CN203627067U - 大型水轮发电机自由式补气阀 - Google Patents

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宋质根
俞荣厚
王林盛
张明亮
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本实用新型公开了一种大型水轮发电机自由式补气阀,涉及水轮发电机的补气阀。它包括两端分别与中心补气孔(1)和补气管(2)通过法兰(7)连接的壳体(3)，以及安装在中心补气孔(1)底部的密封件(5)，所述壳体(3)的下部安装有密封垫(4)，密封件(5)与密封垫(4)之间设有空心浮球(6),所述空心浮球(4)为不锈钢浮球。本实用新型结构简单，安装方便，工作可靠，补气时通道稳定，无振荡，防止反水效果好；同时由于移动部件质量轻，开关速度快，使本实用新型在安装位置处受限制较少，安装位置比较灵活，为水轮机结构设计带来方便，具有良好的推广前景。

Description

大型水轮发电机自由式补气阀
技术领域
本实用新型涉及水轮发电机的补气阀，具体的说是一种大型水轮发电机自由式补气阀。
背景技术
水轮发电机补气阀主要用于机组运行工况调整时对水轮机尾水管进行补气，以改善水轮机运行状况。
现有的水轮发电机补气阀为带缓冲结构的弹簧式补气阀，弹簧式补气阀通过中心孔补气的方式进行补气，并安装在发电机上端轴上部。
由于每年5月到10月为电站主汛期，机组经常在尾水位高于发电层的工况下运行，现有的弹簧式补气阀故障率较高，经常有发卡现象发生，致使阀体关闭缓慢或关闭不严，容易造成补气管漏水，导致水淹厂房；同时由于现有的弹簧式补气阀由于补气动作频繁，容易造成阀杆疲劳断裂及密封失效，因此有必要进行改进。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种大型水轮发电机自由式补气阀。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：包括两端分别与中心补气孔和补气管通过法兰连接的壳体，以及安装在中心补气孔底部的密封件，所述壳体的下部安装有密封垫，密封件与密封垫之间设有空心浮球,所述空心浮球为不锈钢浮球。
在上述技术方案中，本实用新型的移动部件为空心浮球与静止部件之间有十数毫米间隙，即使河水中泥砂进入相对移动部件中，也不影响本实用新型的动作可靠性。空心浮球在上升过程中或与静止部件无接触，或与静止部件之间为摩擦力很小的滚动摩擦。
所述密封垫包括中心部位设有第一通孔的环形定位板，以及中心部位设有第二通孔的支撑柱，所述环形定位板的内侧与支撑柱连接，环形定位板的外侧与壳体连接。
在上述技术方案中，实际工作时，当空心浮球向下运动至支撑柱上时，即可实现密封功能。
所述环形定位板的内侧连接有橡胶垫圈。
在上述技术方案中，橡胶垫圈不仅能够进一步增加密封垫的密封性能，而且能够对空心浮球起到一定的支撑作用。
所述空心浮球的厚度为5～10mm。在上述技术方案中，空心浮球的最佳厚度为6mm。
所述环形定位板的厚度为32～40mm，所述支撑柱的厚度为18～25mm。
在上述技术方案中，环形定位板的最佳厚度为36mm，支撑柱的最佳厚度为20mm。
本实用新型结构简单，安装方便，工作可靠，补气时通道稳定，无振荡，防止反水效果好；同时由于移动部件质量轻，开关速度快，使本实用新型在安装位置处受限制较少，安装位置比较灵活，为水轮机结构设计带来方便，具有良好的推广前景。
附图说明
图1为本实用新型、中心补气孔和补气管装配在一起时的透视图，其中，法兰上的螺栓没有画出。
图2为密封件装配在中心补气孔上时的结构示意图。
图3为本实用新型所述的密封垫的结构示意图。
图中1-中心补气孔,2-补气管,3-壳体,4-密封垫，41-环形定位板上的第一通孔，42-支撑柱上的第二通孔，43-环形定位板，44-支撑柱，45-橡胶垫圈，5-密封件,6-空心浮球，7-法兰。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：包括两端分别与中心补气孔1和补气管2通过法兰连接的壳体3，以及安装在中心补气孔1底部的密封件5，所述壳体3的下部安装有密封垫4，密封件5与密封垫4之间设有空心浮球6,所述空心浮球4为不锈钢浮球。
本实用新型的工作原理为：中心补气孔1的水位上升后，空心浮球6在浮力作用下，向上浮起。由于浮球密度低于水，在水位到达上出水口之前，浮球已经能将出水口密封，从而避免尾水逸出；当水位降低时，空心浮球6在自重作用下，位于密封垫4上，使自由补气阀处于常开状态，从而保证向中心补气孔1补充的空气能以最小的阻力进入。
本实用新型的移动部件为空心浮球6，与静止部件之间有十数毫米间隙，即使河水中泥砂进入相对移动部件中，也不影响本实用新型的动作可靠性。空心浮球6在上升过程中或与静止部件无接触，或与静止部件之间为摩擦力很小的滚动摩擦。
所述密封垫4包括中心部位设有第一通孔41的环形定位板43，以及中心部位设有第二通孔42的支撑柱44，所述环形定位板43的内侧与支撑柱44连接，环形定位板43的外侧与壳体3连接。当空心浮球向下运动至支撑柱上时，即可实现密封功能。
实际工作时，密封垫还可以采用其它的结构形式，如密封垫可以只有一个环形的、厚度较厚的支撑板构成。
所述环形定位板43的内侧连接有橡胶垫圈45。橡胶垫圈不仅能够进一步增加密封垫的密封性能，而且能够对空心浮球起到一定的支撑作用。
所述空心浮球4的厚度为5～10mm。在上述技术方案中，空心浮球4的最佳厚度为6mm。当空心浮球4的厚度为6mm时，本实用新型的工作效果最佳。
所述环形定位板43的厚度为32～40mm，所述支撑柱44的厚度为18～25mm。环形定位板43的最佳厚度为36mm，支撑柱44的最佳厚度为20mm。
从材料力学的角度来看，在一定的压力、通径条件下，空心浮球6具有最小的质量，同时由于空心浮球6上升阻力小，所以在本实用新型开启/关闭的过程中，开关速度快。本实用新型在补气过程中为常开状态，开度与补气管2一致，不需要再通过在此形成压力降来进行开启.
在补气过程中，空心浮球6始终处于下部位置，补气通道稳定。从控制理论来看，本实用新型在补气过程中的动态特性为一比例环节,不会因为水流的压力脉动产生振荡,具有良好的补气特性。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (5)

1.大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：包括两端分别与中心补气孔(1)和补气管(2)通过法兰(7)连接的壳体(3)，以及安装在中心补气孔(1)底部的密封件(5)，所述壳体(3)的下部安装有密封垫(4)，密封件(5)与密封垫(4)之间设有空心浮球(6),所述空心浮球(4)为不锈钢浮球。
2.根据权利要求1所述的大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：所述密封垫(4)包括中心部位设有第一通孔(41)的环形定位板(43)，以及中心部位设有第二通孔(42)的支撑柱(44)，所述环形定位板(43)的内侧与支撑柱(44)连接，环形定位板(43)的外侧与壳体(3)连接。
3.根据权利要求2所述的大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：所述环形定位板(43)的内侧连接有橡胶垫圈(45)。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：所述空心浮球(4)的厚度为5～10mm。
5.根据权利要求2或3所述的大型水轮发电机自由式补气阀，其特征在于：所述环形定位板(43)的厚度为32～40mm，所述支撑柱(44)的厚度为18～25mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110307381A (zh) * 2019-07-26 2019-10-08 哈尔滨盛迪电力设备有限公司 分体圆盘式浮球磁力消重过空阻水密封装置
CN113638798A (zh) * 2021-08-08 2021-11-12 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种防海水倒灌排气口装置

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