單級機殼體外徑、進氣方式、進氣壓力、排氣方式相同，形象地模擬多級蒸汽輪機和單級蒸汽輪機的工作過程，使學生更易于發(fā)現(xiàn)其中的相同之處和不同之處，深入理解和接受蒸汽輪機的工作原理，激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)。
[0021]【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的蒸汽輪機模型的內部結構示意圖；
[0023]圖2是本實用新型的蒸汽輪機模型的側視圖。
[0024]附圖中主要部件符號說明:
[0025]1:單級轉輪2:單級動葉柵
[0026]3:單級機殼4:單級轉軸
[0027]5:多級軸承6:多級圓臺
[0028]7:第一級動葉柵 8:第一級靜葉柵
[0029]9:第二級動葉柵 10:第二級靜葉柵
[0030]11:第三級動葉柵 12:多級機殼
[0031]13:多級轉軸14:多級轉輪
[0032]15:多級排氣孔16:多級固定臺
[0033]17:銷釘18: 螺釘和螺母
[0034]19:多級噴嘴20:三通管連接頭
[0035]21:單級噴嘴22:單級固定臺
[0036]23:單級螺釘24:單級排氣孔
[0037]25:單級圓臺26:螺釘和螺母
[0038]27:單級軸承28:底座
[0039]29:多級支柱30:單級支柱。
【具體實施方式】
[0040]以下參照附圖及實施例對本實用新型的蒸汽輪機模型進行詳細的說明。
[0041]圖1是本實用新型的蒸汽輪機模型的內部結構示意圖；圖2是本實用新型的蒸汽輪機模型的側視圖。如圖1所示，本實用新型的蒸汽輪機模型包括底座28以及設置在底座28上方的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型，單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型噴嘴由一個三通管連接頭20的兩個接口分別連接，三通管連接頭20另一連接口為氣源連接口 ；單級機殼3內動葉柵中心固定于由單級機殼3兩端中心孔貫穿的單級轉軸4上，單級轉輪I固定于模型出氣端機殼外的單級轉軸4上；單級機殼3內有一個單級動葉柵2，多級沖動式蒸汽輪機模型在單級沖動式蒸汽輪機模型的基礎上多級機殼內增加了兩級動葉柵和兩級靜葉柵，靜葉柵分別設置于第一級動葉柵7與第二級動葉柵9之間和第二級動葉柵9與第三級動葉柵11之間，多級轉軸13穿過中心孔，動葉柵、靜葉柵為逐級變大，動葉柵中心固定于多級轉軸13上，靜葉柵外緣固定于多級機殼內壁固定卡槽內。
[0042]單級沖動式蒸汽輪機模型由兩支柱29將機殼柱側面固定臺支撐于底座28上，單級噴嘴21設置于單級機殼進氣端對著動葉柵 葉片處的機殼外與機殼為一體，單級機殼內動葉柵中心固定于單級轉軸4上,單級轉軸4 一端用軸承裝配于機殼進氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，另一端通過軸承裝配于排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定單級轉輪I。
[0043]單級沖動式蒸汽輪機模型機殼由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼外進氣端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外兩側面和圓臺兩側與合接面平行處各有一個帶安裝孔的單級固定臺22以機殼為一體，機殼合接處分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼一體；用螺釘和螺母將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺固定；上部機殼和下部機殼柱側面的固定臺為機殼與支柱安裝臺。
[0044]多級沖動式蒸汽輪機模型由4個支柱將機殼柱側面固定臺固定于底座上，多級噴嘴19設置于多級機殼進氣端對著動葉柵葉片處的機殼外與機殼為一體，多級機殼內動葉柵3級中心固定于多級轉軸13上，多級轉軸一端用軸承裝配于機殼進氣端外伸出的圓臺軸承卡槽內，一端通過軸承裝配余排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定多級轉輪14，第一級靜葉柵8設置于第一級動葉柵7與第二級動葉柵9之間，第二級靜葉柵10設置于第二級動葉柵9與第三級動葉柵11之間，多級轉軸13穿過中心孔，動葉柵和靜葉柵為逐級變大，靜葉柵外圓固定于多級機殼內壁固定卡槽內。
[0045]多級沖動式蒸汽輪機模型機殼壁由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼內設置有一級靜葉柵和2級靜葉柵擋圈與機殼為一體,殼外進汽端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外圓臺兩側各有一個帶安裝孔固定臺16和機殼兩側各3個帶安裝孔的固定臺與合接面平行與機殼為一體，機殼合接處側壁截面上分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼為一體；用螺釘和螺母將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺和機殼外3組固定臺的中間一組固定臺固定；上部機殼和下部機殼柱側面的3組固定臺中的靠外兩組固定臺為機殼與支柱安裝臺。
[0046]單級噴嘴21和多級噴嘴19為外圓柱型帶密封槽與機殼為一體在機殼進氣端外，內部為長方孔逐級變小與機殼內聯(lián)通。
[0047]單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型在同一底座上，用三通管連接頭20兩接口分別與單級噴嘴21和多級噴嘴19連接共用同一氣源，噴嘴與三通管連接頭的連接方式為將噴嘴插入三通管連接頭內由密封圈密封固定。
[0048]多級沖動式蒸汽輪機模型動葉柵與靜葉柵的葉片成相反角度。
[0049]單級沖動式蒸汽輪機模型與多級沖動式蒸汽輪機模型的安裝方式為將動葉柵兩端的轉軸用軸套限位裝在軸承內，將兩端的軸承裝到機殼的圓臺軸承安裝槽內，再將上下部機殼合接用螺釘將機殼固定緊。
[0050]多級沖動式蒸汽輪機模型第一級動葉柵與單級的動葉柵相同，噴嘴、汽缸直徑、轉軸、轉輪、進汽方式、排氣方式、排氣孔，動葉柵的安裝方式，轉軸轉輪的安裝方式與單級蒸汽輪機模型相同。
[0051]本實用新型的機殼體為透明的結構，具有很好的可視性，能夠讓學生們透過機殼體看到設置在其內部的蒸汽輪機內部結構模型。
[0052]利用本實用新型的蒸汽輪機模型模擬蒸汽輪機，只需從有機玻璃罩的任意一端吹入氣流，即使是很小的氣流，也能觀察到動葉柵在氣流的帶動下帶動中央的主軸一起轉動。這一過程可以清楚的演示出蒸汽輪機利用從外來的氣流，沖擊汽輪機的葉片帶動機軸一起轉動的過程，再配合老師的講解，使學生們能夠清楚地了解掌握蒸汽輪機的結構、工作原理和工作過程。
【權利要求】
1.一種蒸汽輪機模型，其特征在于:包括底座(28)以及設置在底座(28)上方的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型，單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型噴嘴由一個三通管連接頭(20)的兩個接口分別連接，三通管連接頭(20)另一連接口為氣源連接口 ；單級機殼(3)內動葉柵中心固定于由單級機殼(3)兩端中心孔貫穿的單級轉軸(4)上，單級轉輪(I)固定于模型出氣端機殼外的單級轉軸(4)上；單級機殼(3)內有一個單級動葉柵(2)，多級沖動式蒸汽輪機模型在單級沖動式蒸汽輪機模型的基礎上多級機殼內增加了兩級動葉柵和兩級靜葉柵，靜葉柵分別設置于第一級動葉柵(7)與第二級動葉柵(9)之間和第二級動葉柵(9)與第三級動葉柵(11)之間，多級轉軸(13)穿過中心孔，動葉柵、靜葉柵為逐級變大，動葉柵中心固定于多級轉軸(13)上，靜葉柵外緣固定于多級機殼內壁固定卡槽內。
2.根據權利要求1所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的單級沖動式蒸汽輪機模型由兩支柱(29)將機殼柱側面固定臺支撐于底座(28)上，單級噴嘴(21)設置于單級機殼進氣端對著動葉柵葉片處的機殼外與機殼為一體，單級機殼內動葉柵中心固定于單級轉軸(4)上,單級轉軸(4) 一端用軸承裝配于機殼進氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，另一端通過軸承裝配于排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定單級轉輪(I)。
3.根據權利要求1所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的多級沖動式蒸汽輪機模型由4個支柱將機殼柱側面固定臺固定于底座上，多級噴嘴(19)設置于多級機殼進氣端對著動葉柵葉片處的機殼外與機殼為一體，多級機殼內動葉柵3級中心固定于多級轉軸(13)上，多級轉軸一端用軸承裝配于機殼進氣端外伸出的圓臺軸承卡槽內，一端通過軸承裝配余排氣端中心向外延伸的圓臺軸承卡槽內，并伸出機殼外固定多級轉輪(14),第一級靜葉柵(8)設置于第一級 動葉柵(7)與第二級動葉柵(9)之間，第二級靜葉柵(10)設置于第二級動葉柵(9)與第三級動葉柵(11)之間，多級轉軸(13)穿過中心孔，動葉柵和靜葉柵為逐級變大，靜葉柵外圓固定于多級機殼內壁固定卡槽內。
4.根據權利要求1所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的噴嘴為外圓柱型帶密封槽與機殼為一體在機殼進氣端外，內部為長方孔逐級變小與機殼內聯(lián)通。
5.根據權利要求1所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的單級沖動式蒸汽輪機模型和多級沖動式蒸汽輪機模型在同一底座上，用三通管連接頭(20)兩接口分別與單級噴嘴(21)和多級噴嘴(19)連接共用同一氣源，噴嘴與三通管連接頭的連接方式為將噴嘴插入三通管連接頭內由密封圈密封固定。
6.根據權利要求2所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的單級沖動式蒸汽輪機模型機殼由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼外進氣端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外兩側面和圓臺兩側與合接面平行處各有一個帶安裝孔的單級固定臺(22)以機殼為一體，機殼合接處分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼一體；用螺釘和螺母(26)將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺固定；上部機殼和下部機殼柱側面的固定臺為機殼與支柱安裝臺。
7.根據權利要求3所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的多級沖動式蒸汽輪機模型機殼壁由上部機殼和下部機殼合接形成內圓柱形空心殼體，殼內設置有一級靜葉柵和2級靜葉柵擋圈與機殼為一體，殼外進汽端噴嘴、排氣端排氣孔和進排氣兩端軸承固定圓臺各成兩半分別在機殼合接處與上部機殼和下部機殼為一體，上部機殼和下部機殼合接處外圓臺兩側各有一個帶安裝孔固定臺(16)和機殼兩側各3個帶安裝孔的固定臺與合接面平行與機殼為一體，機殼合接處側壁截面上分別有固定銷和與固定銷對應的固定孔與機殼為一體；用螺釘和螺母將上、下部機殼圓臺兩端的固定臺和機殼外3組固定臺的中間一組固定臺固定；上部機殼和下部機殼柱側面的3組固定臺中的靠外兩組固定臺為機殼與支柱安裝臺。
8.根據權利要求3所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的多級沖動式蒸汽輪機模型動葉柵與靜葉柵的葉片成相反角度。
9.根據權利要求2或權利要求3所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的單級沖動式蒸汽輪機模型或多級沖動式蒸汽輪機模型的安裝方式為將動葉柵兩端的轉軸用軸套限位裝在軸承內，將兩端的軸承裝到機殼的圓臺軸承安裝槽內，再將上下部機殼合接用螺釘將機殼固定緊。
10.根據權利要求2或權利要求3所述的蒸汽輪機模型，其特征在于:所述的多級沖動式蒸汽輪機模型第一級動葉柵與單級的動葉柵相同，噴嘴、汽缸直徑、轉軸、轉輪、進汽方式、排氣方式、排氣孔·，動葉柵的安裝方式，轉軸轉輪的安裝方式與單級蒸汽輪機模型相同。
【文檔編號】G09B25/02GK203644293SQ201320715712
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權日:2013年11月14日
【發(fā)明者】常金星, 陳安麗 申請人:天津啟星動力科技有限公司