專(zhuān)利名稱(chēng)：水輪機(jī)及其壓力水管的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于避免由于水輪機(jī)導(dǎo)葉突然啟閉產(chǎn)生的水錘給水輪機(jī)和壓力水管帶來(lái)?yè)p害的保護(hù)裝置。
現(xiàn)有技術(shù)的水輪機(jī)及其壓力水管的保護(hù)裝置有兩種。一種是開(kāi)敞式建筑調(diào)壓室，即調(diào)壓室的頂部與大氣相通。這種調(diào)壓室也稱(chēng)為常規(guī)調(diào)壓室，如目前世界各國(guó)絕大多數(shù)水電站所采用的調(diào)壓井和調(diào)壓塔即屬于這種調(diào)壓室。另一種是封閉式建筑調(diào)壓室，即調(diào)壓室的頂部是密閉的，與大氣隔絕。這種調(diào)壓室也稱(chēng)為氣墊式調(diào)壓室。作為水輪機(jī)及其壓力水管保護(hù)裝置的這兩種調(diào)壓室，其共同不足的地方是體積龐大，工程投資高，施工困難，工期長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的目的是避免已有技術(shù)的不足之處，而提供一種體積小、投資費(fèi)用低、施工方便、工期短，能有效地保護(hù)水輪機(jī)及其壓力水管免遭水錘沖擊破壞作用的保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)采取以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的。保護(hù)裝置包括有密閉容室和將密閉容室與壓力水管連通的接管，密閉容室為能承受一定壓力的壓力容器，壓力容器與壓力水管之間的接管至少為一個(gè)，整個(gè)接管的通流面積不小于壓力水管的通流面積的2/3，壓力容器的上部設(shè)置有與調(diào)壓空間相溝通的氣體調(diào)壓閥。接管的通流面積直接關(guān)系到整個(gè)裝置對(duì)水輪機(jī)及其壓力水管免遭水錘沖擊破壞作用的保護(hù)效果。適當(dāng)?shù)卦龃筮B接管的通流面積是有益的。為了確保連接管的通流面積，在壓力容器與壓力水管之間可以設(shè)置不止一個(gè)的連接管，根據(jù)情況可以設(shè)置二個(gè)接管、三個(gè)接管或更多。連接管的長(zhǎng)度對(duì)裝置的保護(hù)效果也有影響，接管的長(zhǎng)度宜短不宜長(zhǎng)。因此，作為保護(hù)裝置主體的壓力容器應(yīng)前置在靠近水輪機(jī)來(lái)水入口處。壓力容器上部設(shè)置的氣體調(diào)壓閥，將壓力容器內(nèi)的氣體與調(diào)壓空間的氣體溝通。調(diào)壓空間可以是有一定壓力的密閉空間，也可以是大氣空間。調(diào)壓閥為自動(dòng)調(diào)壓閥，調(diào)壓閥可以是重力式的、彈簧式的、電動(dòng)式的或其它形式的。調(diào)壓閥可以是單向的，也可以是雙向的。如果是單向的，應(yīng)方向相反地分別安置兩組調(diào)壓閥。調(diào)壓閥的作用是，當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉突然關(guān)閉時(shí)，水迅速地進(jìn)入壓力容器，容器內(nèi)的氣體被壓縮，壓力升高，當(dāng)其壓力升高到某一特定值時(shí)，即比調(diào)壓室空間的氣體壓力還高一定的值時(shí)，調(diào)壓閥自動(dòng)開(kāi)啟，容器內(nèi)的氣體進(jìn)入調(diào)壓空間，水繼續(xù)進(jìn)入壓力容器。而當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉突然開(kāi)啟時(shí)，壓力容器內(nèi)的水在其位能和上部壓縮氣體的壓力作用下補(bǔ)充到壓力水管，進(jìn)入水輪機(jī)，壓力容器內(nèi)的水位降低到一定程度時(shí)，即其上部空間的氣體壓力降低到某一特定值時(shí)，調(diào)壓閥自動(dòng)開(kāi)啟，調(diào)壓空間的氣體進(jìn)入壓力容器，從而使容器內(nèi)的水繼續(xù)補(bǔ)充到壓力水管，進(jìn)入水輪機(jī)。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，壓力容器的上部還設(shè)置有通入壓力氣體的連接管。給壓力容器通入壓力氣體是為了調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)的液位。壓力氣體的進(jìn)口連接管與壓力氣源連接。向壓力容器適時(shí)通入壓縮氣體，可以采取人工操作，或半人工操作，也可以采取全自動(dòng)操作。在壓力容器上還設(shè)置液位傳感器。當(dāng)采取全自動(dòng)操作時(shí)，傳感器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的輸入端連接，壓力氣體的進(jìn)口連接管與壓力氣源的通斷由計(jì)算機(jī)控制切換。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，具有以下比較突出的優(yōu)點(diǎn)1.由于本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想新穎，結(jié)構(gòu)巧妙，使得本實(shí)用新型的體積大大減小，其體積大約只有開(kāi)敞式建筑調(diào)壓室保護(hù)裝置的1/3～1/5，即縮小了2/3～4/5。從而可節(jié)約大量工程投資。
2.由于本實(shí)用新型可設(shè)置在近靠水輪機(jī)入口處的壓力水管上，使全部的壓力水管都受到了防止水錘的保護(hù)，特別是接近水輪機(jī)入口處而最容易遭受水錘破壞的壓力水管受到了保護(hù)。因而比現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)壓室更能全面地保護(hù)壓力水管。因此，如在水電站采用本實(shí)用新型作為水輪機(jī)及其壓力水管的保護(hù)裝置，可以不使用價(jià)格昂貴的壓力鋼管，或使壓力鋼管的壁厚變薄，節(jié)約投資，或可選擇恰當(dāng)?shù)囊矶醋呔€(xiàn)，使線(xiàn)路總長(zhǎng)度變短，或避開(kāi)工程地質(zhì)條件差的地段，也可節(jié)約投資。
3.本實(shí)用新型所有部件或大部分部件均可在工廠予先加工好，在現(xiàn)場(chǎng)組裝，比現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)壓室大大減少土建工程量，因而可使現(xiàn)場(chǎng)施工工期大為縮短。同時(shí)施工方便、施工安全。
4.由于本實(shí)用新型所有部件或大部分部件均可在工廠加工好，并可方便地在工場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)合格后才交付使用；同時(shí)裝置上設(shè)置有安全自動(dòng)保護(hù)裝置；整個(gè)裝置現(xiàn)場(chǎng)組裝好后可方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試檢驗(yàn)，合格后才投入使用；因而可確保工程安全。
5.在水電工程建設(shè)中易于推廣應(yīng)用，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
附圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合著
給出一個(gè)實(shí)例，并對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例，如附圖1所示。作為水輪機(jī)及其壓力水管保護(hù)裝置主體的壓力容器(3)，通過(guò)連接管(2)與壓力水管(1)接通。連接管的直徑與壓力水管的直徑相同。壓力容器上部空間的氣體壓力調(diào)節(jié)過(guò)程如下當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉突然關(guān)閉時(shí)，水流入壓力容器，其上部空間的氣體被壓縮，壓力升到一定值時(shí)，泄氣閥(4)打開(kāi)，壓力容器內(nèi)部份氣體泄出，同時(shí)水繼續(xù)流入壓力容器。當(dāng)壓力容器內(nèi)的壓力低于一定值時(shí)，泄氣閥(4)又關(guān)上。經(jīng)過(guò)泄氣閥的數(shù)次啟閉，水體穩(wěn)定下來(lái)，同時(shí)壓力水管所受壓力被控制在允許范圍內(nèi)。當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉突然開(kāi)啟時(shí)，水流出壓力容器，補(bǔ)充供水，同時(shí)當(dāng)壓力容器上部空間的氣體壓力降到一定程度時(shí)，補(bǔ)氣閥(5)打開(kāi)，氣體進(jìn)口壓力容器的上部空間。使水能繼續(xù)流出，當(dāng)水流逐漸穩(wěn)定下來(lái)以后，壓力容器內(nèi)氣壓又把補(bǔ)氣閥關(guān)上。同時(shí)壓力水管及水輪機(jī)都受到保護(hù)，即其所受壓力也被控制在允許范圍內(nèi)。
壓力容器上部還設(shè)有通入壓力氣體的接管(6)，壓力氣體進(jìn)入接管通過(guò)開(kāi)關(guān)(7)與壓力氣源(8)連接。在壓力容器底部設(shè)置有液位測(cè)量傳感器(11)，傳感器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(10)的信號(hào)輸入端連接。計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器測(cè)得的壓力容器內(nèi)的液位，控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)(7)，以便為壓力容器補(bǔ)氣?？刂埔何幌陆?。以保證整個(gè)保護(hù)裝置連續(xù)可靠安全地工作。
本實(shí)用新型不限于使用在以水輪機(jī)為能量轉(zhuǎn)換機(jī)的情況，也可使用在長(zhǎng)距離輸送液體的管路中，降低管路閘門(mén)突然啟閉引起的錘擊壓力，以保護(hù)管路。
本實(shí)用新型也不限于實(shí)施例所描述的形式，根據(jù)其揭示的原理還可設(shè)計(jì)成其他形式。
權(quán)利要求1.一種水輪機(jī)及其壓力水管的保護(hù)裝置，包括密閉容室和將密閉容室與壓力水管連通的接管，其特征是密閉容室為壓力容器(3)，壓力容器與壓力水管(1)之間的接管(2)至少設(shè)置一個(gè)，接管的通流面積不小于壓力水管通流面積的2/3，壓力容器的上部設(shè)置有與調(diào)壓空間溝通的氣體調(diào)壓閥(4)、(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)及其壓力水管保護(hù)裝置，其特征是壓力容器的上部還設(shè)置有通入壓力氣體的接管(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水輪機(jī)及其壓力水管保護(hù)裝置，其特征是壓力容器上設(shè)置有液位測(cè)量傳感器(11)，傳感器的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(10)的輸入端連接，壓力氣體進(jìn)口接管(6)與壓力氣源(8)的通斷由計(jì)算機(jī)控制。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種水輪機(jī)及其壓力水管的保護(hù)裝置，用于水電站和其它長(zhǎng)管道輸送液體的工程中。保護(hù)裝置包括有壓力容器和將壓力容器與壓力水管接通的連接管，壓力容器的上部設(shè)置有將壓力容器上部空間與調(diào)壓空間溝通的氣體調(diào)壓閥。用本實(shí)用新型取代現(xiàn)有技術(shù)的建筑調(diào)壓室保護(hù)裝置，能使水輪機(jī)及其壓力水管受到全面有效的保護(hù)，體積小，能節(jié)約大量的工程投資，且便于施工，縮短工期，確保水輪機(jī)及其壓力水管的安全。
文檔編號(hào)F03B11/00GK2262107SQ9522965
公開(kāi)日1997年9月10日 申請(qǐng)日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者何人杰, 王素君 申請(qǐng)人:四川聯(lián)合大學(xué)