用于水力涡轮的具有叶片间型材的预成型插塞制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14)，所述叶片间型材(14)包括型材(16)和插塞(18)，插塞(18)形成型材(16)的基座，并旨在用于插入到在叶片中制作的对应的孔(21)中。

Preformed plug with profile between blades for hydraulic turbine

【技术实现步骤摘要】
用于水力涡轮的具有叶片间型材的预成型插塞
本专利技术涉及水电行业的领域。
技术介绍
图1示出了已知的涡轮转轮，其包括布置在冠部4与带6之间的转轮叶片2。这些叶片中的各个在前缘8与后缘10之间延伸，水从后缘10流入尾水管(未在图1上显示)。本申请不仅适用于这样的涡轮(Francis等)以及具有冠部和带的涡轮泵转轮，而且适用于仅具有冠部的涡轮转轮(螺旋桨或Kaplan或斜流等)。中空的叶片间型材12可安装在这样的水力涡轮中的叶片之间，以便向涡轮流提供通气。更确切地说，如在US2016/0327012中阐释的那样，将空气注射到水流中，以便增加流过涡轮的水中的溶解氧含量。更确切地说，各个这样的中空的叶片间型材提供位于型材表面中的通气通路和内部通道，以用于使空气从叶片中的空气通道流过而进入流动的水中。然后，注射的空气中的氧转移到贫氧的流动水中，从而随着气泡与周围的水混合而提高溶解氧水平。这样的叶片间型材的制造及其在叶片上的定位呈现出挑战。在已组装转轮之后将叶片间型材固定在对应的叶片上：可能难以确保精确地定位叶片间型材，并且在转轮叶片之间仅存在有限的工作空间以用于最终组装和精加工。然而，必须仔细地定位叶片间型材，以防止由于在水力上较差地定向的型材而导致的流分离和气穴。另一个困难是涡轮转轮的几何形状是大体上固定的，并且在不移除涡轮转轮并替换它的情况下不可修改其几何形状。因此存在以下问题：找到一种叶片间型材和叶片的新结构，从而实现转轮的更简单的制造过程。还存在以下问题：找到一种用于减少必须在转轮叶片之间工作的操作员所需的操作数量的过程。
技术实现思路
本专利技术首先涉及一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材，所述叶片间型材包括型材和形成型材的基座的插塞。所述插塞旨在用于插入到在具有空气通道的转轮叶片中制作的对应的孔中。因此，叶片间型材在插塞上预成形，该插塞可定位在转轮叶片上的对应的孔中。插塞与孔协作来确定处于正确取向的叶片间型材的位置和取向，并提高了可制造性和组装的简易性。因此避免了任何差的取向的可能性。预加工的叶片间型材插塞的使用解决了以上结合包括叶片间型材的现有技术涡轮而提到的困难。特别地，用于安装叶片间型材的插塞的使用确保了所述型材的单一取向并消除了失准的可能性。由于已将叶片间型材设计成相对于水流而较好地定向，故确保型材仅可沿一个方向定向减小了在型材以错误的取向安装时可发生的流分离或气穴的可能性。根据本专利技术的叶片间型材可包括在型材的至少下部与插塞的上侧的至少部分之间具有至少一个有限曲率半径r的至少一个区或圆角，其减少了负面水力现象，特别是马蹄形涡旋行为。所述曲率半径r可沿着型材的所述下部的至少部分和插塞的所述上侧的至少部分而为可变的。因此预加工包括用于减少马蹄形涡旋行为的具有至少一个有限曲率半径r的一个或多个区的叶片间型材的形状，并且该形状减少了最终组装时间并降低了与尺寸需求不相符的风险。由于在插塞和型材上预制造这样的特征，故在其在涡轮转轮的两个叶片之间的制造期间不需要人工控制，这消除了在小空间中的人工操作。根据本专利技术的叶片间型材可包括至少一个通气通道，例如通过叶片间型材的侧面中的至少一个的至少一个槽和/或至少一个孔。(一个或多个)通气通路可具有复杂的几何形状；不可接近或不容易接近以用于加工已安装的叶片间型材的这样的通路。此外，清洁或维护或修理这样的通路和/或在型材内部并位于所述通路后方的通道是困难的。当异物已穿过通气通路并卡在其后方的通道中从而引起涡轮的通气潜力降低并降低发电厂下方的尾水渠中的溶解氧水平时，清洁是特别必要的。还需要使这些通气通路和/或叶片间型材的形状适应于转轮的新操作条件。涡轮转轮的几何形状是固定的，并且仅可通过移除整个涡轮转轮并通过替换它来修改其几何形状(这非常耗时且非常昂贵)。备选地，在不移除整个涡轮转轮的情况下加工通气通路会产生其它困难，这是因为可用于加工的空间减小并且需要专用工具。由于以上原因，在优选的实施例中，根据本专利技术的叶片间型材包括至少一个可移除的盖板，所述盖包括：至少一个通气通路，例如至少一个槽和/或至少一个孔；以及固定装置，例如用于至少一个螺钉或螺栓的至少一个孔，其用于将所述可移除的盖固定到所述叶片间型材上，并在需要时从所述叶片间型材拆卸所述可移除的盖。可执行可移除的盖板、特别是其外表面的详细加工(因为可容易地接近该盖板)，因此提高了准确度并降低了不相符的加工的风险。此外，由于盖板是可移除的，故可促进通气通路和通气通道的长期维护。当移除盖板时，存在好得多的通向通气通道的入口，从而使得更容易清洁通气通道并移除太大而不能配合通过通气通路的任何异物。可移除的盖板小于整个叶片间型材，使得重量不是问题，并且可在不拆卸涡轮的情况下移除盖板，从而减少停机时间。这允许替换损坏的盖板，或通过具有不同几何形状(例如(一个或多个)通气通路和/或型材本身的水力形状的不同几何形状)的不同盖板来替换盖板，从而不需要对整个涡轮进行重大修复。另一个优点是可直接在可移除的盖板上修改通气通路和/或叶片间型材的几何形状。设计改进和修改可直接结合到可移除且可替换的盖板中，而不需要重大的停机来移除并替换涡轮转轮。本专利技术还涉及一种转轮叶片，其包括叶片和根据本专利技术的以上实施例中的一个的至少一个叶片间型材。所述至少一个叶片间型材和所述叶片可组装或连结(例如焊接)在一起。本专利技术还涉及一种用于制造涡轮转轮的方法，涡轮转轮包括布置在冠部与带之间或者从冠部或从中心毂延伸的转轮叶片，所述转轮叶片中的至少一个是根据本专利技术的转轮叶片，所述方法包括将所述叶片与至少所述冠部或所述中心毂组装，且然后组装根据本专利技术的所述至少一个叶片和根据本专利技术的至少一个叶片间型材。本专利技术还涉及一种涡轮转轮，其包括转轮叶片，转轮叶片中的至少一个是根据本专利技术的转轮叶片，所述转轮叶片布置在冠部与带之间，或者所述转轮叶片从冠部或中心毂延伸。本专利技术还涉及一种用于制造转轮叶片的方法，转轮叶片包括叶片和根据本专利技术的至少一个叶片间型材，所述方法包括：-制造包括空气通路和至少一个孔的叶片，至少一个孔适应于容纳所述至少一个叶片间型材的插塞；-将所述叶片间型材的插塞定位在所述孔中，并例如通过焊接来将所述插塞与所述叶片组装。根据本专利技术的方法提高了涡轮转轮的可制造性。插塞和孔的组合通过在组装之前固定叶片间型材的位置来改进组装。插塞上的特征(诸如预加工的焊接半径)减少了在最终组装和加工期间焊接这些特征所必要的时间。在根据本专利技术的叶片间型材包括内部通道和覆盖所述内部通道的至少部分的可移除的盖板或转轮叶片包括这样的叶片间型材的特定情况下，所述方法包括移除所述可移除的盖板，并且：-清洁和/或维护和/或加工所述内部通道和/或所述可移除的盖板的至少一个通气通路；-且/或利用另一个可移除的盖板来替换所述可移除的盖板，且/或加工所述可移除的盖板的至少一个通气通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14, 14a)，所述叶片间型材(14, 14a)包括型材(16)和插塞(18)，所述插塞(18)形成所述型材(16)的基座，并旨在用于插入到在叶片中制作的对应的孔(21)中。/n

【技术特征摘要】
20180803 EP 18306071.41.一种用于涡轮转轮叶片的叶片间型材(14,14a)，所述叶片间型材(14,14a)包括型材(16)和插塞(18)，所述插塞(18)形成所述型材(16)的基座，并旨在用于插入到在叶片中制作的对应的孔(21)中。


2.根据权利要求1所述的叶片间型材(14,14a)，其特征在于，所述叶片间型材(14,14a)包括在所述型材(16)的下部与所述插塞的上侧(20)之间具有有限的曲率半径r的至少一个区(24,26)。


3.根据权利要求2所述的叶片间型材(14,14a)，其特征在于，所述曲率半径r沿着所述型材(16)的所述下部的至少部分和所述插塞的所述上侧(20)的至少部分而是可变的。


4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的叶片间型材(14,14a)，其特征在于，所述叶片间型材(14,14a)包括至少一个通气通路，例如通过所述叶片间型材(14,14a)的侧面(161,162)中的至少一个的至少一个槽(30)和/或至少一个孔。


5.根据权利要求1至权利要求3所述的叶片间型材(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B帕皮伦，CA博宾，DA斯科特，L博纳尔，L马蒂厄，
申请(专利权)人：通用电气再生能源技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR