[发明专利]水斗式转轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有轮盘和单独制造的戽斗的水斗式转轮(Pelton runner)，该戽斗可铸造或由实心材料制成并且通过至少一个螺钉或至少一个螺栓紧固而被可拆卸地固定到轮盘上。

背景技术

存在几种不同的制造水斗式转轮的方法。一种费力的方法是由实心块形成水斗式戽斗，这引起约60-70％的材料损失。在其它方法中，例如HIWELD或MICROGUSS(例如EP960108)，戽斗被焊接到适当地备好的轮盘上。此外，在其它方法中，从GB174.768或CH111442中已经知道一种方法很久，其中各个单独的戽斗通过轴向螺栓固定到轮盘适当地成形的部分上。然而，为了稳定，戽斗必须设置有供螺栓能够插入的适当的延伸部，且轮盘必须具有相应的延伸部。到现在为止使用的方法都非常费力且成本较高，因为尤其是，它们要求用于焊接或螺栓连接的设备的专门设计。对于形成为单件的整体水斗式转轮或使用不同的方法将戽斗焊接在其上的位置处的腐蚀损坏，通常通过焊接以及磨削修复。这具有重大风险，尤其在戽斗基部处的高应力区域，因为随之导致随后的断裂的裂缝可能从这里开始。

发明内容

因此，本发明的目的在于创造简单的且低成本的生产水斗式转轮的方法，其还能够实现经济且安全的维修。

因此，本发明的特征在于，该至少一个螺钉或至少一个螺栓被设计为膨胀螺钉或膨胀螺栓，其中该膨胀螺钉或膨胀螺栓经受受控的预加应力，且每一个戽斗具有垂直于轮盘的旋转轴线布置且被固定到轮盘上的至少一个膨胀螺钉或膨胀螺栓。因此，轮盘和戽斗两者均可非常容易且低成本地生产。

本发明的一个进一步的有利改进的特征在于，该膨胀螺钉或膨胀螺栓和螺母被一起预加应力。因此，由于旋转产生的力可在没有额外措施的情况下被很好地控制。该膨胀螺钉或膨胀螺栓在这里可以被预加应力到如下程度，即：没有动态作用力作为水射流冲击的结果施加在膨胀螺钉或膨胀螺栓上，否则这将减小它们的预期使用期限。

本发明的有利实施例的特征在于，每一个戽斗通过在径向方向与轮盘的旋转轴线对准的至少一个剪切衬套和/或通过在径向方向与旋转轴线对准的其它剪切销以形状锁定连接的形式接合到轮盘上。因此，可以非常好地吸收来自水射流的切向力。和预加应力螺钉一起，螺钉的动态载荷可以因此维持在非常低的水平，而螺钉可由低成本的材料制造。该剪切销作为形状锁定元件并且还能够减轻在切向方向上作用在螺纹接头上的动态力。

因此，本发明的优选实施例的特征在于，膨胀螺钉或膨胀螺栓将径向离心力且剪切销将切向水射流力引入轮盘内。因此，该切向和径向作用力可以被分别引入并且特别设计的单独部件处理这个载荷。

本发明的一个有利改进的特征在于，膨胀螺钉在其自由端处具有盖。这保护它抵抗有研磨作用的水，因此延长其预期使用期限。

本发明另一个有利改的进特征在于，该膨胀螺钉或膨胀螺栓从内侧，即从轮盘的轴向方向拧入。这为螺纹接头供了抵抗驱动水的特别有利的保护。

本发明一个优选实施例的特征在于，两个或多个戽斗各自组合，以形成一个戽斗单元并通过单个膨胀螺钉固定到轮盘。以这种方式，可极大地减小要安装的部件数量以及组装时间自身。

附图说明

本发明现在将通过示例并参考附图描述，其中

图1示出安装有戽斗的轮盘的3D视图，以及根据本发明的紧固情况下的戽斗的分解视图，

图1a示出图1的放大细节图，

图2示出安装有戽斗的轮盘在轴向方向上的视图以及紧固区域的剖面图，

图2a示出图2的放大细节图，

图3示出安装有戽斗的轮盘在径向方向上的细节图，

图4示出轮盘内侧的螺栓接头变型例的视图，并且

图5示出组合的戽斗单元的视图。

具体实施方式

图1示出安装有戽斗2的水斗式转轮的轮盘1的3D图，以及具有根据本发明的紧固情况下的戽斗2的分解视图。螺钉5通过戽斗2内的相应钻孔插入，由衬套4环绕，并通过预加应力拧入轮盘1内的钻孔8。此外，剪切销3插入到轮盘1内的相应孔9以及戽斗2内的相应钻孔内。如在所有的水斗式转轮内那样，水通过喷嘴喷射在戽斗2上。喷射到戽斗2上的水射流分成两部分。该两部分水流均沿着戽斗2的内表面的路线(course)流动，直至水再次离开戽斗。通过改变水射流的方向，推动力施加在戽斗2和转轮上。