一種電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸泵裝置及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程栗站技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置及 應(yīng)用方法，主要用于指導(dǎo)工程技術(shù)人員設(shè)計水力性能優(yōu)異的電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 大型低揚(yáng)程栗站廣泛應(yīng)用于水資源配置、農(nóng)業(yè)排灌、水環(huán)境治理和城市排澇等許 多對我國社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響重大的領(lǐng)域。設(shè)計揚(yáng)程在3m以下的大型低揚(yáng)程栗站常用水力 性能好的燈泡式貫流栗裝置。這種貫流栗裝置的特點(diǎn)是:在流道內(nèi)設(shè)置俗稱"燈泡體"的密 閉金屬殼體，將電機(jī)、齒輪箱、軸承及軸承座等設(shè)備布置在其中。由于布置在流道內(nèi)的燈泡 體尺寸受到很大限制，導(dǎo)致設(shè)備布置及檢修所需的空間尺寸較為緊張，同時還帶來結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、電機(jī)散熱條件差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是針對上述燈泡式貫流栗裝置的缺陷，提供了一種電機(jī)后置側(cè)臥 式軸伸栗裝置及應(yīng)用方法。本發(fā)明的特征是:所述電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置由進(jìn)水流道、 軸流栗栗體和出水流道組成，電機(jī)布置在出水流道的外側(cè);將所述出水流道設(shè)計成沿水平 方向彎曲的彎曲形，水栗軸由栗體的導(dǎo)葉體出口穿出出水流道，與所述軸流栗栗體配套使 用的軸承及軸承座和臥式電機(jī)布置在出水流道的同一側(cè)，依次與水栗軸聯(lián)接;進(jìn)水流道由 進(jìn)水直線段、曲線過渡段和出口圓臺段組成，其中進(jìn)水直線段的底邊下降角、長度和進(jìn)口寬 度可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；出水流道由平面彎曲段和出水直線段組成，其中出水直線段 的底邊上升角和長度可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整;所述進(jìn)、出水流道過流面的各幾何尺寸均 用以水栗葉輪直徑Do為基準(zhǔn)的相對值表示，將相對值乘以栗站擬采用的水栗葉輪直徑D 0即 可得該栗站進(jìn)、出水流道實(shí)際需要的尺寸。本發(fā)明將電機(jī)、齒輪箱、軸承及軸承座等設(shè)備布 置在出水流道外側(cè)，具有結(jié)構(gòu)較為簡單、電機(jī)散熱條件較好、機(jī)組安裝檢修方便、造價較低 等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：
[0005] 1.提供的電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置依次由進(jìn)水流道、軸流栗栗體和出水流道組 成；
[0006] 2.將所述出水流道設(shè)計成沿水平方向彎曲的彎曲形，以便栗軸由栗體導(dǎo)葉體出口 穿出出水流道；
[0007] 3.與所述軸流栗栗體配套使用的軸承及軸承座、齒輪箱和臥式電機(jī)等設(shè)備布置在 出水流道外側(cè)的栗軸中心線的延長線上，與所述栗軸依次聯(lián)接；
[0008] 4.所述進(jìn)水流道由進(jìn)水直線段、曲線過渡段和出口圓臺段組成，其中，進(jìn)水直線段 和出口圓臺段的主要幾何參數(shù)提供取值及調(diào)整范圍，曲線過渡段提供斷面尺寸數(shù)據(jù)表； [0009] 5.根據(jù)栗站揚(yáng)程選用合適的高性能軸流栗，軸流栗栗體由葉輪及葉輪室和導(dǎo)葉體 組成；
[0010] 6.所述出水流道由平面彎曲段和出水直線段組成，其中，出水直線段的主要幾何 參數(shù)提供取值及調(diào)整范圍，平面彎曲段提供斷面尺寸數(shù)據(jù)表；
[0011] 7 .對所述進(jìn)、出水流道分別進(jìn)行基于CH)的優(yōu)化水力設(shè)計研究，確保進(jìn)、出水流道 的水力性能優(yōu)異；
[0012] 8.所述進(jìn)、出水流道過流面的各幾何尺寸均用以水栗葉輪直徑Do為基準(zhǔn)的相對值 表示，將相對值乘以栗站擬采用的水栗葉輪直徑Do即可得該栗站進(jìn)、出水流道實(shí)際需要的 尺寸，單位為m;
[0013] 9.所述進(jìn)水流道進(jìn)水直線段的長度、進(jìn)口斷面寬度和底邊下降角可在一定范圍內(nèi) 進(jìn)行調(diào)整，所述出水流道出水直線段的長度和底邊上升角也可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以 適應(yīng)不同栗站的實(shí)際情況。
[0014] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0015] 1.提供的電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置依次由進(jìn)水流道、軸流栗栗體和出水流道組 成;軸流栗栗體由葉輪及葉輪室和導(dǎo)葉體組成；
[0016] 2.將所述出水流道設(shè)計成沿水平方向彎曲的彎曲形，以便栗軸可由栗體導(dǎo)葉體出 口穿出出水流道；出水流道在平面方向的彎曲可以有向右和向左(從進(jìn)水流道向出水流道 的方向看，下同）兩種彎曲方式；
[0017] 3.與所述軸流栗栗體配套使用的軸承及軸承座、齒輪箱和臥式電機(jī)等設(shè)備布置在 出水流道外側(cè)的栗軸中心線的延長線上，與所述栗軸依次聯(lián)接；
[0018] 4.提供的電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置水力性能優(yōu)異，其主要水力性能指標(biāo)如下：
[0019] (1)進(jìn)水流道：出口斷面水流速度分布均勻度Vu 2 98%，流道出口水流進(jìn)入水栗葉 輪室的平均角度Θ 2 88.5°，設(shè)計流量時的水頭損失Δ h < 0.08m;
[0020] (2)出水流道:設(shè)計流量時的水頭損失△ h ^ 0.15m;
[00211 (3)栗裝置:設(shè)計工況的栗裝置效率η 2 80% ;
[0022] 5.所述進(jìn)水流道由進(jìn)水直線段、曲線過渡段和出口圓臺段組成，進(jìn)水直線段內(nèi)設(shè) 有中隔墩；
[0023] 所述進(jìn)水直線段位于進(jìn)水流道的前部，進(jìn)水直線段的作用一方面是滿足栗房上部 結(jié)構(gòu)布置的要求，另一方面是對從栗站前池進(jìn)入進(jìn)水流道的水流作初步調(diào)整;所述進(jìn)水直 線段的長度Lfifel儀鍛=1.212Do，底邊下降角α = 5°，進(jìn)口斷面寬度雜細(xì)η = 2.364Do，進(jìn)口斷 面高度纖affia = 1.782D〇，進(jìn)口頂板圓弧半徑R進(jìn)CiiPK = 0.8m;所述中隔墩的長度LBt= 1.212D〇，寬度改驗(yàn)=0.8m，頭部圓弧半徑飾隞鄕=0.4m，尾部圓弧半徑飾_·= 1.5m;
[0024] 曲線過渡段位于進(jìn)水直線段之后，曲線過渡段的作用是引導(dǎo)水流平緩轉(zhuǎn)向和均勻 收縮，在此過程中，曲線過渡段的斷面形狀采用連續(xù)變化的直邊圓角形，以便所述斷面形狀 由矩形漸變?yōu)閳A形；所述曲線過渡段的長度LaM段=2.121D0,進(jìn)口斷面寬度BaMaan = 2.09IDo，進(jìn)口斷面高度H過觸扣=1.554D〇;提供含曲線過渡段斷面位置的所述電機(jī)后置側(cè)臥 式軸伸栗裝置立面示意圖、平面示意圖和斷面尺寸數(shù)據(jù)表;斷面尺寸包括曲線過渡段各斷 面的立面上邊線坐標(biāo)(Χη，Υη)、立面下邊線坐標(biāo)(X 2i，Y2i)、斷面高度Hwi、斷面寬度Bwi和過渡 圓半徑R wl，各斷面編號i及數(shù)據(jù)列于表1;
[0025] 表1進(jìn)水流道曲線過渡段斷面尺寸數(shù)據(jù)表
[0026]
[0027] 出口圓臺段位于曲線過渡段之后，出口圓臺段的作用是對水流作最后的整流，以 為葉輪室進(jìn)口提供均勻的流態(tài)；出口圓臺段的斷面形狀為圓形，出口圓臺段的長度Lhm= 0.394D〇，進(jìn)口斷面直徑D隱毅扣=1.034D q，出口斷面直徑D0淺拙□ = 0.973D0;
[0028] 6.所述軸流栗栗體位于進(jìn)水流道和出水流道之間，其葉輪室進(jìn)口斷面與進(jìn)水流道 出口斷面聯(lián)接，其導(dǎo)葉體出口斷面與出水流道進(jìn)口斷面聯(lián)接，其作用是向水流提供能量、產(chǎn) 生揚(yáng)程，可根據(jù)栗站揚(yáng)程選用合適的高性能軸流栗；
[0029] 7 .所述出水流道由平面彎曲段和出水直線段組成；
[0030] 平面彎曲段的進(jìn)口斷面與軸流栗導(dǎo)葉體出口斷面聯(lián)接，平面彎曲段的作用是引導(dǎo) 水流有序轉(zhuǎn)向和平緩擴(kuò)散;平面彎曲段的斷面形狀為一系列連續(xù)變化的直邊圓角形，以便 所述斷面形狀由圓形漸變?yōu)榫匦?平面彎曲段的長度L彎搬=3.424D〇，進(jìn)口斷面直徑1>彎慨8扣 =1.052D〇，出口斷面高度H額馳口 = 1.853D〇，出口斷面寬度拙口 = 1. 133D〇;提供含平面彎 曲段斷面位置的所述電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置立面示意圖、平面示意圖和斷面尺寸數(shù)據(jù) 表;斷面尺寸包括各斷面的立面上邊線坐標(biāo)立面下邊線坐標(biāo)0'下」，^下〇、斷 面高度H wj、平面左邊線坐標(biāo)W左左」）、平面右邊線坐標(biāo)W右右」）、斷面寬度Bwj和過渡 圓半徑Rw，各斷面編號j及數(shù)據(jù)列于表2;
[0031] 表2出水流道平面彎曲段斷面尺寸數(shù)據(jù)表
[0032]
[0033] 所述出水直線段位于平面彎曲段之后，出水直線段的作用是引導(dǎo)水流向斜上方流 動，并在此過程中繼續(xù)平緩擴(kuò)散，將水流動能轉(zhuǎn)化為壓能;所述出水直線段的長度L#_= 2.576D。，底邊上升角β = 5°，出口斷面高度纖拙a = 2.303D〇,出口斷面寬度BtteKi纖拙口 = 1.400D〇；
[0034] 8. -種電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置的應(yīng)用方法，包括：
[0035] (1)所述電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置進(jìn)、出水流道各幾何尺寸的相對值乘以栗站 擬采用的水栗葉輪直徑Do得擬應(yīng)用本發(fā)明的栗站進(jìn)、出水流道的實(shí)際尺寸，單位為m;
[0036] (2)所述電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置進(jìn)水流道進(jìn)水直線段的長度= 1.212D〇,可根據(jù)進(jìn)水流道上部結(jié)構(gòu)布置的需要在此基礎(chǔ)上縮短或加長，但Lfibxa鍛的調(diào)整量 不大于〇.6D〇;Lma鍛調(diào)整后，中隔墩長度作相應(yīng)調(diào)整，其調(diào)整量與進(jìn)水直線段長度的調(diào)整 量相同；
[0037] (3)所述電機(jī)后置側(cè)臥式軸伸栗裝置進(jìn)水流道進(jìn)水直線段的進(jìn)口斷面寬度 BjfeKi雜琎P = 2.364D〇，可根據(jù)水栗機(jī)組間距布置的需要在此基礎(chǔ)上減少或加大，但Bjfexa鍛扣 的調(diào)整量不大于0.15D〇;
[0038]