CN112031981A - 一种发电机大轴补气管排水系统 - Google Patents

一种发电机大轴补气管排水系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发电机大轴补气管排水系统，包括转轴补气管和发电机机罩地板；所述转轴补气管进气口贯穿发电机机罩地板位于发电机机罩地板上方；所述发电机机罩地板上方设置有环形支撑板；所述环形支撑板上侧设置有导向杆和推拉杆；所述转轴补气管进气口处设置有上压板；所述导向杆上端和推拉杆输出轴均与上压板连接；所述导向杆上端和推拉杆输出轴与上压板连接处设置有螺纹帽；所述上压板设置有导流管；所述导流管与转轴补气管连通。通过设置导流管，将从转轴补气管冒出的水引流至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。

Description

一种发电机大轴补气管排水系统
技术领域
本发明属于发电机设备技术领域，尤其涉及一种发电机大轴补气管排水系统。
背景技术
水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。水库汛期降水位泄洪排沙时，水轮发电机组则需要停机避沙，水轮发电机组在停机状态或者开机过程中，由于机组尾水管被泥沙淤堵，存在大轴补气管冒水的现象，容易造成水淹发电机事故隐患。然而根据实际的冒水现场看，大轴补气管冒水来自尾水。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明的目的在于一种发电机大轴补气管排水系统，通过设置导流管，将从转轴补气管冒出的水引流至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。
本发明提供如下技术方案：
一种发电机大轴补气管排水系统，包括转轴补气管和发电机机罩地板；所述转轴补气管进气口贯穿发电机机罩地板位于发电机机罩地板上方；所述发电机机罩地板上方设置有环形支撑板；所述环形支撑板上侧设置有导向杆和推拉杆；所述转轴补气管进气口处设置有上压板；所述导向杆上端和推拉杆输出轴均与上压板连接；所述导向杆上端和推拉杆输出轴与上压板连接处设置有螺纹帽；所述上压板设置有导流管；所述导流管与转轴补气管连通。
优选的，所述推拉杆为电磁推拉杆，所述推拉杆数量至少为3个，所述推拉杆输出轴与上压板连接处的上下两侧均设置有螺纹帽。
优选的，所述导向杆上端与上压板连接处的上下两侧均设置有螺纹帽。
优选的，所述环形支撑板上侧设置有传感器；所述传感器为位置传感器。
优选的，所述上压板下侧设置有密封板；所述上压板与密封板结构相同，直径相等。
优选的，所述导流管为U形结构，所述导流管至少为两个。
优选的，所述导向杆至少为3个，所述导向杆绕转轴补气管轴线均匀设置。
优选的，所述上压板设置有第一通孔和第二通孔，所述推拉杆输出轴位于第一通孔内，所述导向杆位于第二通孔内。
优选的，所述传感器、推拉杆均与处理器电连接。
优选的，所述环形支撑板与转轴补气管接触处设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈材料包括但不限于橡胶。
优选的，所述转轴补气管圆周表面套接有弹簧；所述弹簧位于环形支撑板和密封板之间，所述弹簧一端与环形支撑板连接，另一端与密封板连接；所述弹簧的内径大于转轴补气管的直径。
优选的，所述上压板设置有压力传感器，其中一个所述导流管连接有泥沙泵，所述泥沙泵通过电路与处理器连接，所述压力传感器与处理器电连接。
优选的，所述上压板设置有观察孔，上压板的下侧面设置有密封盖，所述密封盖与观察孔对应设置。
优选的，本装置还包括清沙探头，所述清沙探头为椭圆状体结构，所述清沙探头内侧设置有主通道，所述主通道连接有第一喷口，所述主通道两侧设置有第二喷口，所述第二喷口方向与第一喷口方向相反。
优选的，所述导流管面积之和S1与转轴补气管S2之比大于等于0.65。
优选的，为了提高装置的排水效率，所述环形支撑板和密封板之间的距离H、推拉杆输出轴的长度L、导流管的直径R1、补气管的直径R2之间满足以下关系：
H·R2=α· M·L ·R1；
式中：H、L、R1和R2的单位均为cm；
M为导流管的数量；
α为相关系数，取值范围为5.2-8.4。
优选的，为了防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，本发明还公开了一种大轴补气管排水方法：
S1：在非汛期时，装置退出运行。通过导向杆和螺纹帽将上压板固定在顶起位置，防止上压板落下，保证水轮发电机运行时的补气量；
S2：在汛期时，水轮发电机组运行时：水轮发电机组开机，处理器接收到水轮发电机蠕动信号，控制推拉杆将上压板顶起4-8cm，保持打开状态；
S3：当水轮发电机组停机状态时，处理器接收到水轮发电机转速为“0”信号，即发电机组处于停机状态，处理器控制推拉杆将上压板收回，压紧大轴补气管，起到密封作用，保持关闭状态，此时，如果转轴补气管有水冒出，则通过导流管将冒水导流至排水管，排至渗漏集水井，有效防止发电机顶部进水。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明一种发电机大轴补气管排水系统，通过设置导流管，当大轴补气管冒水时，能够将冒出的水排放至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。
（2）本发明一种发电机大轴补气管排水系统，通过设置密封板，增加了装置与转轴补气管之间的严密性，有效的防止水流溢出转轴补气管，提高了装置的工作效率。
（3）本发明一种发电机大轴补气管排水系统，通过设置传感器，当水轮发电机组停机时，传感器将水轮发电机转速为停机状态传输至处理器，处理器控制电磁推拉杆将上压板收回，压紧大轴补气管，起到密封作用，保持关闭状态，此时，如果大轴补气管有水冒出，则通过导流管将冒水导流至排水管，排至渗漏集水井，有效防止发电机顶部进水。
（4）本发明一种发电机大轴补气管排水系统，通过设置导向杆和螺纹帽，在非汛期，能够将上压板固定在顶起位置，防止上压板落下，保证水轮发电机运行时的补气量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的主示意图。
图2是本发明的剖视示意图。
图3是本发明的上压板示意图。
图4本发明的实施例2主示意图。
图5本发明的实施例2上压板示意图。
图6本发明的清沙探头剖面示意图。
图中：1、发电机机罩地板；2、环形支撑板；3、导向杆；4、螺纹帽；5、密封板；6、上压板；7、导流管；8、推拉杆；9、传感器；10、转轴补气管；11、第一通孔；12、第二通孔；13、弹簧；14、泥沙泵；15、压力传感器；16、观察孔；17、清沙探头；18、第一喷口；19、第二喷口；20、主通道。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种发电机大轴补气管排水系统，包括转轴补气管10和发电机机罩地板1；所述转轴补气管10进气口贯穿发电机机罩地板1位于发电机机罩地板1上方；所述发电机机罩地板1上方设置有环形支撑板2，转轴补气管10位于环形支撑板2圆孔中；所述环形支撑板2上侧设置有导向杆3和推拉杆8；所述转轴补气管10进气口处设置有上压板6；所述导向杆3上端和推拉杆8输出轴均与上压板6连接；所述导向杆3上端和推拉杆8输出轴与上压板6连接处设置有螺纹帽4，所述螺纹帽4用于固定上压板6；所述上压板6设置有导流管7；所述导流管7与转轴补气管10连通，当转轴补气管10冒水时，水流通过导流管7排出至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。
所述推拉杆8为电磁推拉杆，所述推拉杆8数量至少为3个，所述推拉杆8输出轴与上压板6连接处的上下两侧均设置有螺纹帽4，所述推拉杆8绕转轴补气管10轴线均匀设置。
所述导向杆3上端与上压板6连接处的上下两侧均设置有螺纹帽4，易于固定上压板6，使用方便，操作简单。
所述环形支撑板2上侧设置有传感器9；所述传感器9为位置传感器，所述传感器9通过测量装置的蠕动信号，判断发电机处于开机与停机状态，从而控制推拉杆8的伸缩；当发电机处于开机装态，推拉杆8将上压板6顶起，当发电机处于停机状态，推拉杆8收缩，上压板6压紧转轴补气管10。
所述上压板6下侧设置有密封板5；所述上压板6与密封板5结构相同，直径相等。所述导流管7为U形结构，所述导流管7至少为两个，导流管7下端与转轴补气管10连通。
所述导向杆3至少为3个，所述导向杆3绕转轴补气管10轴线均匀设置。所述上压板6设置有第一通孔11和第二通孔12，所述推拉杆输出轴位于第一通孔11内，所述导向杆3位于第二通孔12内。所述传感器、推拉杆均与处理器电连接。
所述环形支撑板2与转轴补气管10接触处设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈材料包括但不限于橡胶，有效的保护了转轴补气管10与环形支撑板2之间不受损伤。
实施例2
如图4-6所示，一种发电机大轴补气管排水系统，包括转轴补气管10和发电机机罩地板1；所述转轴补气管10进气口贯穿发电机机罩地板1位于发电机机罩地板1上方；所述发电机机罩地板1上方设置有环形支撑板2，转轴补气管10位于环形支撑板2圆孔中；所述环形支撑板2上侧设置有导向杆3和推拉杆8；所述转轴补气管10进气口处设置有上压板6；所述导向杆3上端和推拉杆8输出轴均与上压板6连接；所述导向杆3上端和推拉杆8输出轴与上压板6连接处设置有螺纹帽4，所述螺纹帽4用于固定上压板6；所述上压板6设置有导流管7；所述导流管7与转轴补气管10连通，当转轴补气管10冒水时，水流通过导流管7排出至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。
所述推拉杆8为电磁推拉杆，所述推拉杆8数量至少为3个，所述推拉杆8输出轴与上压板6连接处的上下两侧均设置有螺纹帽4，所述推拉杆8绕转轴补气管10轴线均匀设置。
所述导向杆3上端与上压板6连接处的上下两侧均设置有螺纹帽4，易于固定上压板6，使用方便，操作简单。
所述环形支撑板2上侧设置有传感器9；所述传感器9为位置传感器，所述传感器9通过测量装置的蠕动信号，判断发电机处于开机与停机状态，从而控制推拉杆8的伸缩；当发电机处于开机装态，推拉杆8将上压板6顶起，当发电机处于停机状态，推拉杆8收缩，上压板6压紧转轴补气管10。
所述上压板6下侧设置有密封板5；所述上压板6与密封板5结构相同，直径相等。所述导流管7为U形结构，所述导流管7至少为两个，导流管7下端与转轴补气管10连通。
所述导向杆3至少为3个，所述导向杆3绕转轴补气管10轴线均匀设置。所述上压板6设置有第一通孔11和第二通孔12，所述推拉杆输出轴位于第一通孔11内，所述导向杆3位于第二通孔12内。所述传感器、推拉杆均与处理器电连接。
所述环形支撑板2与转轴补气管10接触处设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈材料包括但不限于橡胶，有效的保护了转轴补气管10与环形支撑板2之间不受损伤。
所述转轴补气管10圆周表面套接有弹簧13；所述弹簧13位于环形支撑板2和密封板5之间，所述弹簧13一端与环形支撑板2连接，另一端与密封板5连接；所述弹簧13的内径大于转轴补气管10的直径，推拉杆8将上压板6顶起时，上压板6在弹簧13的作用下升起，上压板6与转轴补气管10接触时，弹簧13处于受压状态。
所述上压板6设置有压力传感器15，其中一个所述导流管7连接有泥沙泵14，所述泥沙泵14通过电路与处理器连接，所述压力传感器15与处理器电连接，当转轴补气管10冒水量超过预先设定的阈值时，转轴补气管10内压力增大，压力传感器15将信号传输至处理器，处理器控制泥沙泵14启动，泥沙泵14开始抽水工作。
所述上压板6设置有观察孔16，上压板6的下侧面设置有密封盖，所述密封盖与观察孔16对应设置。
本装置还包括清沙探头17，所述清沙探头17为椭圆状体结构，所述清沙探头17内侧设置有主通道20，所述主通道20连接有第一喷口18，所述主通道21两侧设置有第二喷口19，所述第二喷口19方向与第一喷口18方向相反，所述主通道20通过连接管连接有水泵，当转轴补气管10内被泥沙堵塞时，将清沙探头17通过观察口16放入至转轴补气管10内，启动水泵，清沙探头16对转轴补气管10内进行疏通处理。
所述导流管7面积之和S1与转轴补气管S2之比大于等于0.65，当导流管7面积之和S1与转轴补气管S2之比小于0.65时，导流管7排水量较小，容易出现渗漏现象。
实施例3
与实施例1、2不同的是，所述环形支撑板2和密封板5之间的距离H、推拉杆输出轴的长度L、导流管的直径R1、补气管的直径R2之间满足以下关系：
H·R2=α· M·L ·R1；
式中：H、L、R1和R2的单位均为cm；
M为导流管的数量；
α为相关系数，取值范围为5.2-8.4。
由于传感器将信号传输至处理器需要一定的时间，当α小于5.2时，容易出现转轴补气管10密封延迟的现象，从而导致转轴补气管10还没密封，而转轴补气管10冒水的现象，当α大于8.4时，容易出现转轴补气管10冒水量大而导致导流管7排水不及时的现象。
实施例4
结合实施例3，当α为5.2时，此处，M取2，HR2=10.4·L R1，此时，转轴补气管10密封后2秒内，导流管出现排水现象，装置无冒水现象。
实施例5
结合实施例3，当α为8.4时，此处，M取2，HR2=16.8·L R1，此时，转轴补气管10密封后5秒内，导流管出现排水现象，倒流管7能够及时排出转轴补气管10内冒出的水，且装置无冒水现象。
实施例6
为了防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，本发明还公开了一种大轴补气管排水方法：
S1：在非汛期时，装置退出运行。通过导向杆3和螺纹帽4将上压板6固定在顶起位置，防止上压板6落下，保证水轮发电机运行时的补气量；
S2：在汛期时，水轮发电机组运行时：水轮发电机组开机，处理器接收到水轮发电机蠕动信号，控制推拉杆8将上压板6顶起5cm，保持打开状态；
S3：当水轮发电机组停机状态时，处理器接收到水轮发电机转速为“0”信号，即发电机组处于停机状态，处理器控制推拉杆8将上压板6收回，压紧大轴补气管，起到密封作用，保持关闭状态，此时，如果转轴补气管10有水冒出，则通过导流管7将冒水导流至排水管，排至渗漏集水井，有效防止发电机顶部进水。
工作原理：在非汛期时，装置退出运行，通过导向杆3和螺纹帽4将上压板6固定在顶起位置，防止上压板6落下，保证水轮发电机运行时的补气量；在汛期时，水轮发电机组运行时：水轮发电机组开机，处理器接收到水轮发电机蠕动信号，控制推拉杆8将上压板6顶起5cm，保持打开状态；当水轮发电机组停机状态时，处理器接收到水轮发电机转速为“0”信号，即发电机组处于停机状态，处理器控制推拉杆8将上压板6收回，压紧大轴补气管，起到密封作用，保持关闭状态，此时，如果转轴补气管10有水冒出，则通过导流管7将冒水导流至排水管，排至渗漏集水井，有效防止发电机顶部进水。在推拉杆8的顶起与收缩过程中，需要卸下导向杆3上的螺纹帽4或者将导向杆3上位于上压板6上侧的螺纹帽4移动一定的距离，使其不干涉上压板6的移动。
通过上述技术方案得到的装置是一种发电机补气管排水系统，通过设置导流管7，将从转轴补气管10冒出的水引流至渗漏排水集水井，防止大轴补气管冒水进入发电机顶部，有效防止发电机顶部进水。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发电机大轴补气管排水系统，包括转轴补气管（10）和发电机机罩地板（1）；其特征在于，所述转轴补气管（10）进气口贯穿发电机机罩地板（1）位于发电机机罩地板（1）上方；所述发电机机罩地板（1）上方设置有环形支撑板（2）；所述环形支撑板（2）上侧设置有导向杆（3）和推拉杆（8）；所述转轴补气管（10）进气口处设置有上压板（6）；所述导向杆（3）上端和推拉杆（8）输出轴均与上压板（6）连接；所述导向杆（3）上端和推拉杆（8）输出轴与上压板（6）连接处设置有螺纹帽（4）；所述上压板（6）设置有导流管（7）；所述导流管（7）与转轴补气管（10）连通。
2.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述推拉杆（8）为电磁推拉杆，所述推拉杆（8）数量至少为3个，所述推拉杆（8）输出轴与上压板（6）连接处的上下两侧均设置有螺纹帽（4）。
3.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述导向杆（3）上端与上压板（6）连接处的上下两侧均设置有螺纹帽（4）。
4.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述环形支撑板（2）上侧设置有传感器（9）；所述传感器（9）为位置传感器。
5.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述上压板（6）下侧设置有密封板（5）；所述上压板（6）与密封板（5）结构相同，直径相等。
6.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述导流管（7）为U形结构，所述导流管（7）至少为两个。
7.根据权利要求1所述一种发电机大轴补气管排水系统，其特征在于，所述导向杆（3）至少为3个，所述导向杆（3）绕转轴补气管（10）轴线均匀设置。
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