CN111828664A - 一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,包括中轴、用于向控制器传输信号以控制驱动电机的信号电路板,在中轴上分别套设有管状的弹性体、用于和牙盘连接并传递扭矩的连接段,弹性体的一端与中轴传动连接,弹性体另一端和连接段相连接,弹性体的外侧壁上设有传感电路板,传感电路板包括设置在弹性体的外侧壁上用于感应扭矩的的形变传感器、用以输出形变传感器的扭矩信号的无线信号发射模块、电源接收线圈,信号电路板包括用于接收扭矩信号的无线信号接收模块、与电源接收线圈相互感应从而在电源接收线圈上形成供电电流的电源线圈、和控制器连接的输入输出端子。本发明既可确保检测信号的稳定传输,又有利于提高检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及水轮发电机技术领域,具体涉及一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门。
背景技术
随着人们节能环保意识的增强,作为绿色能源的水力发电正在大力发展,其中的贯流式水轮机在我国低水头大流量水力资源开发中占有重要的地位,被广泛应用到了水资源相对丰富且经济较发达的中东部地区水资源开发项目中。贯流式水轮发电机在运行时,经常因为工况改变,电力系统运行参数变化,或者外部扰动等原因,造成水压、流量等水利性能的变化,眼妆的会形成较大的水锤作用力,造成机组部件的损坏。过渡阶段机组一般仅能靠导叶开度变化来调节水力,因其开度范围有限,会有极大的压力上升,对机组运行带来巨大风险。另外,当贯流式水轮机在检修时,需关闭引流管道中的阀门,然后排空阀门后面的积水,才能进行工作。现有的此类阀门通常采用上下升降的闸板式结构,其重量重,并且至少需要管径二倍以上的行程,阀门的升降需要使用龙门吊机,并具有较大的起落空间,从而影响检修的效率。尤其是,当面对经常性的设备检修、维护、清理等工作时,现有的阀门结构以及相应的启闭方式会严重影响工作效率。此外,闸板式的阀门在工作时对管道的关闭和开启都是从一侧开始,直至完全关闭或完全开启的,因此,当高压的水流作用在阀门上时,会造成阀门受力的严重不均,容易出现卡死的现象。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的贯流式水轮机截流阀门所存在的重量重、开闭行程大从而不易控制,并且受力不均匀的问题,提供一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,可极大地减小阀门启闭所需的空间,并且有效地均衡阀门所受的水压,同时显著地降低阀门的重量。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,包括用于引导水流的导引水管,所述导引水管包括同轴对接的上游水管和下游水管,在上游水管和下游水管相互对接的一端分别设有径向延伸的法兰环,在两个法兰环外侧边缘之间设有与驱动机构相关联的转动环,两个法兰环和转动环围成与导引水管内部连通的环形空腔,在环形空腔内设有若干在环形空腔的周向上均匀分布的阀瓣,阀瓣通过连接在两个法兰环之间的转动轴与环形空腔形成转动连接,从而使阀瓣可从开启位置正向转动至封闭位置,所述阀瓣包括一个传动边、一个前配合边、一个后配合边,所述传动边、前配合边均为以转动轴为圆心的圆弧,所述前配合边的半径大于下游水管的半径,所述后配合边为半径与前配合边匹配的内凹圆弧,前配合边的一端与后配合边的一端相连接,前配合边的另一端与后配合边的另一端分别通过过渡边连接在传动边的前后二端,所述转动环内侧设有内齿,所述传动边设有和内齿相啮合的外齿,当阀瓣处于封闭位置时,后一个阀瓣的前配合边抵靠相邻的前一个阀瓣的后配合边,各阀瓣拼接后在中心处形成封堵下游水管的封堵区域;当驱动机构使转动环反向转动时,转动环带动阀瓣从封闭位置转动至开启位置,此时阀瓣位于环形空腔内,阀瓣的后配合边靠近下游水管外侧。
首先,本发明在上游水管和下游水管的连接处形成一个环形空腔,并在环形空腔内设置若干可转动的阀瓣。当贯流式水轮机正常运行而发电时,各阀瓣位于开启位置,此时的阀瓣均位于环形空腔内,从而使上游水管和下游水管之间导通。当遇到需要对贯流式水轮机组进行维修、或者维护时,我们可通过驱动机构带动转动环正向转动。由于阀瓣的传动边与转动环相啮合,因此,转动环带动阀瓣从开启位置正向转动至封闭位置,此时各阀瓣即可相互拼接在一起,各阀瓣拼接后在中心处形成一个封堵下游水管的封堵区域。
也就是说,本发明是通过多个类似花瓣的阀瓣的正反两个方向的转动实现导引水管的开通和截流的,和采用上下升降的闸板式阀门相比,可显著地缩小外形尺寸以及阀瓣所需的运动空间。可以理解的是,各阀瓣自身的重量是通过转动轴支承作用在导引水管上的,因此,转动阀瓣所需的动力和提升阀板所需的动力相比要小很多。因此,其中的驱动机构无需采用龙门吊机之类的大型起吊设备,从而简化工作流程,加快工作进程,提升工作效率。
特别是,在驱动机构带动各阀瓣同步转动至封闭位置的过程中,在周向上均匀分布的各阀瓣是同步地进入到导引水管内,从而使导引水管的有效导通面积逐渐缩小,进而使各阀瓣的受力均衡,并可分散总的受力,有效地避免阀瓣转动时出现卡死的现象。
作为优选,所述导引水管还包括同轴地设置在上游水管和下游水管内的内管,从而在上游水管、下游水管和内管之间形成管状的水流空腔,所述环形空腔与水流空腔相连通,所述阀瓣的前配合边通过内凹的弧形内配合边与后配合边相连接,当阀瓣处于封闭位置时,所述内配合边抵靠内管的外侧壁。
我们知道,贯流式水轮机包括一个设置在导引水管内的灯泡式壳体,从而在导引水管和灯泡是壳体之间形成管状的水流空腔,壳体靠近下游一端设有转轮,壳体内设有定子、和转轮联动的转子,当导引水管内的水流通过灯泡式壳体时,驱动转轮转动,从而带动转子转动而发电。本方案中将截流阀门设置在导引水管设置灯泡式壳体处,此时的内管即为位于导引水管内的灯泡式壳体。由于阀瓣的前配合边通过内凹的弧形内配合边与后配合边相连接,因此,当阀瓣转动至封闭位置时,阀瓣的内配合边抵靠内管的外侧壁,一方面使阀瓣在周向上准确定位,另一方面,使得阀瓣的内配合边紧密抵靠内管的外侧壁,以确保阀瓣的密封效果,并可使转轮快速停止转动,便于对贯流式水轮机进行维修或者定期的维护。
作为优选,所述驱动机构包括动力源、与动力源传动连接的驱动齿轮,所述驱动齿轮与转动环外侧啮合。
通过驱动齿轮可方便地驱动转动环转动,而驱动齿轮可采用电机,旋转油缸等,即可提供足够的转矩,又方便控制转动角度。
作为优选,所述驱动机构包括驱动油缸、设置在转动环外侧的连接座,连接座上设有沿导引水管的轴向延伸并贯通两侧的滑动槽,在垂直于导引水管轴向的横截面内,所述滑动槽径向地向外延伸至连接座边缘而形成开口;在导引水管轴向上,所述连接座的中部设有连通滑动槽的连接卡槽,所述连接卡槽贯通连接座边缘,所述驱动油缸的活塞杆端部设有沿导引水管轴向设置的滑动销,所述活塞杆的端部可滑动地位于所述连接卡槽内,所述滑动销外露于活塞杆的两端分别可滑动地位于连接卡槽两侧的滑动槽内。
在本方案中,驱动机构采用直线式的驱动油缸,当驱动油缸的活塞杆向前伸出、或者缩回时,即可通过连接座带动转动环转动。特别是,本发明在连接座上设置相互垂直的滑动槽、以及连接卡槽,在驱动油缸的活塞杆端部设至滑动销,而连接卡槽将连接座分成两半,从而在连接座的两侧分别形成滑动槽。这样,需要连接驱动油缸的活塞杆与连接座时,只需先使活塞杆端部的滑动销从滑动槽的开口处进入滑动槽内,此时的活塞杆端部可滑动地卡位在连接卡槽内,然后将驱动油缸的缸体固定,以方便驱动油缸和连接座的连接和装配。当活塞杆伸出或缩回以驱动转动环转动时,由于活塞杆是直线运动,而连接座则是旋转运动,因此,此时的滑动销可自动在连接座的滑动槽内移动,有效地避免活塞杆与连接座产生分离。
作为优选,所述阀瓣包括阀瓣本体和滑动边条,所述前配合边设置在滑动边条上,在靠近滑动边条一侧的阀瓣本体内设有若干平行布置的圆柱形压力腔,压力腔靠近滑动边条一端同轴地设有贯通阀瓣本体边缘的连接过孔,所述阀瓣本体上靠近上游水管的上侧设有连通压力腔另一端的导水孔,所述滑动边条上设有适配在连接过孔内的滑动杆,所述滑动杆上设有适配在压力腔内的活塞,所述滑动杆上套设有压簧,所述压簧一端抵压活塞,另一端抵压靠近连接过孔一侧的压力腔侧面,当阀瓣由开启位置正向转动至封闭位置时,上、下游水管被截流,阀瓣靠近上游水管的上侧承受水压,水压通过导水孔、压力腔作用在活塞上,从而通过活塞驱动滑动边条向外滑移,此时滑动边条上的前配合边紧贴相邻的前一个阀瓣的后配合边。
为了确保相邻的阀瓣之间的可靠密封拼接,本发明的阀瓣包括阀瓣本体和与阀瓣本体形成滑动连接的滑动边条。当阀瓣由开启位置向封闭位置转动时,压簧通过活塞带动滑动边条移动而紧紧贴靠阀瓣本体,此时的阀瓣本体和滑动边条形成一个完整形状的阀瓣,从而可避免各阀瓣在转动时相互之间产生摩擦干扰。当阀瓣逐渐转动至封闭位置时,导引水管被基本截断,此时上游水管水压作用在阀瓣的上侧,从而通过导水孔进入压力腔内,进而驱动压力腔内的活塞克服压簧的弹力而移动,以便使滑动边条远离阀瓣本体,此时滑动边条上的前配合边即可紧贴相邻的前一个阀瓣的后配合边,从而有效地提升相邻的阀瓣之间拼接的可靠性和密封性。
作为优选,所述阀瓣本体靠近滑动边条的上边缘设有L形的缺口,相应地,所述滑动边条靠近阀瓣本体一侧的上边缘设有凸条,当阀瓣处于封闭位置时,所述凸条适配在所述缺口内;当阀瓣由封闭位置反向转动时,上游水管的水压驱动活塞,使滑动边条与阀瓣本体相分离;当凸条滑出缺口时,上游水管的水压通过凸条和缺口之间的空隙泄压,压簧驱动活塞正向移动而复位,滑动边条靠近阀瓣本体。
由于阀瓣本体靠近滑动边条的上边缘设有L形的缺口,相应地,在滑动边条靠近阀瓣本体一侧的上边缘设有凸条,从而在阀瓣本体和滑动边条之间形成L形的互补结构。这样,当滑动边条相对阀瓣本体有轻微的移动时,滑动边条上的凸条可继续搭接在阀瓣本体的缺口内,此时的滑动边条和阀瓣本体之间不会相互分离而产生空隙。也就是说,当阀瓣刚开始由封闭位置反向转动时,上游水管的水压作用在阀瓣本体的表面,从而驱动活塞克服压簧的弹力而移动,使滑动边条与阀瓣本体逐渐分离,此时滑动边条上的凸条仍然搭接在阀瓣本体的缺口内;当阀瓣反向转过一定角度时,滑动边条上的凸条滑出缺口,从而在滑动边条上的凸条与阀瓣本体的缺口之间形成空隙,随着阀瓣的转动,空隙会越来越大,此时上游水管的水压通过凸条和缺口之间的空隙泄压,作用在阀瓣本体表面的水压下降,压簧即可驱动活塞正向移动而复位,滑动边条逐渐靠近阀瓣本体而复原。
因此,本发明具有如下有益效果:可极大地减小阀门启闭所需的空间,并且有效地均衡阀门所受的水压,同时显著地降低阀门的重量。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是阀瓣和导引水管的轴向剖视图。
图3是阀瓣处于封闭位置时的一种结构示意图。
图4是阀瓣处于开启位置时的一种结构示意图。
图5是导引水管内具有内管且阀瓣处于封闭位置时的一种结构示意图。
图6是驱动机构的一种结构示意图。
图7是图6的驱动机构中连接座的一种结构示意图。
图8是阀瓣的局部结构示意图。
图中:1、导引水管 11、上游水管 12、下游水管 13、水流空腔 14、法兰环 2、内管 3、转动环 31、环形空腔 32、连接座 321、滑动槽 322、连接卡槽 4、阀瓣 41、转动轴 42、传动边 43、前配合边 44、后配合边 45、过渡边 46、内配合边 47、阀瓣本体 471、压力腔 472、连接过孔 473、导水孔 474、缺口 48、滑动边条 481、滑动杆482、活塞 483、压簧 484、凸条 5、驱动齿轮 6、驱动油缸 61、活塞杆 62、滑动销7、壳体 71、转轮。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示,一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其适用于对贯流式水轮发电机组水流的截止和导通,具体包括导引水管1,导引水管包括同轴对接的上游水管11和下游水管12,在导引水管内具有一个灯泡式壳体7,从而在壳体和导引水管之间形成一个管状的水流空腔13。此外,在壳体位于下游一端设置转轮71,在壳体内设置定子、与转轮同轴连接的转子。当导引水管引导水库的蓄水通过水流空腔冲击转轮转动时,即可带动转子转动,从而实现水力发电。由于灯泡贯流式水轮机组属于现有技术,因此,壳体以及壳体内的相关结构不做详细的描述。
需要说明的是,本实施例中,将靠近水库一端称为前端,远离水库一端称为后端,对于导引水管,将位于灯泡式壳体前端部分称为上游水管,将位于灯泡式壳体后端部分称为下游水管。
为了方便地使导引水管截流或开通,如图2、图3/tu 4所示,我们可使上游水管和下游水管相互对接的一端相互分离而形成一定的间隙,并在上游水管和下游水管相互对接的一端分别设置径向延伸的圆形法兰环14,然后在两个法兰环外侧边缘之间设置一个转动环3,两个法兰环和转动环围成与导引水管内部连通的环形空腔31。此外,在环形空腔内设置若干在环形空腔的周向上均匀分布的阀瓣4,其优选值为5个,阀瓣通过连接在两个法兰环之间的转动轴41与环形空腔形成转动连接,从而使阀瓣可从开启位置正向转动至封闭位置。阀瓣包括一个传动边42、一个前配合边43、一个后配合边44,其中的传动边、前配合边均为以转动轴为圆心的圆弧,而后配合边为半径与前配合边匹配的内凹圆弧,前配合边上靠近导引水管轴线的一端与后配合边的一端相连接,前配合边的另一端与后配合边的另一端分别通过过渡边45连接在传动边的前后二端。另外,转动环内侧设有内齿,传动边设有和内齿相啮合的外齿,而转动环与一驱动机构相关联,从而使驱动机构可带动转动环转动。
当贯流式水轮机在正常工作而发电时,阀瓣处于开启位置,此时阀瓣位于环形空腔内,上游水管和下游水管完全连通,并且阀瓣的后配合边靠近下游水管外侧,为此,优选地,前配合边的半径大于下游水管的半径,相应地,后配合边的半径也大于下游水管的半径,以便使后配合边与下游水管外侧之间保持大致均匀的空隙。需要对机组进行维修时,我们可通过驱动机构带动转动环正向转动,继而通过传动边带动阀瓣正向转动至封闭位置,此时,在前后相邻的二个阀瓣之间,后一个阀瓣的前配合边抵靠前一个阀瓣的后配合边,各阀瓣拼接后在中心处形成封堵下游水管的封堵区域。
需要说明的是,本实施例中,将阀瓣由开启位置转动至封闭位置的转动方向、以及相应的转动环的转动方向称为正向,并以该转动方向为基准,位于该转动方向前侧的配合边称为前配合边,后侧的称为后配合边。
由于本发明是通过多个类似花瓣的阀瓣的正反两个方向的转动实现导引水管的开通和截流的,和采用上下升降的闸板式阀门相比,可显著地缩小外形尺寸以及阀瓣所需的运动空间。可以理解的是,各阀瓣自身的重量是通过转动轴支承作用在导引水管上的,因此,转动阀瓣所需的动力和提升阀板所需的动力相比要小很多。因此其中的驱动机构无需采用龙门吊机之类的大型起吊设备,从而简化工作流程,加快工作进程,提升工作效率。
特别是,在驱动机构带动各阀瓣同步转动的过程中,在周向上均匀分布的各阀瓣是同步动作的,从而使导引水管的有效导通面积逐渐缩小或放大,进而使各阀瓣的受力均衡,并可分散总的受力,有效地避免阀瓣转动时出现卡死的现象。
作为一种优选方案,如图1、图5所示,我们可将法兰环、转动环、阀瓣等设置在导引水管上与灯泡式壳体对应位置,此时,灯泡式壳体即构成同轴地设置在上游水管和下游水管内的内管2,从而在上游水管、下游水管和内管之间形成管状的水流空腔。这样,环形空腔与水流空腔相连通,当然,阀瓣的前配合边可通过内凹的弧形内配合边46与后配合边相连接。当阀瓣由开启位置转动至封闭位置时,所述内配合边抵靠内管的外侧壁,一方面使阀瓣在周向上准确定位,另一方面,使得阀瓣的内配合边紧密抵靠内管的外侧壁,以确保阀瓣的密封效果。便于对贯流式水轮机进行维修或者定期的维护。
作为另一种优选方案,驱动机构包括动力源、与动力源传动连接的驱动齿轮5,驱动齿轮与转动环外侧啮合,其中的动力源可采用步进电机、旋转油缸等。这样,动力源可方便地通过驱动齿轮带动转动环转动,并准确控制转动角度。通过合理地设计驱动齿轮和转动环的齿数比,可有效地减小驱动齿轮所需的转矩和驱动功率。
作为对上述优选方案的一种替代方案,如图6、图7所示,驱动机构包括驱动油缸6、设置在转动环外侧用于和驱动油缸的活塞杆61相连接的连接座32,连接座上设置沿导引水管的轴向延伸并贯通连接座两侧的滑动槽321,滑动槽在径向上向外延伸至连接座边缘而形成开口。也就是说,在垂直于导引水管轴向的横截面内,滑动槽为具有开口的U形槽。此外,在导引水管轴向上,连接座的中部设置连通滑动槽的连接卡槽322,连接卡槽贯通连接座边缘。驱动油缸的活塞杆端部设置沿导引水管轴向设置的滑动销62,活塞杆的端部可滑动地位于连接卡槽内,滑动销外露于活塞杆的两端则分别可滑动地位于连接卡槽两侧的滑动槽内。
需要连接驱动油缸的活塞杆与连接座时,只需先使活塞杆端部的滑动销从滑动槽的开口处进入滑动槽内,此时的活塞杆端部可滑动地卡位在连接卡槽内,然后将驱动油缸的缸体固定,以方便驱动油缸和连接座的连接和装配。当活塞杆伸出或缩回以驱动转动环转动时,由于活塞杆是直线运动,而连接座则是旋转运动,因此,此时的滑动销可自动在连接座的滑动槽内移动,有效地避免活塞杆与连接座产生分离。
进一步地,如图8所示,阀瓣包括阀瓣本体47和贴靠在阀瓣本体边缘的滑动边条48,前配合边设置在滑动边条上,在靠近滑动边条一侧的阀瓣本体内设置若干平行布置的圆柱形压力腔471,压力腔靠近滑动边条的前端同轴地设有贯通阀瓣本体边缘的连接过孔472,连接过孔与压力腔构成阶梯孔。阀瓣本体上靠近上游水管的上侧设置连通压力腔后端的导水孔473,滑动边条上设有适配在连接过孔内的滑动杆481,滑动杆上设置适配在压力腔内的活塞482。此外,在位于活塞和连接过孔之间的压力腔内设有套接在滑动杆上的压簧483,压簧一端抵压活塞,另一端抵压压力腔与连接过孔之间的台阶面。
当阀瓣由开启位置正向转动至封闭位置时,上、下游水管被截流,此时上游水管的水压作用在阀瓣的上侧,水压通过导水孔、压力腔作用在活塞上,从而通过活塞驱动滑动边条向外滑移,此时滑动边条上的前配合边紧贴相邻的前一个阀瓣的后配合边,从而有效地提升相邻的阀瓣之间拼接的可靠性和密封性。
更进一步地,阀瓣本体靠近滑动边条的上边缘设有横截面呈L形的缺口474,相应地,滑动边条靠近阀瓣本体一侧的上边缘设置凸条484。这样,当阀瓣处于封闭位置时,凸条适配在缺口内;当阀瓣刚开始由封闭位置反向转动时,上游水管的水压作用在阀瓣本体的表面,从而驱动活塞克服压簧的弹力而移动,使滑动边条与阀瓣本体逐渐分离,此时滑动边条上的凸条仍然搭接在阀瓣本体的缺口内;当阀瓣反向转过一定角度时,滑动边条上的凸条滑出缺口,从而在滑动边条上的凸条与阀瓣本体的缺口之间形成空隙,随着阀瓣的转动,空隙会越来越大,并且各阀瓣之间、以及由阀瓣拼成的形状的中间的空隙逐渐增大,此时上游水管的水压通过各种空隙泄压,作用在阀瓣本体表面的水压下降,压簧即可驱动活塞正向移动而复位,滑动边条逐渐靠近阀瓣本体而复原。
可以理解的是,当阀瓣由开启位置开始正向转动时,滑动边条与阀瓣本体之间保持紧密贴靠状态;当阀瓣正向转过一定角度时,各阀瓣之间、以及由阀瓣拼成的形状的中间的空隙逐渐减小,此时上游水管的水压在阀瓣本体表面的作用力逐渐增加,活塞逐渐克服压簧的弹力将滑动边条向外推出,当阀瓣转动至封闭位置时,滑动边条上前配合边紧密抵靠前一个阀瓣的后配合边。
Claims (6)
1.一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,包括用于引导水流的导引水管,所述导引水管包括同轴对接的上游水管和下游水管,其特征是,在上游水管和下游水管相互对接的一端分别设有径向延伸的法兰环,在两个法兰环外侧边缘之间设有与驱动机构相关联的转动环,两个法兰环和转动环围成与导引水管内部连通的环形空腔,在环形空腔内设有若干在环形空腔的周向上均匀分布的阀瓣,阀瓣通过连接在两个法兰环之间的转动轴与环形空腔形成转动连接,从而使阀瓣可从开启位置正向转动至封闭位置,所述阀瓣包括一个传动边、一个前配合边、一个后配合边,所述传动边、前配合边均为以转动轴为圆心的圆弧,所述前配合边的半径大于下游水管的半径,所述后配合边为半径与前配合边匹配的内凹圆弧,前配合边的一端与后配合边的一端相连接,前配合边的另一端与后配合边的另一端分别通过过渡边连接在传动边的前后二端,所述转动环内侧设有内齿,所述传动边设有和内齿相啮合的外齿,当阀瓣处于封闭位置时,后一个阀瓣的前配合边抵靠相邻的前一个阀瓣的后配合边,各阀瓣拼接后在中心处形成封堵下游水管的封堵区域;当驱动机构使转动环反向转动时,转动环带动阀瓣从封闭位置转动至开启位置,此时阀瓣位于环形空腔内,阀瓣的后配合边靠近下游水管外侧。
2.根据权利要求1所述的一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其特征是,所述导引水管还包括同轴地设置在上游水管和下游水管内的内管,从而在上游水管、下游水管和内管之间形成管状的水流空腔,所述环形空腔与水流空腔相连通,所述阀瓣的前配合边通过内凹的弧形内配合边与后配合边相连接,当阀瓣处于封闭位置时,所述内配合边抵靠内管的外侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其特征是,所述驱动机构包括动力源、与动力源传动连接的驱动齿轮,所述驱动齿轮与转动环外侧啮合。
4.根据权利要求1所述的一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其特征是,所述驱动机构包括驱动油缸、设置在转动环外侧的连接座,连接座上设有沿导引水管的轴向延伸并贯通两侧的滑动槽,在垂直于导引水管轴向的横截面内,所述滑动槽径向地向外延伸至连接座边缘而形成开口;在导引水管轴向上,所述连接座的中部设有连通滑动槽的连接卡槽,所述连接卡槽贯通连接座边缘,所述驱动油缸的活塞杆端部设有沿导引水管轴向设置的滑动销,所述活塞杆的端部可滑动地位于所述连接卡槽内,所述滑动销外露于活塞杆的两端分别可滑动地位于连接卡槽两侧的滑动槽内。
5.根据权利要求2所述的一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其特征是,所述阀瓣包括阀瓣本体和滑动边条,所述前配合边设置在滑动边条上,在靠近滑动边条一侧的阀瓣本体内设有若干平行布置的圆柱形压力腔,压力腔靠近滑动边条一端同轴地设有贯通阀瓣本体边缘的连接过孔,所述阀瓣本体上靠近上游水管的上侧设有连通压力腔另一端的导水孔,所述滑动边条上设有适配在连接过孔内的滑动杆,所述滑动杆上设有适配在压力腔内的活塞,所述滑动杆上套设有压簧,所述压簧一端抵压活塞,另一端抵压靠近连接过孔一侧的压力腔侧面,当阀瓣由开启位置正向转动至封闭位置时,上、下游水管被截流,阀瓣靠近上游水管的上侧承受水压,水压通过导水孔、压力腔作用在活塞上,从而通过活塞驱动滑动边条向外滑移,此时滑动边条上的前配合边紧贴相邻的前一个阀瓣的后配合边。
6.根据权利要求5所述的一种便于水力过渡和控制的贯流式水轮机用截流阀门,其特征是,所述阀瓣本体靠近滑动边条的上边缘设有L形的缺口,相应地,所述滑动边条靠近阀瓣本体一侧的上边缘设有凸条,当阀瓣处于封闭位置时,所述凸条适配在所述缺口内;当阀瓣由封闭位置反向转动时,上游水管的水压驱动活塞,使滑动边条与阀瓣本体相分离;当凸条滑出缺口时,上游水管的水压通过凸条和缺口之间的空隙泄压,压簧驱动活塞正向移动而复位,滑动边条靠近阀瓣本体。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112648399A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-13 | 浙江理工大学 | 一种多阀瓣可调节闸阀 |
CN113090780A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 浙江理工大学 | 一种阀门启闭结构及阀门 |
CN114483982A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 调节阀和调节阀的控制系统 |
CN114704654A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-05 | 杨兰 | 一种预泄压蝶阀 |
CN114962117A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-30 | 太湖流域管理局水利发展研究中心 | 一种贯流式电站不间断小流量低负荷发电装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038321A1 (de) * | 1980-04-16 | 1981-10-21 | VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft | Rohrturbine |
RU2109192C1 (ru) * | 1996-03-21 | 1998-04-20 | Александр Леонидович Кузьмин | Запорное устройство |
US20030178069A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Myles William Gordon | Damper system with sealing plug |
CN203548044U (zh) * | 2013-10-30 | 2014-04-16 | 四川省内江蜀源水轮机有限公司 | 新型贯流式水轮机 |
CN111262366A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-09 | 浙江富春江水电设备有限公司 | 一种高速水轮机组磁极固定结构 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010590419.2A patent/CN111828664B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0038321A1 (de) * | 1980-04-16 | 1981-10-21 | VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft | Rohrturbine |
RU2109192C1 (ru) * | 1996-03-21 | 1998-04-20 | Александр Леонидович Кузьмин | Запорное устройство |
US20030178069A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Myles William Gordon | Damper system with sealing plug |
CN203548044U (zh) * | 2013-10-30 | 2014-04-16 | 四川省内江蜀源水轮机有限公司 | 新型贯流式水轮机 |
CN111262366A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-09 | 浙江富春江水电设备有限公司 | 一种高速水轮机组磁极固定结构 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114483982A (zh) * | 2020-11-11 | 2022-05-13 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 调节阀和调节阀的控制系统 |
CN112648399A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-13 | 浙江理工大学 | 一种多阀瓣可调节闸阀 |
CN113090780A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 浙江理工大学 | 一种阀门启闭结构及阀门 |
CN114704654A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-05 | 杨兰 | 一种预泄压蝶阀 |
CN114962117A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-30 | 太湖流域管理局水利发展研究中心 | 一种贯流式电站不间断小流量低负荷发电装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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