CN103328813A - 涡轮机械的蜗壳及用于生产涡轮机械的蜗壳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮机械特别是涡轮机、泵或泵涡轮的蜗壳(1)，所述蜗壳由在周向方向上依次布置并且在相应的端侧处彼此连接的多个区段(2)构成，所述区段在到支撑叶片(3)的入口处具有引导装置。其特征在于，提供由塑料构成的各个引导区段(9)。此外，本发明还涉及一种用于生产涡轮机械的蜗壳(1)及其引导装置的方法，其中，引导区段(9)由塑料铸造而成。由于各个引导区段(9)由塑料制造，因而能够确保容易适于蜗壳的变化轮廓以及满意且有保证的紧固。

Description

涡轮机械的蜗壳及用于生产涡轮机械的蜗壳的方法

技术领域

本发明涉及一种涡轮机械，特别是涡轮机、泵或泵涡轮的蜗壳，所述蜗壳包括在圆周方向依次布置并且在相应的端面处彼此连接的多个区段，并且所述蜗壳到支撑叶片的入口处具有引导装置。此外，本发明还涉及用于生产涡轮机械的蜗壳及其引导装置的方法。

背景技术

例如从DE-AS1258360已知这种类型的蜗壳。在此，支撑叶片的侧部(入口导叶环形轮缘)在这里被设计成平行板。为了提高液压效率，使用钢导叶，所述钢导叶以螺纹连接方式固定到焊接的肋。这些导叶具有若干劣势。由于作用在导叶上的液压负荷的相对较高的不准确性，目前的设计都是对缺口应力敏感的，这能够导致在当前动态负荷下的裂纹扩展，从而导致导叶的失效。此外，如果导叶的紧固失效，则将可能导致涡轮机的较大损坏。本发明的目的在于提高液压效率的同时降低损坏敏感性。

发明内容

因此，本发明的特征在于，提供有塑料制成的各个引导区段。通过用塑料材料制作单各个引导设备，一方面显著降低了损坏频率，另一方面降低了任何损坏的程度。

本发明另一优选实施例的特征在于，由塑料制成的引导区段被铸造而成。由此，能够以简单且低成本方式制造引导区段。

本发明优选实施例的特征在于，引导区段被螺纹连接到位于支撑叶片的入口处的支撑叶片侧部，其中引导区段具有用于螺纹连接的内孔连接部。

本发明另一优选实施例的特征在于，引导区段适于蜗壳的形状。这样，各个引导区段因此具有正确的形状。

本发明还涉及一种用于生产涡轮机械的蜗壳及其引导装置的方法。根据本发明，其特征在于，引导区段由塑料铸造而成。由此，能够以简单且低成本方式制作引导区段。

本发明另一有利实施例的特征在于，将模壳组装在蜗壳中，尤其是环绕着区段，并填充塑料铸造材料，从而使引导区段成形，其中铸造好的引导区段能够随后从模壳上移除并清理。

本发明一个优选实施例的特征在于，引导区段被螺纹连接到在支撑叶片的入口处的支撑叶片侧部。

根据本发明所述方法的替代实施例的特征在于，在模具中铸造引导区段，其中能够对被铸造的引导区段进行机加工，以使被铸造的引导区段适于沿周边变化的螺旋轮廓。通过在对于所有区段而言是相同的模具中铸造区段并且随后适于螺旋轮廓，能够优化成本(批量生产)，并且从节约材料的角度看材料用量也能够被优化。

附图说明

现在基于附图中所示的实施例来描述本发明，其中：

图1示出了运用本发明的水轮机的入口螺旋管；

图2示出了根据现有技术的带有支撑叶片和支撑叶片侧部以及引导元件的螺旋管的区域；

图3示出了图2的细节；

图4示出了与图3相似的根据本发明的细节；并且

图5a和5b示出了根据本发明的引导区段的视图。

具体实施方式

图1示出了其中运用本发明的水轮机的入口螺旋管1。所述入口螺旋管包括多个区段2，所述多个区段2的横截面积在入口处开始沿周向方向减小。入口螺旋管1具有被牢固地焊接到支撑叶片侧部的支撑叶片3。

图2示出了根据现有技术的带有支撑叶片3和支撑叶片侧部4以及在这里被设计为导叶的引导元件5的螺旋管1的区域。引导元件5是圆筒状的并且借助于多个紧固肋6固定，所述多个紧固肋绕周向布置并且被连接到支撑叶片侧部。

图3再次详细示出该紧固结构。沿周向方向变化的螺旋表层(skin)7的横截面在此处同样清晰可见。该设计的另一难点在于紧固螺钉8由于在入口中的水流的波动压力而变松并掉落的风险。松动的导叶能够导致涡轮机的损坏。此外，设施的效率会因导叶5不再被正确固定而降低。

图4示出了根据本发明的具有引导区段9的图3的细节图。适于螺旋表面7的引导区段9的轮廓10在此处可见。螺旋表层7’的位置以及适于螺旋表层7’的相应的引导区段9的轮廓10’导致蜗壳的更窄的横截面。

根据本发明，引导元件由大量的引导区段9构成，所述大量的引导区段9通过螺钉11被附接到支撑侧部4。通过内孔连接部12将螺钉11保持在引导区段9中，并且通过塞子13将螺钉11固定在支撑叶片侧部4中。引导区段9由塑料制成，并且内孔连接部12在铸造引导区段时被包含在引导区段中。

存在生产根据本发明的引导区段的多种方法。

由塑料制成的引导区段9可以现场铸造。用于通过支撑叶片侧部4螺纹连接的内孔连接部12首先与保持螺钉11固定。然后在模壳(formwork)中区段接区段地围成螺旋管1，所述模壳填充有铸塑塑料，其中，将隔离剂施加到支撑叶片侧部4和螺旋表层7的内侧，使得引导区段能够在铸造完成之后从该模具移除，并且相应地制备，以用于最后组装。因而，各个引导区段因此具有正确的形式，并且在引导区段9和螺旋表层7之间不存在任何类型的空穴。作为替代方案，能够在对于所有区段相同的模具中铸造引导区段，并且之后对引导区段进行加工，以适于绕轮廓改变的螺旋表层7，7’。用于将区段螺纹固定到支撑叶片侧部4的内孔连接部12同样同时在该模具中铸造。在此还能够优化铸造体积，以节省材料。

引导区段9还能够例如在CNC铣床上从半成品铣制而成。在这种情况下，需要铣出用于内孔连接部12的切口13(件图5a和5b)，以保持内孔连接部12，用于在组装前的螺纹连接。另外，由塑料制成的环形区段或圆筒能够被焊接在一起，以形成引导区段9的形状，其中加强肋同样能够作为额外的措施而被焊接在其中。

图5a示出了根据本发明的由塑料制成的引导区段9的螺旋侧的三维图，其中此处示出的切口13作为示例是从半成品铣制而成的。如果引导区段9铸造而成的，则当然不需要切口13。图5b示出了上游侧的三维视图。同样能够从这些图中看出体积的优化。

Claims (10)

1.一种涡轮机械特别是涡轮机、泵或泵涡轮的蜗壳，所述蜗壳由多个区段(2)构成，所述多个区段(2)在周向方向上依次布置并且在相应的端面处彼此连接，所述蜗壳在到支撑叶片(3)的入口处具有引导装置，其特征在于，各个引导区段(9)被设置成由塑料制成。

2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，由塑料制成的所述引导区段(9)被铸造而成。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的蜗壳，其特征在于，所述引导区段(9)被螺纹连接到位于所述支撑叶片(3)的入口处的支撑叶片侧部(4)。

4.根据权利要求3所述的蜗壳，其特征在于，所述引导区段(9)具有用于螺纹连接的内孔连接部(12)。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的蜗壳，其特征在于，所述引导区段(9)适于所述蜗壳(1)的形状。

6.一种用于生产根据权利要求1所述的涡轮机械的蜗壳及其引导装置的方法，其特征在于，由塑料制成的引导区段(9)被铸造而成。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，将模壳组装在所述蜗壳(1)中，特别地将模壳绕所述区段组装在所述蜗壳(1)中，并且所述模壳填充有塑料铸造材料，从而使所述引导区段(9)成形。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，将所述引导区段(9)螺纹连接到所述支撑叶片(3)的入口处的支撑叶片侧部(4)。

9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，在模具中铸造所述引导区段(9)。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，所铸造的引导区段(9)被机加工，以使得所铸造的引导区段(9)适于沿周向变化的螺旋轮廓(7，7’)。

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