卧式双螺旋水轮机的制作方法

1.本实用新型涉及消防设备技术领域，尤其涉及一种卧式双螺旋水轮机。


背景技术：

2.水轮机是将水的势能转换为机械能的一种水利机械，目前的水轮机具有一根安装有叶轮的旋转轴，通过水流驱动叶轮旋转做功。
3.在消防领域的泡沫灭火系统中，动力需求无法采用传统的电动机或内燃机，因此采用水轮机进行驱动是现阶段的优势方案。但现有技术的水轮机效率低下，做功后的水流只能直接外泄，无法继续用于泡沫灭火系统。泡沫灭火系统所需的具有精确比例的泡沫混合液只能通过增加其他设备来实现，设备复杂程度高、资金投入大。而且，现有技术的水轮机转速与所通过的消防水的流体积流量之间的线性关系不精确，因此，无法精确地获得任意比例的泡沫液。
4.因此，亟需一种卧式双螺旋水轮机。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种卧式双螺旋水轮机，以解决上述现有技术中的问题，能够通过拖动泡沫泵的同时就能完整实现泡沫混合灭火系统的功能，精简了系统，而且可以精确地获得任意比例的泡沫液。
6.本实用新型提供了一种卧式双螺旋水轮机，其中，包括：
7.机壳，所述机壳具有进液侧和出液侧，所述机壳上设置有进液流道和出液流道，配合安装在所述机壳内、平行设置且同步旋转的主动轴和从动轴，所述主动轴的轴线方向上设置有第一螺旋段，所述从动轴的轴线方向上设置有第二螺旋段，所述第一螺旋段、所述第二螺旋段和所述机壳围设成密封腔，液体由所述进液侧进入所述机壳，通过所述进液流道，从所述第一螺旋段和所述第二螺旋段的螺旋初始端进入所述密封腔，推动所述主动轴和所述从动轴做功后，通过所述出液通道，由所述出液侧排出所述机壳。
8.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述主动轴和所述从动轴与所述机壳之间设有预设间隙。
9.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述主动轴的后端设置有主动齿轮，所述从动轴的后端设置有从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合连接。
10.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述机壳的前端设置有前轴承座，所述机壳的后端设置有后轴承座，所述主动轴和所述从动轴的前端容置于前轴承座内，所述主动轴和所述从动轴的后端容置于后轴承座内。
11.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述卧式双螺旋水轮机还包括轴承组件，所述轴承组件包括设置在所述前轴承座内并且套设在所述主动轴上的第一轴承和套设在所述从动轴上的第二轴承、设置在所述后轴承座内并且套设在所述主动轴上的第三轴承和套设在所述从动轴上的第四轴承，通过所述第一轴承、所述第二轴承、所述第三轴承
和所述第四轴承，对所述主动轴和所述从动轴进行轴向定位和/或径向定位。
12.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述第一轴承和所述第二轴承在轴线方向上错位安装，所述第三轴承和所述第四轴承在轴线方向上错位安装。
13.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述卧式双螺旋水轮机还包括密封组件，所述密封组件包括设置在所述主动轴前端的第一密封件、设置在所述从动轴前端的第二密封件、设置在所述主动轴后端的第三密封件，设置在所述从动轴后端的第四密封件，其中，所述第一密封件和所述第二密封件设置在所述前轴承座的内侧，所述第三密封件和所述第四密封件设置在所述后轴承座的内侧。
14.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述前轴承座的外侧设置有带有通孔的前盖，所述主动轴穿过所述通孔后伸出，所述后轴承座的外侧设置有后盖。
15.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，所述前轴承座和/或所述后轴承座内注有润滑介质。
16.如上所述的卧式双螺旋水轮机，其中，优选的是，第一螺旋段和所述第二螺旋段上的螺旋面包括单段螺旋面或对称地设置在所述主动轴和所述从动轴上的双侧螺旋面。
17.本实用新型提供一种卧式双螺旋水轮机，通过平行设置且同步旋转的主动轴和从动轴，可以显著降低水轮机进出口的压差，保证出口侧压力，因此，本实用新型的水轮机拖动泡沫泵的同时就能完整实现现有泡沫混合灭火系统的功能，精简了系统；主动轴和从动轴具有由特殊螺旋曲面构成的独立密封腔，其螺旋曲面具有良好密封性，因此能够取得非常优异的排量精度，从而确保水轮机的输出转速与所通过的消防水体积流量之间具有精确的线性关系，降低了排量误差，因此，本实用新型的水轮机具有精确的排量，可以精确地获得任意比例的泡沫液。
附图说明
18.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：
19.图1为本实用新型提供的卧式双螺旋水轮机的实施例的结构示意图；
20.图2为本实用新型提供的卧式双螺旋水轮机的实施例的第一螺纹段和第二螺纹段为单段螺旋面的结构示意图；
21.图3为图2的水流方向示意图；
22.图4为本实用新型提供的卧式双螺旋水轮机的实施例的第一螺纹段和第二螺纹段为双侧螺旋面的结构示意图；
23.图5为图4的水流方向示意图。
24.附图标记说明：
25.1-机壳
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2-主动轴
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21-第一螺旋段
26.3-从动轴
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31-第二螺旋段
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4-前轴承座
27.5-前盖
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6-密封组件
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61-第一密封件
28.62-第二密封件
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63-第三密封件
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64-第一密封件
29.7-轴承组件
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71-第一轴承
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72-第二轴承
30.73-第三轴承
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74-第四轴承
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8-从动齿轮
31.9-主动齿轮
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10-后轴承座
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11-后盖
具体实施方式
32.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
33.本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
34.在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
35.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
36.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
37.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种卧式双螺旋水轮机，其包括：机壳1，所述机壳1具有进液侧和出液侧，所述机壳1上设置有进液流道和出液流道，配合安装在所述机壳1内、平行设置且同步旋转的主动轴2和从动轴3，所述主动轴2的轴线方向上设置有第一螺旋段21，所述从动轴3的轴线方向上设置有第二螺旋段31，所述第一螺旋段21、所述第二螺旋段31和所述机壳1围设成密封腔，液体由所述进液侧进入所述机壳1，通过所述进液流道，从所述第一螺旋段21和所述第二螺旋段31的螺旋初始端进入所述密封腔，推动所述主动轴2和所述从动轴3做功后，通过所述出液通道，由所述出液侧排出所述机壳1。
38.其中，本实用新型所指水轮机具有两根平行布置的螺旋轴，无叶轮或叶片。主动轴2和从动轴3上直接加工出特殊曲面的螺旋(主动轴2对应于第一螺旋段21，从动轴3对应于第二螺旋段31)，螺旋与轴为一体。而且主动轴2和从动轴3具有由特殊螺旋曲面构成的独立密封腔，其螺旋曲面具有良好密封性，因此能够取得非常优异的排量精度，从而确保水轮机的输出转速与所通过的消防水体积流量之间具有精确的线性关系，其排量误差小于0.7％。
39.进一步地，所述主动轴2和所述从动轴3与所述机壳1之间设有预设间隙，这样可以保证在旋转时主动轴2和所述从动轴3不相互接触，也不与机壳接触，因而无原发性磨损，延长了使用寿命。
40.更进一步地，所述主动轴2的后端设置有主动齿轮9，所述从动轴3的后端设置有从
动齿轮8，所述主动齿轮9和所述从动齿轮8啮合连接，这样主动轴2和从动轴3通过齿轮传动，可以保证所述主动轴2和所述从动轴3同步旋转，确保旋转过程中无接触，因此无机械磨损。
41.在工作中，水轮机通过消防水驱动，进而拖动泡沫灭火系统中的泡沫泵做功后，仍具有稳定能量，水轮机进出口的压差可小于消防水输入压力的11.6％，消防水在水轮机出口处与泡沫液混合后，形成压力充足、混合比精确的泡沫混合液直接用于灭火，即本实用新型的水轮机拖动泡沫泵的同时就能完整实现现有泡沫混合灭火系统的功能，精简了系统。与现有技术的水轮机转速与所通过的消防水的流体积流量之间的线性关系不精确相比，本实用新型所提供的水轮机具有精确的排量，其转速与所通过的消防水的流体积流量之间具有精确的线性关系，因此可以精确地获得任意比例的泡沫液。
42.由此，相对于现有技术而言，本实施例提供的卧式双螺旋水轮机，通过平行设置且同步旋转的主动轴和从动轴，可以显著降低水轮机进出口的压差，保证出口侧压力，因此，本实用新型的水轮机拖动泡沫泵的同时就能完整实现现有泡沫混合灭火系统的功能，精简了系统；主动轴和从动轴具有由特殊螺旋曲面构成的独立密封腔，其螺旋曲面具有良好密封性，因此能够取得非常优异的排量精度，从而确保水轮机的输出转速与所通过的消防水体积流量之间具有精确的线性关系，降低了排量误差，因此，本实用新型的水轮机具有精确的排量，可以精确地获得任意比例的泡沫液。
43.进一步地，所述机壳1的前端设置有前轴承座4，所述机壳1的后端设置有后轴承座10，所述主动轴2和所述从动轴3的前端容置于前轴承座4内，所述主动轴2和所述从动轴3的后端容置于后轴承座10内。
44.进一步地，所述卧式双螺旋水轮机还包括轴承组件7，所述轴承组件7包括设置在所述前轴承座4内并且套设在所述主动轴2上的第一轴承71和套设在所述从动轴3上的第二轴承72、设置在所述后轴承座10内并且套设在所述主动轴2上的第三轴承73和套设在所述从动轴3上的第四轴承74，通过所述第一轴承71、所述第二轴承72、所述第三轴承73和所述第四轴承74，对所述主动轴2和所述从动轴3进行轴向定位和/或径向定位。
45.如图1所示，所述第一轴承71和所述第二轴承72在轴线方向上错位安装，所述第三轴承73和所述第四轴承74在轴线方向上错位安装。因此，本实用新型的4个轴承分别布置在主动轴2和从动轴3的两端，且在同一侧的两个轴承在轴线方向上错开一定位置，使主动轴2和从动轴3能够采用更小的中心距，提高第一螺旋段21和第二螺旋段31的密封性。
46.更进一步地，所述卧式双螺旋水轮机还包括密封组件6，所述密封组件6包括设置在所述主动轴2前端的第一密封件61、设置在所述从动轴3前端的第二密封件62、设置在所述主动轴2后端的第三密封件63，设置在所述从动轴3后端的第四密封件64，其中，所述第一密封件61和所述第二密封件62设置在所述前轴承座4的内侧，所述第三密封件63和所述第四密封件64设置在所述后轴承座10的内侧。示例性地，第一密封件61、第二密封件62、第三密封件63和第四密封件64为机械密封件。
47.进一步地，所述前轴承座4的外侧设置有带有通孔的前盖5，所述主动轴2穿过所述通孔后伸出，用以输出扭矩。所述后轴承座10的外侧设置有后盖11。
48.进一步地，所述前轴承座4和/或所述后轴承座10内注有润滑介质，这样可以实现轴承组件7、从动齿轮8和主动齿轮齿轮9的润滑。
49.进一步地，如图2所示，本实用新型在一些实施方式中，第一螺旋段21和第二螺旋段31上的螺旋面为单段螺旋面。此时，水流从螺旋的一端流向另一端做功，如图3所示。
50.进一步地，如图4所示，本实用新型在另一些实施方式中，第一螺旋段21和第二螺旋段31上的螺旋面为对称地设置在所述主动轴2和所述从动轴3上的双侧螺旋面。此时，水流从相互配合的两侧螺旋面进入(螺旋1、螺旋2、螺旋3和螺旋4)，由两侧螺旋面之间流出，如图5所示，这样能够有效地控制水轮机的螺旋轴直径，使水轮机运行更平稳，适合更大流量的泡沫系统使用。
51.需要说明的是，本实用新型对卧式双螺旋水轮机的使用场景不作具体限定，例如可用于消防泡沫灭火系统，同时可用于替代小型水利发电设备中的传统水轮机。
52.本实用新型实施例提供的卧式双螺旋水轮机，通过平行设置且同步旋转的主动轴和从动轴，可以显著降低水轮机进出口的压差，保证出口侧压力，因此，本实用新型的水轮机拖动泡沫泵的同时就能完整实现现有泡沫混合灭火系统的功能，精简了系统；主动轴和从动轴具有由特殊螺旋曲面构成的独立密封腔，其螺旋曲面具有良好密封性，因此能够取得非常优异的排量精度，从而确保水轮机的输出转速与所通过的消防水体积流量之间具有精确的线性关系，降低了排量误差，因此，本实用新型的水轮机具有精确的排量，可以精确地获得任意比例的泡沫液。
53.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
54.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。