全透明混流式小轮发电机组模型 还原度高 结构布局清晰可见

浏阳市亿智模型制造有限公司

混流式水轮机模型的水流是径向进入转轮，轴向离开转轮。混流式水轮机模型可应用水头范围很广，从20m至700m水头都有相应的产品供使用。混流式水轮机转轮结构模型 下面通过一个混流式水轮机转轮模型来介绍其工作原理与结构，模型有16个叶片，转轮模型的立体结构图，多个叶片固定在上冠下面的锥面上，叶片下端固定在下环内侧，为看清叶片形状，剖开部分下环。水流是从四周水平方向进入混流式水轮机的转轮在水轮机模型中，水流是通过 活动导叶 进入转轮的，活动导叶分布在转轮周围，导叶控制水流的大小与走向，参见 水轮机的导水机构 课件。水轮机模型的主要部件都是围绕座环展开的。座环下方有底环与尾水管，座环上方有顶盖，座环外侧安装蜗壳，座环内侧安装多个导叶，在中间安装转轮，转轮的轴承是安装在顶盖上的导轴承。在导轴承下方有轴密封装置防止水沿轴漏入顶盖上方。转轮的上冠与顶盖间缝隙很小，在转轮的下环与底环间缝隙也很小，在其间有止漏环，在保证转轮自由旋转的同时还要防止漏水影响水轮机效率

水斗式水轮机模型主要结构包括PMMA透明材质输水管、喷流机构、转轮、折向器和机壳等切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切，故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成，故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用广泛的一种机型。喷流机构主要由喷管、喷嘴、喷针（针阀）和喷针移动机构组成；其作用是把水流势能转化为射流动能，并通过移动喷针来调节流量 。

转轮由圆盘和固定在它上面的水斗组成，射流冲向水斗，水斗与射流相互作用，射流动能转化为转轮旋转机械能；由于承受射流，水头越高对转轮强度要求也越高。

折向器就是一块高强度钢板（和驱动装置），机组甩负荷时折向器迅速使射流偏转，避免使机组转速过快。

机壳则主要起支撑水轮机轴承、排水的作用。

值得说明的是水斗水轮机中喷流机构和折向器都不只一套，其数量因型号各异，一般水头低时选4—6个，水头高时选2—3个。

斜流式水轮机模型与轴流转桨式水轮机模型的差别是，转轮叶片相对于机组轴线是倾斜布置的。因而在转轮区域内，水流沿相对于机组轴线倾斜的方向流动。倾斜布置的透明PMMA材质蜗壳固定在座环上，十二个座环支柱与水平线的倾角为35°。具有45°倾角的斜向导水机构由二十四个导叶、导叶传动机构、水轮机顶盖和导水机构底环组成。双支承结构的导叶具有沿高度变化的对称翼型。导叶轴承为木质轴瓦，由过流部分的水自动润滑。为了防止水漏出，在上轴颈装有橡皮碗。导叶传动机构由转臂、与转臂用球销铰接的连杆以及与连杆用球销铰接的控制环组成。控制环靠特殊的铰链与两只环形接力器连接。由加热成型的PMMA板粘接而成的转轮室，具有三维精铣加工的内表面。转轮的十个金属叶片与主轴的轴线呈45°倾角。刮板式接力器，通过操作轴驱动转叶机构，从而使叶片转动。叶片转角为30°。这种结构的斜流式水轮机模型，由于蜗壳与座环也是倾斜布置的，自蜗壳至尾水管的过流通道比较平直，因此，不仅能提高水轮机的效率，而且还减小了机组的平面尺寸。

竖井贯流式水轮机模型是将发电机组安装在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，水轮机部分主要由导叶机构、转轮室、转轮、尾水管组成，转轮主轴伸入混凝土竖井中，通过齿轮箱等增速装置连接到发电机。也有把发电机布置在上面厂房，转轮主轴通过扇齿轮或皮带轮与发电机连接，使竖井尺寸更小一些。

水流走向：水流进入后从混凝土竖井两旁通过再汇集到导叶进转轮室，水流推动转轮旋转做功后从尾水管排出。为更清楚看清水流走向与内部结构，竖井贯流式水轮机模型剖去混凝土结构上部分的机组结构，蓝绿色箭头线表示水流走向。竖井贯流式水轮机组结构简单、造价低廉、运行和维护方便，但效率较低，在低水头小水电站中应用较广。

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