CN108119289A - 一种便于组装连接的尾水管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于组装连接的尾水管，包括锥管段、整流片和固定杆，所述整流片为圆柱片体，复数所述整流片置于锥管段内且与锥管段同轴设置而形成整流筒，每一所述整流片与锥管段内侧通过固定杆连接,整流筒由复数片整流片拼凑而成，每一整流片通过固定杆与锥管段内侧连接，采用该设计结构，方便了人们现场作业施工，降低了作业难度。

Description

一种便于组装连接的尾水管
【技术领域】
本发明涉及涉及流体机械及工程设备技术领域，尤其是一种便于组装连接的尾水管。
【背景技术】
水轮机是把水流的动能转换为机械能的动力机械，属于流体机械中的透平机械。现代水轮机大多数安装在水电站内，用来驱动发电设备，水轮机一般都设有尾水管，尾水管通常设计成一种管径横截面面积由小增大的弯管，转轮出口处的水流经过尾水管时，流速下降，压力升高，形成逆压力场，因此尾水管又叫做扩压管。其作用是：把转轮出口处的水流排向下游，并回收转轮出口处一部分水流的能量，尽最大化地利用水流的位能。在实际运用中我们希望尾水管中水流的流动尽可能平稳，扩压效果尽可能好，恢复系数尽可能高。
然而在实际工作中，尾水管往往存在着以下几种状况。
其一，由于尾水管是一种扩压式的管道，当水流流经尾水管时，容易引起脱流、二次回流以及流动不稳定的现象，特别是对于弯肘式的尾水管，这种现象更为明显。
其二，当水轮机在偏离最优工况运行时，进入尾水管的流动就会变得更加的复杂，水流在周期性非平稳因素及离心力的影响下产生偏心，并形成偏心涡带，偏心涡带以低频的周期在尾水管内旋转，撞击着尾水管的壁面，形成反射波向上游传播而旋进，进而出现回流区，致使尾水管产生压力脉动，当偏心涡带诱发的压力脉动频率接近机组的某一个固有频率时，又将引起强烈的共振。
上述这些问题不仅会使机组的运行存在着不稳定的情况，还使尾水管的恢复系数降低，致使水轮机的工作效率下降。
发明专利号：201420291918.1，其公开了一种用于水轮机的尾水管，包括前端开口小且后端开口大的锥管段，所述锥管段前端与水轮机转轮出水口对接，所述锥管段的通道内设有与其同轴且前后开口的整流筒。该发明中，整流筒固定设于锥管段内，在一定程度上增加了其运行的稳定性，减小了脉动压力，但是整流筒不能相对锥管段进行调节，即不能根据水流大小相应的调节，以使得水轮机保持较高的效率。另外，该整流筒整体采用圆柱筒，安装连接其难度较大。
本发明即针对现有技术的不足而研究提出。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种便于组装连接的尾水管，整流筒由复数片整流片拼凑而成，每一整流片通过固定杆与锥管段内侧连接，具有结构简单，便于安装连接的特点，有效提高了现场施工安装效率。
为解决上述技术问题，本发明一种便于组装连接的尾水管，包括锥管段1、整流片2和固定杆3，所述整流片2为圆柱片体，复数所述整流片2置于锥管段1内且与锥管段1同轴设置而形成整流筒，每一所述整流片2与锥管段1内侧通过固定杆3连接。
所述锥管段1上端开口内径为d1,所述整流筒内径为d2，所述整流筒轴向长度为L1，所述锥管段1轴向长度为L2，所述锥管段1上端口与整流筒上端口之间距离为L3，满足：
L1<1.5d1,
0.5L2<L3,
0.7d1<d2<2d1。
本发明中所述整流筒由四片整流片2拼凑形成，或所述整流筒由三片整流片2拼凑形成。
相邻所述整流片2之间设有间隙4。
所述整流筒上下端设有用于固定整流片2的定位圈5，所述固定杆3为弹性伸缩杆组，所述锥管段1内侧壁上设有导向滑槽11，所述导向滑槽11内可滑动连接有调节滑动块12，所述弹性伸缩杆组一端固定连接于相应的整流片2外侧，所述弹性伸缩杆组另一端与调节滑动块12固定连接，所述调节滑动块12上还设有当调节滑动块12滑动至预定位置时用于将调节滑动块12与导向滑槽11锁紧固定的紧固组件13。
所述弹性伸缩杆组包括套杆31、滑杆32和弹性件33，所述套杆31一端固定连接于整流片2外侧，所述套杆311另一端与滑杆32滑动连接，且所述弹性件33置于套杆31内以用于弹性顶压滑杆32内端，所述滑杆32外端与调节滑动块12固定连接。
所述紧固组件13为螺栓及螺母。
所述导向滑槽11为T型槽。
作为本发明中整流片、锥管段与固定杆的另一种连接方式，所述整流片2与锥管段1内侧之间通过固定杆3焊接固定连接或螺纹固定连接。
与现有技术相比较，本发明一种便于组装连接的尾水管，具有如下优点：
1、整流筒由复数片整流片拼凑而成，每一整流片通过固定杆与锥管段内侧连接，采用该设计结构，方便了人们现场作业施工，降低了作业难度。
2、固定杆为弹性伸缩杆组，整流片通过定位圈进行定位固定，且弹性伸缩杆组一端与整流片固定，另一端则可调节地与锥管段内侧连接，实现了整流筒相对锥管段进行轴向调节之功能，使得整流筒相对水轮机而调整至最佳位置，有效地根据不同的水流而进行适应性调整，保证水轮机始终保持具有较高的效率。
3、通过优化整流筒与锥管段的尺寸参数，当水轮机的水流经转轮出口进入尾水管的锥管段后，锥管段中的水压具有轴心小周边大的特点，当水流在锥管段内某个位置遇到的整流筒后会使轴心的水压增大，而周边的压力相反会减小，因此，就会使轴心和周边的压力差减小，从而可以实现抑制偏心涡带的产生及影响，它可在不影响水轮机输出功率的情况下有效地抑制或减少回流现象，使得水流更稳定并延长其推动水轮机转轮持续做功的时间。在不增加锥管段高度，也即不增加水电站的下部开挖前提条件下，实现了提高能量恢复系数的目标，使水轮机的能量转换效率得到提高。
4、相邻整流片之间设有间隙，通过该间隙可以进一步减小轴心和周边的压力差，有效地抑制偏心涡带的产生及影响。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明第一种实施例的剖面结构示意图。
图2为本发明第一种实施例的仰视图。
图3为本发明第二种实施例的仰视图。
图4为本发明第三种实施例的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
如图1-3所示，本发明一种便于组装连接的尾水管，为解决上述技术问题，本发明一种便于组装连接的尾水管，包括锥管段1、整流片2和固定杆3，所述整流片2为圆柱片体，复数所述整流片2置于锥管段1内且与锥管段1同轴设置而形成整流筒，每一所述整流片2与锥管段1内侧通过固定杆3连接。由于整流筒由复数片整流片2拼凑而成，每一整流片2通过固定杆3与锥管段1内侧连接，采用该设计，其结构简单，方便了人们现场作业施工，降低了作业难度。
所述锥管段1上端开口内径为d1,所述整流筒内径为d2，所述整流筒轴向长度为L1，所述锥管段1轴向长度为L2，所述锥管段1上端口与整流筒上端口之间距离为L3，满足：
L1<1.5d1,0.5L2<L3,0.7d1<d2<2d1。
通过优化整流筒与锥管段1的尺寸参数，当水轮机的水流经转轮出口进入尾水管的锥管段1后，锥管段1中的水压具有轴心小周边大的特点，当水流在锥管段1内某个位置遇到的整流筒后会使轴心的水压增大，而周边的压力相反会减小，因此，就会使轴心和周边的压力差减小，从而可以实现抑制偏心涡带的产生及影响，它可在不影响水轮机输出功率的情况下有效地抑制或减少回流现象，使得水流更稳定并延长其推动水轮机转轮持续做功的时间。在不增加锥管段1高度，也即不增加水电站的下部开挖前提条件下，实现了提高能量恢复系数的目标，使水轮机的能量转换效率得到提高。
本发明根据设计及现场施工需要而设置整流片2，作为本发明的第一种实施方式，如图2所示，所述整流筒由四片整流片2拼凑形成；作为本发明的第二种实施方式，如图3所示，所述整流筒由三片整流片2拼凑形成。
如图2和图3所示，为了进一步减小锥管段1轴心和周边的压力差，有效地抑制偏心涡带的产生及影响，在相邻所述整流片2之间设有间隙4。
作为本发明的第一种实施方式，所述整流片2与锥管段1内侧之间通过固定杆3焊接固定连接或螺纹固定连接。
作为本发明的第三种实施方式，整流片2可调节地设置在锥管段1内。
如图4所示，所述整流筒上下端设有用于固定整流片2的定位圈5，所述固定杆3为弹性伸缩杆组，所述锥管段1内侧壁上设有导向滑槽11，所述导向滑槽11为T型槽，所述导向滑槽11内可滑动连接有调节滑动块12，所述弹性伸缩杆组一端固定连接于相应的整流片2外侧，所述弹性伸缩杆组另一端与调节滑动块12固定连接，所述调节滑动块12上还设有当调节滑动块12滑动至预定位置时用于将调节滑动块12与导向滑槽11锁紧固定的紧固组件13，所述紧固组件13为螺栓及螺母。
通过调节紧固组件13，即可调节整流片2相对锥管段1的沿轴向进行移动，故使得整流筒相对水轮机而调整至最佳位置，有效地根据不同的水流而进行适应性调整，保证水轮机始终保持具有较高的效率。
所述弹性伸缩杆组包括套杆31、滑杆32和弹性件33，所述套杆31一端固定连接于整流片2外侧，所述套杆311另一端与滑杆32滑动连接，且所述弹性件33置于套杆31内以用于弹性顶压滑杆32内端，所述滑杆32外端与调节滑动块12固定连接。
进行调节时，松开紧固件13，将各个调节滑动块12沿着相应的导向滑槽32移动，且当每一整流片2移动至预定位置时，将紧固件13锁紧，使得调节滑动块12锁紧固定于导向滑槽11内。

Claims (10)

1.一种便于组装连接的尾水管，其特征在于包括锥管段(1)、整流片(2)和固定杆(3)，所述整流片(2)为圆柱片体，复数所述整流片(2)置于锥管段(1)内且与锥管段(1)同轴设置而形成整流筒，每一所述整流片(2)与锥管段(1)内侧通过固定杆(3)连接。
2.根据权利要求1所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于所述锥管段(1)上端开口内径为d1,所述整流筒内径为d2，所述整流筒轴向长度为L1，所述锥管段(1)轴向长度为L2，所述锥管段(1)上端口与整流筒上端口之间距离为L3，满足：
L1<1.5d1,
0.5L2<L3,
0.7d1<d2<2d1。
3.根据权利要求1所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于所述整流筒由四片整流片(2)拼凑形成。
4.根据权利要求1所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于所述整流筒由三片整流片(2)拼凑形成。
5.根据权利要求1所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于相邻所述整流片(2)之间设有间隙(4)。
6.根据权利要求1-5任一项所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于所述整流筒上下端设有用于固定整流片(2)的定位圈(5)，所述固定杆(3)为弹性伸缩杆组，所述锥管段(1)内侧壁上设有导向滑槽(11)，所述导向滑槽(11)内可滑动连接有调节滑动块(12)，所述弹性伸缩杆组一端固定连接于相应的整流片(2)外侧，所述弹性伸缩杆组另一端与调节滑动块(12)固定连接，所述调节滑动块(12)上还设有当调节滑动块(12)滑动至预定位置时用于将调节滑动块(12)与导向滑槽(11)锁紧固定的紧固组件(13)。
7.根据权利要求6所述一种整流筒具有可轴向调节的尾水管，其特征在于所述弹性伸缩杆组包括套杆(31)、滑杆(32)和弹性件(33)，所述套杆(31)一端固定连接于整流片(2)外侧，所述套杆(311)另一端与滑杆(32)滑动连接，且所述弹性件(33)置于套杆(31)内以用于弹性顶压滑杆(32)内端，所述滑杆(32)外端与调节滑动块(12)固定连接。
8.根据权利要求6所述一种整流筒具有可轴向调节的尾水管，其特征在于所述紧固组件(13)为螺栓及螺母。
9.根据权利要求6所述一种整流筒具有可轴向调节的尾水管，其特征在于所述导向滑槽(11)为T型槽。
10.根据权利要求1或2所述一种便于组装连接的尾水管，其特征在于所述整流片(2)与锥管段(1)内侧之间通过固定杆(3)焊接固定连接或螺纹固定连接。
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