[12]实用新型专利说明书专利号 ZL
200720110666.8
[51]Int.CI.
F01D 1/06 (2006.01)F01D 5/04 (2006.01)F01D 5/14 (2006.01)F01D 9/02 (2006.01)
[45]授权公告日2008年6月25日[22]申请日2007.06.15[21]申请号200720110666.8
[73]专利权人程建平
地址313300浙江省安吉县递铺镇天目新村7幢1
单元102室共同专利权人郑群[72]设计人程建平 郑群
[11]授权公告号CN 201078245Y
[74]专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司
代理人尉伟敏
权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 9 页
[54]实用新型名称
单级双流式汽轮机
[57]摘要
本实用新型涉及一种汽轮机，尤其是能抵消产生的轴向力的单级双流式汽轮机。转子由主轴及与主轴成一体的整体叶轮组成，整体叶轮的周面上设有双列向心转轴流弯扭曲叶片，向心转轴流弯扭曲叶片的进口至出口与汽缸上壳体成V形整体式隔板面构成汽轮机内部气流通道。结构新颖、装配件少、结构简单紧凑、重量轻，高速旋转具有强度大、刚性好，转子轴向推力相互抵消，高速运行安全稳定可靠性高。
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权 利 要 求 书
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1.一种单级双流式汽轮机，包括汽缸壳体、转子及轴承箱，其特征在于所述的转子(3)由主轴及主轴上至少设有一个整体式叶轮构成，整体式叶轮上设有对称的双列向心转轴流弯扭曲叶片(27)，从向心转轴流弯扭曲叶片的进口至出口与汽缸上壳体(2)成V形整体式隔板面构成汽轮机内部气流通道，叶轮的向心转轴流弯扭曲叶片的进口处设有双列静叶片(19)，两静叶片构成的喷嘴的出口对准向心转轴流弯扭曲叶片组成的汽流流道的进口，在双列静叶片的进口处设有进汽室(20)。
2.根据权利要求1所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的向心转轴流弯扭曲叶片可以等长度排列，也可以长、短交错排列。
3.根据权利要求1或2所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的整体式叶轮呈锥形，中间的直径大于两侧的直径，向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口与主轴的轴线垂直，出口与主轴的轴线平行。
4.根据权利要求1所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的V形隔板隔开整体式叶轮与排汽流道，排汽流道与叶轮周面上向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口相连。
5.根据权利要求1所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的进汽室包围了叶轮30％～45％的周长，壳体隔开进汽室与向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口。
6.根据权利要求1所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口处为环形双列排汽室(18)，双列排汽室的出口合并为一。
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7.根据权利要求1或2所述的单级双流式汽轮机，其特征在于所述的双列静叶片固定在汽轮机壳体上，静叶片组成的通道的出口对准向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口。
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说 明 书单级双流式汽轮机
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技术领域
本实用新型涉及一种汽轮机，尤其是能抵消产生的轴向力的单级双流式汽轮机。背景技术
目前，汽轮机在当今被越来越多的行业应用，汽轮机的功率也在往大的方向发展，但是大功率的汽轮机在驱动电机或者泵等小型设备时会显得大材小用，使汽轮机的功率不能发挥出来，与输送泵等相连后具有输送泵体型大、转速与效率低、占地面积大，原材料消耗多，生产成本高的缺点，尤其是对高速泵的应用目前是通过齿轮增速器来提高转速，由此增加了系统的复杂性，可靠性低，运行费用高，维护不便等问题。发明内容
本实用新型解决了现有技术存在的上述缺点，提供一种体积小，结构简单的单级双流式汽轮机。
本实用新型还解决了现有技术中存在轴向力不能抵消的缺点，提供一种能有效抵消轴向力的单级双流式汽轮机。
本实用新型解决其技术问题所采用地技术方案是：一种单级双流式汽轮机，包括汽缸壳体、转子及轴承箱，其中，所述的转子由主轴及主轴上至少设有一个整体式叶轮构成，整体式叶轮上设有对称的双列向心转轴流弯扭曲叶片，从向心转轴流弯扭曲叶片的进口至出口与汽缸上壳体成V形整体式隔板面构成汽轮机内部气流通道，叶轮的向心转轴流弯扭曲叶片的进口处设有双列静叶片，两静叶片构成的喷嘴的出口对准向心转轴流弯扭曲叶片组成的汽流流道的进
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口，在双列静叶片的进口处设有进汽室。为了提高汽轮机的功率可以在主轴上增加整体式叶轮，叶轮的周面上设有对称的向心转轴流弯扭曲叶片，可以使汽流流经整体式叶轮时轴向力的方向相对，使之能相互抵消；双列静叶片设在进汽室与向心转轴流弯扭曲叶叶片进口之间，两双列静叶片之间构成喷嘴，可以由2件以上双列静叶片定位在汽缸下壳体凹槽中，双列静叶片数量可根据部分进汽度要求增减；汽缸分成上下两个壳体，汽缸为中间部分进汽、双流冲动转子、双列排汽室结构，V形隔板与汽缸上壳体为一体，也可由2件以上隔板用紧固件与汽缸壳体相连。
汽轮机沿左至右的结构是汽缸下壳体、汽缸上壳体、转子、汽封组件、轴承箱上壳体、组合式汽阀、调节连杆机构、支承座、电动油缸、速关断连杆机构、电磁驱动器。
转子主轴与整体式叶轮之间为整锻式转子结构，也可以按结构要求将整体式叶轮与主轴之间采用键连接。
作为优选，所述的向心转轴流弯扭曲叶片可以等长度排列，也可以长、短交错排列。
所述的整体式叶轮呈锥形，中间的直径大于两侧的直径，向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口与主轴的轴线垂直，出口与主轴的轴线平行。汽流在汽缸内做功阶段为汽流从垂直主轴轴线的方向进入到向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道，向心做功，从向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的出口流出进入排汽流道。
所述的V形隔板隔开整体式叶轮与排汽流道，排汽流道与叶轮周面上向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口相连。
作为优选，所述的进汽室包围了叶轮30％～45％的周长，壳体隔开进汽室与向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口。采用局部包围整体叶轮的进汽室可在启动时局部先受力，启动更加顺利。
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所述的向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口处为环形双列排汽室，双列排汽室的出口合并为一。
所述的静叶片固定在汽轮机壳体上，静叶片组成的通道的出口对准向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口。
在汽轮机的下方设有调节执行机构，由组合式汽阀、调节连杆机构、支承座、电动油缸、速关断连杆机构、电磁驱动器、导线支承架、电动油缸安装座构成。
本实用新型的有益效果是：结构新颖、装配件少、结构简单紧凑、重量轻，高速旋转具有强度大、刚性好，转子轴向推力相互抵消，由于整体式叶轮上的向心转轴流与轴流转离心弯扭曲叶片与叶轮为刚性连接，拥有很强的抗超速、抗振、抗冲击性能，因此高速运行安全稳定可靠性高，通流部轴向与径向尺寸小、重量轻，制造简单方便，原材料耗量少，生产周期短，制造成本低，维护与维修方便。特别是工质在汽轮机通流部转换过程中具有能量损失小、效率高，尤其是在遇到转子超速、振动现象时也不容易引起转子损坏等事故的发生。附图说明
图1是本实用新型一种结构示意图； 图2是图1中纵向A-A中分面视图； 图3是图1中B-B剖面结构剖视图； 图4是图3中通流部剖面结构放大视图； 图5是图3中E向外型结构视图； 图6是图5中调节执行机构视图； 图7是图6中F向外型结构视图；
图8是图1中径向双流式汽轮机通流部纵向剖面工作流程原理示图； 图9是图1中径向双流式汽轮机通流部B-B剖面工作流程原理示图；
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图中：箭头表示汽流的流向，1、汽缸下壳体，2、汽缸上壳体，3、转子，4、汽封组件，6、轴承箱上壳体，18、双列排汽室，19、双列静叶片，20、进汽室，23、轴承箱下壳体，26、螺固件，27、向心转轴流弯扭曲叶片，28、定位键，32、安全排汽阀，33、组合式汽阀，34、调节连杆机构，35、支承座，36、电动油缸，37、速关断连杆机构，38、电磁驱动器，39、导线支承架，40、电动油缸安装座。 具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：单级双流式汽轮机包括汽缸、转子3、轴承箱、组合式汽阀33、调节执行机构等装置。
汽缸分成汽缸上壳体1和汽缸下壳体2，内部设有汽封组件4、定位键28、安全排汽阀32等，转子3由主轴及主轴上设置的一个整体式叶轮构成，转子主轴与整体式叶轮之间采用整锻式转子结构，整体式叶轮呈锥形，中间的直径大于两侧的直径，整体式叶轮上设有对称的长、短交错排列的双列向心转轴流弯扭曲叶片27，向心转轴流弯扭曲叶片组成的流道的进口与主轴的轴线垂直，出口与主轴的轴线平行。
从向心转轴流弯扭曲叶片的进口至出口与汽缸上壳体成V形整体式隔板面构成汽轮机内部气流通道，V形隔板隔开整体式叶轮与排汽流道，排汽流道与叶轮周面上向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口相连，叶轮的向心转轴流弯扭曲叶片的进口与进汽室之间设有双列静叶片19，两双列静叶片之间构成喷嘴，喷嘴的出口对准向心转轴流弯扭曲叶片组成的汽流流道的进口，在双列静叶片的进口处设有进汽室20。
进汽室包围了叶轮40％的周长，壳体隔开进汽室与向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口，向心转轴流弯扭曲叶片形成的流道的出口处为环形双列排
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汽室18，双列排汽室的出口合并为一。
轴承箱由2件壳体组成，分别是轴承箱上壳体6和轴承箱下壳体23，轴承箱上、下两壳体中分面由紧固件相连。
在汽轮机的下方设有调节执行机构，由组合式汽阀33、调节连杆机构34、支承座35、电动油缸36、速关断连杆机构37、电磁驱动器38、导线支承架39、电动油缸安装座40构成。电动油缸活塞杆与组合式汽阀调节阀杆之间由调节连杆机构相连，主汽阀中脱扣与电磁驱动器之间由速关断连杆机构相连，电动油缸与电动油缸安装座和轴承箱上壳体之间采用紧固件相连，电磁驱动器与轴承箱上壳体之间由紧固件相连。
本具体实施方式的工作过程，即将高压蒸汽的能量转换为机械能与输出的过程如下：
高压蒸汽经组合式汽阀33进入进汽室20到达双列静叶片19构成的喷嘴进口，蒸汽进入双列静叶片形成的喷嘴流道中在流动过程使蒸汽被逐渐膨胀，膨胀后的高速蒸汽流从喷嘴出口流到向心转轴流弯扭曲长叶片进口，以单股流向心喷射冲动转子旋转，单股流高速汽流流至向心转轴流弯扭曲短叶片进口处则分为双流继续在向心转轴流弯扭曲叶片27中流动至出口排出，蒸汽在流动过程中转子被冲转，也是在一定反动度下的蒸汽降焓做功过程，转子在向心喷射汽流的冲动下和叶片流道内的膨胀汽流推动下旋转，做功后的蒸汽从向心转轴流弯扭曲叶片出口被排入双列排汽室18，即完成了向心转轴流级能量转换。 在汽轮机转子驱动下使带诱导轮式叶轮高速旋转，流体从泵的进口流经变螺距诱导轮进入离心式叶轮，由叶轮上叶片所产生的离心力将流体增压后输出泵外。
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图2
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图3
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图4
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图5
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图8
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图9
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