CN210034754U - 一种压力管道减压消能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压力管道减压消能系统。包括布置于蓄水装置下游的管道及闸门，管道安装磁力回转阀，磁力回转阀上游设置调压机构；调压机构为一竖井，竖井的上部为调压室、下部常压室；磁力回转阀包括容腔，容腔两端与管道联通，阀门磁体由磁力旋转壳控制，两阀门磁体均设置有贯通的通孔，力距磁体驱动阀门磁体转动。本实用新型磁力回转阀安放在管道内部一对磁极相对的永磁体，当阀门关闭，水流撞击可移动永磁体，水的部分动、势能通过永磁体在磁场下运动被消耗，缓解正水击；调压机构中一调压磁铁体可竖直移动，水流回流到竖直管道常压室，通过可移动的调压磁体，将正水击的能量转变为磁场能，利用正水击的能量。
Description
技术领域
本实用新型属于水利水电建筑设计技术领域，尤其属于水力消能设备设计技术领域，特别涉及一种压力管道减压消能系统设计。
背景技术
水力发电是国家目前主要发展的能源项目，在能源中占据较大比重。水力发电设计的安全性十分重要，其设计要求十分严格。
水力发电及水利工程运行中，大容量水流在封闭的压力管道内流动，因为阀门关闭太快，导致管道内具有惯性的水流对阀门及管壁产生压力，后续水流在惯性作用下，使压力过高产生破坏，这就是所谓的正水击或水锤现象，正水击常常引起管道的破裂损坏引发事故。而当阀门突然打开时，压力管道内压强急剧降低，产生的负水击现象，负水击时过低的压强会导致管道变塌，损坏了阀门与固定件。
现有水击消除装置大多结构复杂，操作难度大，且不能有效的消除负水击现象，部分是将水及其产生的压力通过弹簧伸缩的形式将能量逐渐消耗，浪费了这一部分能量。
发明内容
本实用新型根据现有技术的不足公开了一种压力管道减压消能系统。本实用新型要解决的问题是提供一种可以有效的消除正水击、负水击现象，保证水轮机机组及阀门安全的压力管道减压消能系统。
本实用新型通过以下技术方案实现：
压力管道减压消能系统，包括布置于蓄水装置下游的管道及其开闭闸门，其特征在于：所述管道安装有磁力回转阀，磁力回转阀上游管道壁联接有调压机构；
调压机构，与管道壁联通的竖井，竖井的上部为调压室、下部常压室；调压室顶面固定调压磁体A，调压室与常压室联接部井壁上固定有挡块，挡块上方是可沿井壁上下密封移动的调压磁体B，调压磁体A与调压磁体B相对面为相互排斥的同性磁极；
磁力回转阀，包括作为阀门管壁圆柱形容腔，容腔两端与管道联通，磁力旋转壳设置于容腔外壁，磁力旋转壳上下对称布置有力距磁体，圆柱形容腔前端布置有可移动的阀门磁体A、后端固定有阀门磁体B；阀门磁体A与阀门磁体B相对面为相互排斥的同性磁极，阀门磁体A和阀门磁体B均设置有贯通的通孔，阀门磁体A通孔与管道孔匹配并在转动后实现管道封闭；力距磁体驱动阀门磁体A和阀门磁体B转动。
所述调压磁体B与井壁间有密封圈。
所述力距磁体由力距磁体A、连接块、力距磁体B连接为一整体与阀门磁体A和阀门磁体B磁极力驱动匹配。
本实用新型系统通过安放在管道内部一对磁极相对的永磁体，其中一片永磁体固定，一片可水平移动。当阀门被关闭，水流撞击在可移动永磁体上时，水的部分动能及势能通过可移动永磁体在磁场的作用下来回运动被消耗，从而将正水击消除。
本实用新型系统通过一条竖直封口井道及一对放置在竖直井道内部的永磁体，其中一片永磁体固定，一片可竖直移动。当水流被水平永磁体阻碍时，回流到竖直管道常压室，水流在竖直管道内聚集，通过可移动的永磁体，将正水击的能量转变为磁场能，从而利用了正水击的能量。
本实用新型系统通过一条竖直封口管道及一对竖直放置的永磁体，通过利用正水击的能量，将正水击的能量转变为磁场能，在下次阀门开启时，磁场能转换为水的势能及动能，为管道内部增压，防止出现负水击现象，从而将负水击消除。
本实用新型利用永磁体及其磁场能，消除了正水击；采用有压室及永磁体结构，合理的利用了正水击及水流的能量；利用正水击的能量通过结构进行了能量转换，在下次阀门开启时，为管道内部增压从而将负水击消除；磁传动和磁悬浮结构避免了传动机械的直接接触，减小了机械的磨损。节约了材料和提高装置的使用寿命。
本实用新型解决压力管道及阀门由于关阀产生的正水击，解决水击现象的能量利用不当，解决由于阀门开启产生的负水击。
附图说明
图1是本实用新型系统组成示意图；
图2是本实用新型有压室、常压井局部示意图；
图3是本实用新型磁力回转阀剖视结构示意图；
图4是本实用新型磁力回转阀横截面结构示意图。
图中，1是闸门，2是管道，3是调压室，4是常压井，5是磁力回转阀，6是阀门磁体B，7是力距磁体A，8是连接块，9是力距磁体B，10是阀门磁体A，11是调压磁体A，12是调压磁体B，13是密封圈，14是挡块，15是阀门管壁，16是磁力旋转壳。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。
结合附图。
压力管道减压消能系统，包括布置于蓄水装置下游的管道2及其开闭闸门1，管道2安装有磁力回转阀5，磁力回转阀5上游管道壁联接有调压机构。
调压机构，与管道2壁联通的竖井，竖井的上部为调压室3、下部常压室4；调压室3顶面固定调压磁体A11，调压室3与常压室4联接部井壁上固定有挡块14，挡块14上方是可沿井壁上下密封移动的调压磁体B12，调压磁体A11与调压磁体B12相对面为相互排斥的同性磁极；
磁力回转阀5，包括作为阀门管壁15圆柱形容腔，容腔两端与管道2联通，磁力旋转壳16设置于容腔外壁，磁力旋转壳16上下对称布置有力距磁体，圆柱形容腔前端布置有可移动的阀门磁体A10、后端固定有阀门磁体B6；阀门磁体A19与阀门磁体B6相对面为相互排斥的同性磁极，阀门磁体A10和阀门磁体B6均设置有贯通的通孔，阀门磁体A10通孔与管道2孔匹配并在转动后实现管道2封闭；力距磁体驱动阀门磁体A10和阀门磁体B6转动。
调压磁体B12与井壁间有密封圈13。
力距磁体由力距磁体A7、连接块8、力距磁体B9连接为一整体与阀门磁体A10和阀门磁体B6磁极力驱动匹配。还可以在阀门磁体A10背面固定轻质弹簧，在水流冲击阀门磁体A10时，弹簧能够起到支撑避免阀门翻转，并进一步实现减震的作用。
消除正水击实施方式：当水轮机组机、泵机组发生不稳定工况，需要检修，停止工作时，迅速关闭快速闸门1，截断拦水坝输送到供水管道2的水流，同时旋转磁力旋转壳16，在磁场的作用下，阀门磁体A10有孔磁极被旋转到上方，完整磁极被旋转到管道口，在磁场力的作用下抵住管道口，留在管道2的水流在惯性的作用下，冲击可动阀门磁体A10，阀门磁体A10在水流和磁场的作用下，来回运动，消耗水的部分能量，当水流能量小于一定值时水流被阻挡在阀门磁体A10外，正水击消除。
正水击及水流能量利用方式：在管道2的水流在惯性的作用下，冲击阀门磁体A10，水的部分能量被消耗，当水流被阀门磁体A10阻挡时，水流回流到常压井4，水流积蓄到一定量时，冲击调压磁体B12，压缩调压室3，水的冲击力转换为调压室3中的磁场能，调压磁体B12在水压和磁场的作用下达到一个平衡，调压室3中的磁场能被储存，正水击及水流能量被合理利用。
消除负水击实施方式：当下一次正常运行时，旋转磁力旋转壳16，带动阀门磁体A10旋转，阀门打开，管道2内压强急剧降低，产生了负水击，此时被阀门磁体A10阻挡，回流到调压室3的水流，在调压室3及调压磁体B12的作用下，其蕴含的磁场能转换为水的势能及动能，为管道2内部增压，防止出现负水击现象，从而将负水击消除。
本实用新型系统在水平管道2内安放了由一对NS极相对的永磁体组成的磁力回转阀5，其中一片永磁体固定，一片可水平移动。当磁力回转阀5关闭时，可截断水流，水流撞击在可动阀门磁体A10上时，水的部分动能及势能通过可移动永磁体在磁场的作用下来回运动被消耗。
本实用新型系统在水平管道2外安置了一圈磁力旋转壳16，磁力旋转壳16由填充物和永磁体组成，磁力旋转壳16内部力距磁体与阀门磁体A10、阀门磁体B6水平活动范围长度一致，磁力旋转壳16中力距磁体与阀门磁体A10、阀门磁体B6磁极相反，以此达到控制旋转前、后阀门磁体块的目的，即通过同极相斥，异极相吸的磁性原理，当旋转磁力旋转壳16壳时，管内永磁体阀门磁体A10、阀门磁体B6也随之转动，从而达到截断管道水流的目的。
本实用新型系统在水平永磁体阀门前，设计了一个竖直井。在竖井顶部安放一块永磁体调压磁体A11，于竖直壁设置一段密封圈13，竖井管道中部安放了一块可移动的永磁体调压磁体B12，同时在竖井中部安放了挡块14用于限制可移动调压磁体B12活动范围。当阀门磁体阀门关闭时，水在惯性作用下，撞击到阀门磁体A10永磁体上，水流被阻碍回流到竖井管道，当水冲击可移动调压磁体B12时，可移动调压磁体B12向上移动，由调压磁体B12与竖井组成的有压室3被压缩，调压磁体B12永磁体在水压和磁场的作用下达到一个平衡。当下一次阀门磁体被打开时，水的势能与有压室3压强，转化为水的动能，为管道增压。
Claims (3)
1.一种压力管道减压消能系统，包括布置于蓄水装置下游的管道及其开闭闸门，其特征在于：所述管道安装有磁力回转阀，磁力回转阀上游管道壁联接有调压机构；
调压机构，与管道壁联通的竖井，竖井的上部为调压室、下部常压室；调压室顶面固定调压磁体A，调压室与常压室联接部井壁上固定有挡块，挡块上方是可沿井壁上下密封移动的调压磁体B，调压磁体A与调压磁体B相对面为相互排斥的同性磁极；
磁力回转阀，包括作为阀门管壁的圆柱形容腔，容腔两端与管道联通，磁力旋转壳设置于容腔外壁，磁力旋转壳上下对称布置有力距磁体，圆柱形容腔前端布置有可移动的阀门磁体A、后端固定有阀门磁体B；阀门磁体A与阀门磁体B相对面为相互排斥的同性磁极，阀门磁体A和阀门磁体B均设置有贯通的通孔，阀门磁体A通孔与管道孔匹配并在转动后实现管道封闭；力距磁体驱动阀门磁体A和阀门磁体B转动。
2.根据权利要求1所述的压力管道减压消能系统，其特征在于：所述调压磁体B与井壁间有密封圈。
3.根据权利要求1所述的压力管道减压消能系统，其特征在于：所述力距磁体由力距磁体A、连接块、力距磁体B连接为一整体与阀门磁体A和阀门磁体B磁极力驱动匹配。
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| CN110131514B (zh) * | 2019-06-18 | 2024-10-15 | 西华大学 | 一种压力管道减压消能系统 |
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