CN113374614A - 一种水轮机进水阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水轮机进水阀门，涉及水轮机领域，确切地说涉及一种水轮机进水阀门，包括阀门、阀杆，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门、二级阀门至最后一级阀门，每级阀门与阀杆单独连接，所述最后一级阀门为大于等于2的整数级阀门，一级阀门为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门，可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机，在能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，通过每级阀门的调节配合，得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整，实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大。

Description

一种水轮机进水阀门
技术领域
本发明属于阀类领域，确切地说涉及一种水轮机进水阀门。
背景技术
现有的大、中型水轮机进水阀门主要包括球阀、蝶阀和筒阀三种类型，其中球阀和蝶阀安装于压力管道和蜗壳之间，筒形阀安装在活动导叶和固定导叶之间。
然而不论是球阀、蝶阀还是筒阀阀门作为水轮机进水阀门都存在以下弊端。即球阀、蝶阀、筒阀若作为流量调节阀，会造成水流稳定破坏、水力损失过大，从而引起机组振动，故只有全开和全关两种状态，不能用于进水流量的调节的问题。同时，球阀、蝶阀存在密封性能差，开关要求的力矩较大的问题，同时，无法实现流量的精确控制，不能针对不同工况需求对进水流量进行对应调整。
为此，现有技术中提出了授权公告号为CN105805394A，公开日为2016年7月27日的中国发明专利文献，来解决上述所存在的技术问题，该专利文献所公开的技术方案如下：
水轮机进水球阀的控制方法，由于水轮机运行的特殊要求，通用系列球阀在水电站的运行中不能满足工况系统的使用要求，导致机组无法运行的现象也时有发生。该发明方法包括如下步骤：该水轮机进水球阀采用液压驱动开启，依靠重锤势能实现关闭，其动作为开阀、锁定和关阀，开阀利用液控站和接力器举升油缸的作用力，通过摇臂、重锤和阀杆，带动启闭件作90°旋转，液控站和举升油缸的作用力也通过摇臂将重锤垂直提升，将重锤的重力转换为势能，为关阀作好动力准备；锁定采用手动机械锁定或自动机械锁定；当采用手动机械锁定时，在调节阀开启到位后，直接把锁定销投入或拔出，设有手动锁定投入或拨出信号指示装置。该发明应用于水轮机进水量的控制。
上述对比文件采用单阀座偏心密封结构，即在阀门出口端设置阀座密封结构，进口端不设置阀座。阀杆的回转中心与流道中心（水平和垂直方向）偏置一定的距离。其优点主要表现在：单阀座密封结构设计简单、经济，阀门开启后关闭件（球体）能迅速脱离阀座密封面，能大幅度地消除关闭件与阀座之间不必要的挤压、刮擦现象，减轻了开启力矩，降低了磨损，提高了阀座寿命。阀门在关闭时，由于阀座采用浮动式结构设计，关闭件推动阀座在流道方向上做少量位移，关闭件关到位后，在弹簧预紧力和介质力的作用下，关闭件与阀座密封面紧密接触，达到密封效果。上述技术方案在实际应用中能部分解决阀存在密封性能差，开关要求的力矩较大的问题，但是，由于该装置的技术效果是通过对球阀的开关方式进行改进，还是存在着无法实现流量的精确控制，不能针对不同工况需求对进水流量进行对应调整的技术缺陷，同时，依旧没有解决现有技术中水轮机进水阀门会造成水流稳定破坏、水力损失过大的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种水轮机进水阀门，本发明能够很好地解决目前水轮机阀门若作为流量调节阀，会造成水流稳定破坏、水力损失过大，从而引起机组振动，故只有全开和全关两种状态，不能用于进水流量的调节的问题。同时，解决了现有技术中阀门存在密封性能差的问题。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种水轮机进水阀门，其特征在于：包括阀门、阀杆，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门、二级阀门至最后一级阀门，每级阀门与阀杆单独连接，所述最后一级阀门为大于等于2的整数级阀门，一级阀门为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门。
进一步的，所述多级阀门的启闭控制相互独立。
进一步的，所述多级阀门的尺寸从一级阀门起逐级递增。
进一步的，所述多级阀门的每级阀门形成的开口逐级递增。
进一步的，所述一级阀门连接的阀杆数量为一根，除一级阀门外的每级阀门设置连接的阀杆数量为两根。
进一步的，所述除一级阀门外的每级阀门的阀杆的尺寸逐级递增。
进一步的，所述最后一级阀门为三级阀门。
进一步的，所述每级阀门相邻之间的阀门未开启时相互紧密贴合。
进一步的，所述最后一级阀门未开启时与进水管道紧密贴合。
本发明的有益效果如下：
1. 本发明可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机。
2. 本发明通过调节锥形阀杆和阀门之间的开口，在能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，实现对水轮机进水流量的调节。
3. 本发明通过每级阀门的调节配合，可以得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整。
4. 本发明通过对流量的精确控制，对于水电站和水轮发电机组来说，可以实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大。
5. 本发明通过对每级阀门的单独控制、调节配合，可以实现动水关闭。
6、本发明阀门为锥形阀，阀门开口不会破坏水流稳定性，引起水力损失过大得起情况。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为多级锥形阀的水轮机进水阀门结构及全关位置示意图；
图2为多级锥形阀的水轮机进水阀门一级阀门开启示意图；
图3为多级锥形阀的水轮机进水阀门二级阀门开启示意图；
图4为多级锥形阀的水轮机进水阀门三级阀门开启示意图。
图中标记：
1、一级阀门，2、二级阀门，3、三级阀门，4、进水管道，5、阀杆，6、出水方向，7、进水方向，8、一级阀门与二级阀门形成开口通流，9、二级阀门与三级阀门形成开口通流，10、三级阀门与进水管道形成开口通流。
具体实施方式
实施例1
作为本发明一较佳实施方式，本发明包括阀门、阀杆5，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门1、二级阀门2、三级阀门3、四级阀门，每级阀门与阀杆5单独连接，一级阀门1为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门，可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机，能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，实现对水轮机进水流量的调节，所述多级阀门的启闭控制相互独立，所述多级阀门可以同时进退或单独进退，通过每级阀门的调节配合，可以得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整，通过对流量的精确控制，对于水电站和水轮发电机组来说，可以实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，参照说明书附图1，本发明包括阀门、阀杆5，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门1、二级阀门2至三级阀门3，每级阀门与阀杆5单独连接，一级阀门11为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门，可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机，能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，实现对水轮机进水流量的调节，所述多级阀门的启闭控制相互独立，所述多级阀门的尺寸从一级阀门1起逐级递增，所述多级阀门的每级阀门形成的开口逐级递增，进一步的，所述一级阀门1连接的阀杆5数量为一根，除一级阀门1外的每级阀门设置连接的阀杆5数量为两根，所述除一级阀门1外的每级阀门的阀杆5的尺寸逐级递增，通过每级阀门的调节配合，可以得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整，通过对流量的精确控制，对于水电站和水轮发电机组来说，可以实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大，所述阀门关闭时，相邻之间的每级阀门相互紧密贴合，所述最后一级阀门11未开启时与进水管道44紧密贴合保证整个阀门的密封性。
实施例3
作为本发明的另一较佳实施方式，本发明包括阀门、阀杆5，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门1、二级阀门2，每级阀门与阀杆5单独连接，一级阀门1为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门，可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机，能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，实现对水轮机进水流量的调节，所述多级阀门的启闭控制相互独立，所述多级阀门的尺寸从一级阀门1起逐级递增，所述多级阀门的每级阀门形成的开口逐级递增，通过每级阀门的调节配合，可以得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整，通过对流量的精确控制，对于水电站和水轮发电机组来说，可以实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大，相邻之间的每级阀门相互紧密贴合，所述最后一级阀门1未开启时与进水管道4紧密贴合保证整个阀门的密封性。
实施例4
作为本发明又一较佳实施方式，本发明包括阀门、阀杆5，阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门1、二级阀门2和三级阀门3，每级阀门与阀杆5单独连接，一级阀门1为实心的锥形阀门，所述阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门，可以用于全部类型的水轮机，尤其是可用于800m及以上超高水头段的水轮机，能够完成水轮机进水阀门的基本启闭功能的同时，实现对水轮机进水流量的调节，所述多级阀门的启闭控制相互独立，所述一级阀门1连接的阀杆5数量为一根，除一级阀门1外的每级阀门设置连接的阀杆5数量为两根，所述除一级阀门1外的每级阀门的阀杆5的尺寸逐级递增，通过每级阀门的调节配合，可以得到多种进水流量变化规律，实现流量的精确控制，可以针对不同工况需求对进水流量进行对应调整，通过对流量的精确控制，对于水电站和水轮发电机组来说，可以实现对高水头机组引水管调压井、水轮机导水机构的功能替代，经济效益巨大，每级阀门相邻之间的阀门未开启时相互紧密贴合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水轮机进水阀门，其特征在于：包括阀门、阀杆（5），阀门包括多级阀门，从内到外，依次分为一级阀门（1）、二级阀门（2）至最后一级阀门（1），每级阀门与阀杆（5）单独连接，所述最后一级阀门（1）为大于等于2的整数级阀门，一级阀门（1）为实心的锥形阀门，所述多级阀门在关闭时，整体结构为锥形阀门。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述多级阀门的启闭控制相互独立。
3.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述多级阀门的尺寸从一级阀门（1）起逐级递增。
4.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述多级阀门的每级阀门形成的开口逐级递增。
5.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述一级阀门（1）的阀杆（5）连接的阀杆（5）数量为一根，除一级阀门（1）外的每级阀门设置连接的阀杆（5）数量为两根。
6.根据权利要求5所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述除一级阀门（1）外的每级阀门阀杆（5）的尺寸逐级递增。
7.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述最后一级阀门（1）为三级阀门（3）。
8.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述每级阀门相邻之间的阀门未开启时相互紧密贴合。
9.根据权利要求1所述的一种水轮机进水阀门，其特征在于：所述最后一级阀门（1）未开启时与进水管道（4）紧密贴合。
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