能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了調(diào)節(jié)多級差壓徑流渦輪噴嘴環(huán)開度，包括中空的殼體以及轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件上套合有一級葉輪、二級葉輪以及三級葉輪，一級葉輪和二級葉輪之間設置有相互連接的一級后整流隔板和二級前導流隔板，二級葉輪和三級葉輪之間設置有用整流葉片互連接的二級后整流隔板和三級前導流隔板，二級前導流隔板和殼體之間設置有二級噴嘴環(huán)，三級前導流隔板和殼體之間設置有三級噴嘴環(huán)，二級噴嘴環(huán)通過設置在其兩端的軸插入對應的二級前導流隔板和殼體；三級噴嘴環(huán)通過設置在其兩端的軸插入對應的三級前導流隔板和殼體。該多級差壓徑流渦輪采用可變幾何設計技術，通過葉片安裝角改變，調(diào)整噴嘴環(huán)葉柵喉道面積，保證獲得更高的能量回收率。
【專利說明】能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及渦輪，尤其是涉及能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，屬于石 化和冶金行業(yè)中回收高壓氣體能量的領域。

【背景技術】
[0002] 透平機械的共同特點是裝有葉片的轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)運動，流體(氣體或液 體）流經(jīng)葉片之間通道時，葉片與流體之間產(chǎn)生力的相互作用，借以實現(xiàn)流體能量(熱 能、勢能或動能）轉(zhuǎn)化為機械能，并通過主軸驅(qū)動發(fā)電機或其他從動機。透平機械的 工質(zhì)可以是蒸汽、燃氣、空氣或其它混合氣體。透平機械主要分為軸流式和徑流式兩 種。在軸流式機械中，流體沿軸向流動；徑流式機械中，流體主要沿著徑向流動。還 有一種斜流式機械，流體的流動方向介于上述兩者之間。石化和冶金行業(yè)在回收高 壓氣體中可用的剩余能量時，其氣體在進入透平前常需冷卻除塵，故透平進口溫度 Tk很低?；厥盏蜏兀ɡ?0°C?300°C )、高壓（例如0· 3MPa?3. OMPa)氣體中潛能的 透平習慣上稱為差壓透平，差壓透平輸出的機械能既可用于發(fā)電，也可用于驅(qū)動其它旋轉(zhuǎn) 部件。
[0003] 本發(fā)明的內(nèi)容 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級 差壓徑流渦輪，該多級差壓徑流渦輪采用可變幾何設計技術，即噴嘴環(huán)葉片可繞其自身軸 心旋轉(zhuǎn)，通過葉片安裝角Y的改變，靈活地調(diào)整噴嘴環(huán)葉柵喉道面積，保證各種工況下差 壓透平均可獲得更高的能量回收率。
[0004] 本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：調(diào)節(jié)多級差壓徑流渦輪噴嘴環(huán)開度，包括 中空的殼體以及設置在殼體中的轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件的外壁上依次套合有一級葉輪、 二級葉輪以及三級葉輪，且一級葉輪、二級葉輪以及三級葉輪均設置在殼體內(nèi)部，所述一級 葉輪和二級葉輪之間設置有相互連接的一級后整流隔板和二級前導流隔板，一級后整流隔 板與殼體固定，二級前導流隔板同時與殼體和一級后整流隔板固定，所述二級葉輪和三級 葉輪之間設置有用整流葉片互連接的二級后整流隔板和三級前導流隔板，二級后整流隔板 與殼體固定，三級前導流隔板同時與殼體和二級后整流隔板固定，所述二級前導流隔板和 殼體之間設置有二級噴嘴環(huán)，三級前導流隔板和殼體之間設置有三級噴嘴環(huán)，二級噴嘴環(huán) 通過設置在其兩端的軸插入對應的二級前導流隔板和殼體后形成連接；三級噴嘴環(huán)通過 設置在其兩端的軸插入對應的三級前導流隔板和殼體后形成連接，噴嘴環(huán)內(nèi)的葉片能夠轉(zhuǎn) 動。
[0005] 在上述技術方案中，傳統(tǒng)向心渦輪多為單級設置，回收高壓氣體中的能量時回收 率不足，造成大量能量損失。本發(fā)明的多級向心渦輪設置，不局限于所述的三級設置，可根 據(jù)具體的工作流程或者對能量的回收率要求，設置渦輪級數(shù)。
[0006] 所述一級后整流隔板與一級葉輪之間存在工質(zhì)流道一，一級后整流隔板和二級前 導流隔板之間存在工質(zhì)流道二，工質(zhì)流道一與工質(zhì)流道二連通；二級前導流隔板與殼體之 間存在工質(zhì)流道三，工質(zhì)流道三與工質(zhì)流道二連通；二級后整流隔板和三級前導流隔板之 間存在工質(zhì)流道四，工質(zhì)流道四與工質(zhì)流道三連通；三級前導流隔板與殼體之間存在工質(zhì) 流道五，且工質(zhì)流道五與工質(zhì)流道四連通；三級葉輪與殼體之間存在工質(zhì)流道六，工質(zhì)流道 六與工質(zhì)流道五連通。
[0007] 在上述技術方案中，工質(zhì)流道一、工質(zhì)流道二、工質(zhì)流道三、工質(zhì)流道四、工質(zhì)流道 五以及工質(zhì)流道六依次連通，形成流道尺寸逐漸增大的結(jié)構(gòu)，作為氣流流動的通道，氣流在 狹長的工質(zhì)流道中，沖擊葉輪且膨脹做功，使葉輪帶動軸輸出功。實現(xiàn)熱能和機械能相互轉(zhuǎn) 化的媒介物質(zhì)稱為工質(zhì)，依靠它在熱機中的狀態(tài)變化(如膨脹）才能獲得功，工質(zhì)流道是指 其流動的通道。
[0008] 所述噴嘴葉片軸的一端伸出殼體，伸出端均固定有搖臂，搖臂遠離葉片軸的一端 連接有驅(qū)動臂，驅(qū)動臂連接有驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動臂的兩端均設置有橫向銷軸，其中一根橫向銷軸 插入搖臂遠離葉片軸的一端的孔中，另一根橫向銷軸插入驅(qū)動環(huán)的孔中，驅(qū)動環(huán)連接有氣 缸或油缸；所述二、三級噴嘴葉片中各有一個葉片軸伸出殼體的末端連接有角度指示器，且 角度指不器殼體與主機外殼固定。
[0009] 在上述技術方案中，角度指示器作為顯示噴嘴環(huán)中葉片轉(zhuǎn)動的數(shù)值，方便操作人 員的觀察和自動控制，驅(qū)動環(huán)由油缸等動力部件帶動其運動，在運動中帶動搖臂的移動而 使噴嘴葉片轉(zhuǎn)動一個角度讓噴嘴環(huán)的開度變化，最少三個定位滾輪可使驅(qū)動環(huán)定心，確保 其沿圓軌跡運動。
[0010] 所述殼體的外壁上設置有滾輪軸，滾輪軸的外壁上套合有沿著滾輪軸轉(zhuǎn)動的定位 滾輪，定位滾輪與驅(qū)動環(huán)的外壁接觸。定位滾輪始終在沿著滾輪軸轉(zhuǎn)動，定位滾輪的輪面 寬度大于驅(qū)動環(huán)的外壁寬度，將驅(qū)動環(huán)卡入定位滾輪的輪面內(nèi)部，運動中更加穩(wěn)定，不會脫 落。
[0011] 所述殼體包括依次連接的進氣蝸殼、夕卜殼以及排氣外殼，夕卜殼和排氣外殼均彎曲 為與對應的二級前導流隔板或三級前導流隔板的形狀相配合的結(jié)構(gòu)，所述一級后整流隔板 與外殼固定，二級后整流隔板與外殼固定，排氣外殼的內(nèi)部設置有排氣通道，且排氣通道與 工質(zhì)流道六連通。
[0012] 在上述技術方案中，殼體的結(jié)構(gòu)由于要契合渦輪內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，整體一塊加工的難 度很大，所以拆分為幾部分加工，提高安裝的效率以及加工時的容易度。
[0013] 所述外殼和排氣外殼的外壁上均設置有密封罩，搖臂、驅(qū)動環(huán)、驅(qū)動臂以及定位滾 輪均設置在對應的密封罩與殼體之間。
[0014] 在上述技術方案中，密封罩和殼體的結(jié)構(gòu)配合，將驅(qū)動結(jié)構(gòu)包裹在其中，防止灰塵 等進入到驅(qū)動結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成機械性卡死，影響其中的部件的轉(zhuǎn)動。密封罩的結(jié)構(gòu)一般為折 彎的半圓形，與殼體的外壁通過螺絲進行固定。
[0015] 所述一級后整流隔板和二級前導流隔板之間設置有一級整流葉片，一級整流葉片 設置在工質(zhì)流道二內(nèi)部；二級后整流隔板和三級前導流隔板之間設置有二級整流葉片，二 級整流葉片設置在工質(zhì)流道四內(nèi)部。
[0016] 所述一級整流葉片和二級整流葉片內(nèi)均設置有螺栓，一級整流葉片中的螺栓穿過 一級整流葉片后且螺栓的兩端分別與一級后整流隔板和二級前導流隔板固定，二級整流葉 片中的螺栓穿過二級整流葉片后且螺栓的兩端分別與二級后整流隔板和三級前導流隔板 固定；在二級前導流隔板的最大外徑處和三級前導流隔板的最大外徑處均固定有定位塊， 定位塊內(nèi)均設置有固定螺栓，固定螺栓穿過定位塊后且固定螺栓的兩端分別與對應的二級 前導流隔板、三級前導流隔板和外殼固定，一級葉輪和外殼之間設置有固定于外殼上的一 級后整流隔板，外殼與一級后整流隔板、二級后整流隔板之間分別設置有定位止口實現(xiàn)軸 向徑向定位。
[0017] 在上述技術方案中，定位塊是作為固定二級前導流隔板和三級前導流隔板的裝 置，將其與殼體連接為整體結(jié)構(gòu)，在渦輪轉(zhuǎn)動的過程中，具有強烈的震動，如果不采用定位 塊和固定螺栓，二級前導流隔板和三級前導流隔板容易產(chǎn)生松動移位，會導致噴嘴環(huán)產(chǎn)生 位移，造成渦輪的工作效率降低。
[0018] 所述轉(zhuǎn)動部件為主軸、葉輪組合體，所述主軸的前軸頸上套合有徑向軸承和軸向 止推軸承，軸承的軸承座與進氣蝸殼連接，主軸的后軸頸上裝有徑向軸承，徑向軸承裝于排 氣外殼內(nèi)部，所述一級葉輪和二級葉輪之間、二級葉輪和三級葉輪之間的軸外壁上均設置 有襯套，襯套的兩端分別與對應的一級葉輪和二級葉輪、二級葉輪和三級葉輪固定。
[0019] 所述轉(zhuǎn)動部件另外的實施方案為鼓筒、葉輪和軸頸組合體，鼓筒一的外壁同時與 一級葉輪的內(nèi)側(cè)、二級葉輪的內(nèi)側(cè)固定，鼓筒二的外壁同時與二級葉輪的內(nèi)側(cè)、以及三級葉 輪的內(nèi)側(cè)固定，一級葉輪和三級葉輪遠離二級葉輪的一端均連接有軸頸。
[0020] 鼓筒是用于代替主軸的功能，能夠減小設備的整體重量，提高轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。
[0021] 綜上所述，本發(fā)明的有益效果是： (1) 與軸流差壓透平相比較：容積流量小時具有更高的能量回收率；容積流量大時能 量回收率不及軸流透平； (2) 與多級軸流差壓透平相比較：多級向心透平輪盤和葉片為一體，故向心透平轉(zhuǎn)子零 件總數(shù)遠遠小于多級軸流透平，向心透平轉(zhuǎn)子可靠性高，制造和維護成本低； (3) 容積流量越小，透平轉(zhuǎn)速越高，采用多級向心透平可大幅度降低透平轉(zhuǎn)速，用于發(fā) 電時可降低變速器傳動比，從而提高變速器可靠性，降低變速器制造和維護成本； (4) 首級采用無葉噴嘴環(huán)向心透平級，即采用精心設計的蝸殼保證周向均勻進氣，并使 氣流在蝸殼中加速，以適合的氣流角沖動葉輪，無葉噴嘴環(huán)比有葉噴嘴環(huán)具有更寬的流量 范圍，只有在工況變化很小的差壓透平中，其首級才采用有葉噴嘴環(huán)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的X位置局部放大圖； 圖3是圖2的A-A向剖視圖； 圖4是圖2的B-B向剖視圖； 圖5是圖1的Y位置局部放大圖； 圖6是噴嘴環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖中標記及相應的零部件名稱：1 一聯(lián)軸器；2-主軸；3-封嚴機構(gòu)一；4一止推 軸承；5-前徑向軸承；6-封嚴機構(gòu)二；7-一級后整流隔板；8-一級葉輪；9 一二級前導流 隔板；10-襯套一 ；11-二級后整流隔板；12-二級葉輪；13-二級如導流隔板；14一襯套 二；15-二級葉輪；16-軸端螺帽；17-封嚴機構(gòu)二；18-后徑向軸承；19 一封嚴機構(gòu)四； 20-排氣外殼；21-密封罩一；22-三級噴嘴環(huán)；23-定位塊一；24-二級整流葉片；25- 密封罩二；26-外殼；27-定位塊二；28-二級噴嘴環(huán)；29-進氣蝸殼；30-一級整流葉片； 31-軸承座；32-驅(qū)動臂；33-搖臂；34-驅(qū)動環(huán)；35-定位滾輪；36-滾輪軸；37-角度 指示器。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不 僅限于此。
[0025] 實施例1 : 如圖1所示，能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，包括中空的殼體以及設置在 殼體中的轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件的外壁上依次套合有一級葉輪8、二級葉輪12以及三級 葉輪15,轉(zhuǎn)動部件與葉輪用花鍵傳遞扭矩，且一級葉輪8、二級葉輪12以及三級葉輪15均 設置在殼體內(nèi)部，所述一級葉輪8和二級葉輪12之間設置有相互連接的一級后整流隔板7 和二級前導流隔板9, 一級后整流隔板7與殼體固定，二級前導流隔板9同時與殼體和一級 后整流隔板7固定，所述二級葉輪12和三級葉輪15之間設置有相互連接的二級后整流隔 板11和三級前導流隔板13,二級后整流隔板11與殼體固定，三級前導流隔板13同時與殼 體和轉(zhuǎn)動部件固定，所述二級前導流隔板9和殼體之間設置有二級噴嘴環(huán)28,三級前導流 隔板13和殼體之間設置有三級噴嘴環(huán)22,二級噴嘴環(huán)28通過設置在其兩端的軸插入對應 的二級前導流隔板9和殼體后形成連接；三級噴嘴環(huán)22通過設置在其兩端的軸插入對應的 三級前導流隔板13和殼體后形成連接，噴嘴環(huán)內(nèi)的葉片能夠轉(zhuǎn)動。一級葉輪8前沒有噴嘴 環(huán)，精心設計的進氣蝸殼可保證一級葉輪有合理的工質(zhì)流動角度。以后各級葉輪進氣均有 可調(diào)噴嘴環(huán)，可以使整臺多級渦輪在不同的工況下均可高效地工作。
[0026] 回收高壓氣體廢能時，單級渦輪的能量回收率低，，而本發(fā)明的多級差壓渦輪增大 了回收率，利用多級的回轉(zhuǎn)通道，使得氣流能夠有合理的工質(zhì)流動角度，通過可調(diào)噴嘴環(huán)， 對于不同工況下的氣流都能有效利用。
[0027] 所述一級后整流隔板7與一級葉輪8之間存在工質(zhì)流道一，一級后整流隔板7和 二級前導流隔板9之間存在工質(zhì)流道二，工質(zhì)流道一與工質(zhì)流道二連通；二級前導流隔板9 與殼體之間存在工質(zhì)流道三，工質(zhì)流道三與工質(zhì)流道二連通；二級后整流隔板11和三級前 導流隔板13之間存在工質(zhì)流道四，工質(zhì)流道四與工質(zhì)流道三連通；三級前導流隔板13與外 殼26之間存在工質(zhì)流道五，且工質(zhì)流道五與工質(zhì)流道四連通；三級葉輪15與殼體之間存在 工質(zhì)流道六，工質(zhì)流道六與工質(zhì)流道五連通。相互連通的各級工質(zhì)流道，構(gòu)成迥轉(zhuǎn)通道，向 心透平級間有較長的迥轉(zhuǎn)通道，因工質(zhì)呈膨脹降溫流動狀態(tài)，便會有水蒸汽凝結(jié)，在迥轉(zhuǎn)通 道外壁拐角處，安排凝結(jié)水排出。在三級葉輪15向著排氣外殼方向的一端設置有軸端螺帽 16,且軸端螺帽16是固定在主軸2上，軸端螺帽16把三級葉輪8、12、15和兩個襯套10、14 固定在一起。
[0028] 如圖2、圖3、圖4、圖5所示，所述噴嘴葉片軸的一端均伸出殼體，伸出端均固定有 搖臂33,搖臂33遠離葉片軸的一端連接有驅(qū)動臂32,驅(qū)動臂32連接有驅(qū)動環(huán)34,驅(qū)動臂 32的兩端均設置有橫向銷軸，其中一根橫向銷軸插入搖臂33遠離葉片軸的一端的孔中，另 一根橫向銷軸插入驅(qū)動環(huán)34的孔中，驅(qū)動環(huán)34連接有氣缸或油缸；所述每級噴嘴環(huán)葉片中 各有一個葉片的軸伸出殼體的末端上連接有一個角度指示器37,角度指示器37的殼體與 外殼26固定。
[0029] 所述殼體的外壁上設置有滾輪軸36,滾輪軸36的外壁上套合有沿著滾輪軸36轉(zhuǎn) 動的定位滾輪35,定位滾輪35與驅(qū)動環(huán)34的外壁接觸。定位滾輪35始終是沿著其軸心轉(zhuǎn) 動，定位滾輪35迫使驅(qū)動環(huán)34只能以渦輪中心為圓心作圓周運動，驅(qū)動環(huán)34在油缸等動 力部件帶動下運動，帶動搖臂33調(diào)整噴嘴環(huán)的開合度，定位滾輪35的數(shù)量為三個或三個以 上，定位滾輪35的輪面契合在驅(qū)動環(huán)34的外壁面上，可對驅(qū)動環(huán)34定心。
[0030] 所述殼體包括依次連接的進氣蝸殼29、外殼26以及排氣外殼20,外殼26和排氣 外殼20均彎曲為與對應的二級前導流隔板9或三級前導流隔板13的形狀相配合的結(jié)構(gòu)， 所述一級后整流隔板7及二級后整流隔板11均與外殼26固定，排氣外殼20的內(nèi)部設置有 排氣通道，且排氣通道與工質(zhì)流道六連通。
[0031] 所述外殼26和排氣外殼20的外壁上均設置有密封罩，搖臂33、驅(qū)動環(huán)34、驅(qū)動臂 32以及定位滾輪35均設置在對應的密封罩與殼體之間。密封罩分為密封罩一 21、密封罩 二25,密封罩一 21是設置在外殼26的外壁上，密封罩二25是設置在排氣外殼20的外壁 上，驅(qū)動機構(gòu)均是設置在密封罩內(nèi)部。
[0032] 所述一級后整流隔板7和二級前導流隔板9之間設置有一級整流葉片30, 一級整 流葉片30設置在工質(zhì)流道二內(nèi)部且不能轉(zhuǎn)動；二級后整流隔板11和三級前導流隔板13之 間設置有二級整流葉片24,二級整流葉片24設置在工質(zhì)流道四內(nèi)部且不能轉(zhuǎn)動。
[0033] 整流葉片都是通過螺栓等固定在對應的工質(zhì)流道中，不會轉(zhuǎn)動，起著整流氣流的 作用，引導氣流在工質(zhì)流道的流向。
[0034] 所述一級整流葉片30和二級整流葉片24內(nèi)均設置有螺栓，一級整流葉片30中的 螺栓穿過一級整流葉片30后且螺栓的兩端分別與一級后整流隔板7和二級前導流隔板9 固定，且一級整流葉片30不能繞著該螺栓轉(zhuǎn)動，二級整流葉片中的螺栓穿過二級整流葉片 24后，螺栓的兩端分別與二級后整流隔板11和三級前導流隔板13固定，且二級整流葉片 24不能繞著該螺栓轉(zhuǎn)動；在二級前導流隔板9的最大外徑處和三級前導流隔板13的最大 外徑處均固定有定位塊，定位塊內(nèi)均設置有固定螺栓，固定螺栓穿過定位塊后連接在一起 且分別與對應的二級前導流隔板9、三級前導流隔板13和外殼26固定牢，一級葉輪8和外 殼26之間設置有固定于外殼26上的一級后整流隔板7,外殼26分別與一級后整流隔板7、 二級后整流隔板11之間設置有定位止口實現(xiàn)軸向和徑向定位。
[0035] 所述轉(zhuǎn)動部件為主軸2與葉輪的組合體，所述主軸2的前軸頸上套合有徑向軸承 和軸向止推軸承，軸承的軸承座31與進氣蝸殼29連接，主軸2的后軸頸上裝有徑向軸承， 徑向軸承裝于排氣外殼20內(nèi)部，所述一級葉輪8和二級葉輪12之間、二級葉輪12和三級葉 輪15之間的軸外壁上均設置有襯套，襯套的兩端分別與對應的一級葉輪8和二級葉輪12、 二級葉輪12和三級葉輪15的端面貼合在一起。襯套分為襯套一 10和襯套二14,用于確定 三個葉輪的軸向位置。
[0036] 主軸2的端頭連接有聯(lián)軸器1，在軸承座31與主軸2之間設置有封嚴機構(gòu)一 3、封 嚴機構(gòu)二6,主軸2與排氣外殼20之間設置有封嚴機構(gòu)三17、封嚴機構(gòu)四19,封嚴機構(gòu)都是 作為密封主軸2與連接部件之間的縫隙，起著封油和防工質(zhì)的泄漏。
[0037] 工作過程概述：高壓的流體工質(zhì)進入進氣蝸殼29的A腔，精心設計的進氣蝸殼可 使工質(zhì)均勻地且有合理的進氣角度進入徑流透平的一級葉輪8。工質(zhì)沖擊該一級葉輪8并 且在一級葉輪8中膨脹做功推動一級葉輪旋轉(zhuǎn)從而帶動主軸2再經(jīng)聯(lián)軸器1將旋轉(zhuǎn)扭矩傳 至用功單元(例如發(fā)電機)。
[0038] 工質(zhì)在一級葉輪8中做功后，在一級后整流隔板7和二級前導流隔板9的引導下 進入B腔，流程中有一級整流葉片30將旋轉(zhuǎn)的流動工質(zhì)扭轉(zhuǎn)為徑向流動，進入B腔工質(zhì)繼 續(xù)前進流經(jīng)二級噴嘴環(huán)28,二級噴嘴環(huán)28的葉片引導工質(zhì)以合理的角度進入二級葉輪12， 同樣地，工質(zhì)沖擊二級葉輪12且膨脹做功使二級葉輪12有轉(zhuǎn)矩送到主軸2,相同的過程也 在三級葉輪中發(fā)生；工質(zhì)在二級葉輪12中做功后，在二級后整流隔板11和三級前導流隔板 13的引導下進入C腔，流程中有二級整流葉片24將旋轉(zhuǎn)的流動工質(zhì)扭轉(zhuǎn)為徑向流動，進入 C腔工質(zhì)繼續(xù)前進流經(jīng)三級噴嘴環(huán)22,三級噴嘴環(huán)22的葉片引導工質(zhì)以合理的角度進入三 級葉輪15,同樣地，工質(zhì)沖擊三級葉輪15且膨脹做功使三級葉輪15有轉(zhuǎn)矩送到主軸2。
[0039] 為使本向心透平能在不同工況下都能正常工作，應用了可以調(diào)節(jié)的噴嘴葉片，噴 嘴環(huán)上的葉片呈環(huán)形排列，如圖6所示，通過其角度合理的設置，實現(xiàn)工質(zhì)以最有效的角度 進入葉輪，工質(zhì)有力地推動葉輪的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)做功。
[0040] 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)按監(jiān)測到的工質(zhì)的各項工況參數(shù)和調(diào)節(jié)規(guī)律，指令氣缸或油缸動 作，經(jīng)一驅(qū)動環(huán)34 -驅(qū)動臂32 -搖臂33 -葉片一這一串傳動鏈，使噴嘴環(huán)達到所需開度 從而達到調(diào)節(jié)目的。角度指示器37為市面上現(xiàn)有的設備，通過線路連接在自動控制器上， 通過數(shù)值顯示轉(zhuǎn)動的角度，方便操作人員進行觀察和調(diào)整或自動調(diào)節(jié)，保證調(diào)節(jié)的精確性。
[0041] 如圖6所示，可旋噴嘴環(huán)的"開合度"用噴嘴環(huán)安裝角f控制，用噴嘴環(huán)喉部寬度 〇度量。安裝角} /與喉部寬度〇的變化關系如下表所示：

【權利要求】
1. 能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，包括中空的殼體以及設置在殼體中的轉(zhuǎn) 動部件，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動部件的外壁上依次套合有一級葉輪（8)、二級葉輪（12)以及 三級葉輪（15)，且一級葉輪（8)、二級葉輪（12)以及三級葉輪（15)均設置在殼體內(nèi)部，所述 一級葉輪（8)和二級葉輪（12)之間設置有相互連接的一級后整流隔板（7)和二級前導流隔 板（9)，一級后整流隔板（7)與殼體固定，二級前導流隔板（9)同時與殼體和一級后整流隔 板（7)固定，所述二級葉輪（12)和三級葉輪（15)之間設置有相互連接的二級后整流隔板 (11)和三級前導流隔板（13)，二級后整流隔板（11)與殼體固定，三級前導流隔板（13)同時 與殼體和二級后整流隔板（11)固定，所述二級前導流隔板（9)和殼體之間設置有二級噴嘴 環(huán)（28)，三級前導流隔板（13)和殼體之間設置有三級噴嘴環(huán)（22)，二級噴嘴環(huán)（28)通過設 置在其兩端的軸插入對應的二級前導流隔板（9)和殼體后形成連接；三級噴嘴環(huán)（22)通過 設置在其兩端的軸插入對應的三級前導流隔板（13)和殼體后形成連接，噴嘴環(huán)內(nèi)的葉片能 夠轉(zhuǎn)動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述一級后整流隔板（7)與一級葉輪（8)之間存在工質(zhì)流道一，一級后整流隔板（7)和二級前 導流隔板（9 )之間存在工質(zhì)流道二，工質(zhì)流道一與工質(zhì)流道二連通；二級前導流隔板（9 )與 殼體之間存在工質(zhì)流道三，工質(zhì)流道三與工質(zhì)流道二連通；二級后整流隔板（11)和三級前 導流隔板（13)之間存在工質(zhì)流道四，工質(zhì)流道四與工質(zhì)流道三連通；三級前導流隔板（13) 與外殼之間存在工質(zhì)流道五，且工質(zhì)流道五與工質(zhì)流道四連通；三級葉輪與殼體之間存在 工質(zhì)流道六，工質(zhì)流道六與工質(zhì)流道五連通。
3. 根據(jù)權利要求1所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述二級噴嘴環(huán)（28)的葉片軸和三級噴嘴環(huán)（22)的葉片軸的一端均伸出殼體，伸出端均固 定有搖臂（33)，搖臂（33)遠離葉片軸的一端連接有驅(qū)動臂（32)，驅(qū)動臂（32)連接有驅(qū)動環(huán) (34)，驅(qū)動臂（32)的兩端均設置有橫向銷軸，其中一根橫向銷軸插入搖臂（33)遠離葉片軸 的一端的孔中，另一根橫向銷軸插入驅(qū)動環(huán)（34)的孔中，驅(qū)動環(huán)（34)連接有氣缸或油缸； 所述二級噴嘴環(huán)（28)和三級噴嘴環(huán)（22)中各有一個葉片軸伸出殼體的一端的末端連接有 角度指示器（37)，且角度指示器（37)與殼體固定。
4. 根據(jù)權利要求3所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述殼體的外壁上設置有滾輪軸（36)，滾輪軸（36)的外壁上套合有沿著滾輪軸（36)轉(zhuǎn)動的 定位滾輪（35)，定位滾輪（35)與驅(qū)動環(huán)（34)的外壁接觸。
5. 根據(jù)權利要求4所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述殼體包括依次連接的進氣蝸殼（29)、外殼（26 )以及排氣外殼（20)，外殼（26)和排氣外殼 (20)均彎曲為與對應的二級前導流隔板（9)或三級前導流隔板（13)的形狀相配合的結(jié)構(gòu)， 所述一級后整流隔板（7)與外殼（26)固定，二級后整流隔板（11)也與外殼（26)固定，排氣 外殼（20)的內(nèi)部設置有排氣通道，且排氣通道與工質(zhì)流道六連通。
6. 根據(jù)權利要求5所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述外殼（26)和排氣外殼（20)的外壁上均設置有密封罩，搖臂（33)、驅(qū)動環(huán)（34)、驅(qū)動臂 (32)以及定位滾輪（35)均設置在對應的密封罩與殼體之間。
7. 根據(jù)權利要求5所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述一級后整流隔板（7)和二級前導流隔板（9)之間設置有一級整流葉片（30)，一級整流葉 片（30)設置在工質(zhì)流道二內(nèi)部；二級后整流隔板（11)和三級前導流隔板（13)之間設置有 二級整流葉片（24)，二級整流葉片（24)設置在工質(zhì)流道四內(nèi)部。
8. 根據(jù)權利要求7所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述一級整流葉片（30)和二級整流葉片（24)內(nèi)均設置有螺栓，一級整流葉片（30)中的螺栓 穿過一級整流葉片（30)后螺栓的兩端分別與一級后整流隔板（7)和二級前導流隔板（9)固 定，二級整流葉片（24)中的螺栓穿過二級整流葉片（24)后螺栓的兩端分別與二級后整流 隔板（11)和二級如導流隔板（13)固定；在_級如導流隔板（9)的最大外徑處和二級如導流 隔板（13)的最大外徑處均固定有定位塊，定位塊內(nèi)均設置有固定螺栓，固定螺栓穿過定位 塊，固定螺栓的兩端分別與對應的二級前導流隔板（9)、三級前導流隔板（13)和外殼（26) 固定，一級葉輪（8)和外殼（26)之間設置有固定于外殼（26)上的一級后整流隔板（7)，外殼 (26)分別與一級后整流隔板（7)、二級后整流隔板（11)之間設置有定位止口實現(xiàn)軸向和徑 向定位。
9. 根據(jù)權利要求4所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述轉(zhuǎn)動部件為主軸（2)，所述主軸（2)的軸頸上套合有軸承，且軸承的軸承座（31)的一端與 進氣蝸殼（29)的外壁連接，所述一級葉輪（8)和二級葉輪（12)之間、二級葉輪（12)和三級 葉輪（15)之間的軸外壁上均設置有襯套，襯套的兩端分別與對應的一級葉輪（8)和二級葉 輪（12)、二級葉輪（12)和三級葉輪（15)固定。
10. 根據(jù)權利要求4所述的能夠調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)開度的多級差壓徑流渦輪，其特征在于：所 述轉(zhuǎn)動部件為鼓筒，鼓筒的外壁同時與一級葉輪（8)的內(nèi)側(cè)、二級葉輪（12)的內(nèi)側(cè)以及三 級葉輪（15)的內(nèi)側(cè)固定，一級葉輪（8)和三級葉輪（15)遠離二級葉輪（12)的一端均連接 有軸頸。
【文檔編號】F01D9/04GK104100301SQ201310112558
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月2日 優(yōu)先權日:2013年4月2日
【發(fā)明者】程信華, 沈自榮, 陳勇, 張興佳 申請人:成都盛航動力設備有限公司