CN211174627U - 一种设有筒形阀的大型储能泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设有筒形阀的大型储能泵，属于大型水泵、储能泵的技术领域，包括储能泵泵体，该储能泵泵体包括顶盖、底座和固定导叶，所述底座内设有转轮室，转轮室内设有转轮且外界水流经固定导叶进入至转轮室，还包括分别装配于顶盖和底座上的座环上环板和座环下环板，通过该座环上环板、座环下环板、顶盖和转轮室形成连通腔体；所述座环上环板上装有筒形阀，筒形阀设于所述固定导叶与转轮之间且筒形阀配设有多个同步驱动其启闭的筒形阀接力器，并通过筒形阀的启闭将所述连通腔体与外界水流进行封隔或连通，以达到大幅缩减机组径向尺寸，节约了机组制造成本、厂房土建成本，降低泵站投资的目的。

Description

一种设有筒形阀的大型储能泵

技术领域

本实用新型属于大型水泵、储能泵的技术领域，具体而言，涉及一种设有筒形阀的大型储能泵。

背景技术

一般小型水泵的启动可直接在水中带水启动，无需压水启动；停机则一般通过出水口闸门或者出水阀门来截断水流。而大型储能泵由于容量大，直接带水启动，则启动力矩将十分巨大，很可能无法实现，因此，可借鉴抽水蓄能电站水泵水轮机的压水启动方式进行启动，而采用充气压水启动方式，则必须利用活动导叶或者阀门形成压水密闭腔，以达到启动储能泵的目的。

针对大型储能泵的启动和停机问题，应该提出较好的可行性方案，一般而言，大型储能泵机组可以设置或者不设置活动导叶；设置活动导叶的储能泵可以利用活动导叶的启闭来实现启停；若不设置活动导叶，大型储能泵的启动和停机则需要利用进水阀门或者在储能泵机组上设置阀门来实现。不设置活动导叶的大型储能泵机组的启停应主要满足以下几个要求：(1)利用阀门与顶盖、座环及转轮室形成一个密闭腔，以便密闭腔内充填压缩空气，实现压水启动；(2)阀门开启时间应满足机组快速启动时间的要求；(3)机组正常停机或者紧急停机时，阀门能按要求的关闭时间快速关闭；(4)阀门接力器及其控制设备应实现同步操作。

因此，为了解决实现无活动导叶的大型储能泵的启动和停机(包括调相压水启动、正常停机以及水泵断电紧急停机等)这一难题，需要对大型储能泵机组的总体结构方案进行合理的设计，目前，现有其他方案的主要缺点如下：

(1)若大型储能泵采用设置活动导叶的方案，则同时需要增加设置活动导叶操作机构及其附属设备，同时，由于活动导叶分布圆的布置要求，必然会加大机组的径向尺寸，因此，机组的制造成本将大幅增加。

(2)若大型储能泵采用不设活动导叶且压水室后设置出水阀门的方案，由于阀门设置在压水室后，阀门关闭后与转轮室形成密闭腔，则其充气压水的体积将较大，尽管机组本身的径向尺寸将较小，但增加了出水阀门的布置，不仅有阀门本身的制造成本，而且还需要设置阀室，厂房的土建成本也将大幅增加。

从以上分析可知，现有的技术方案中均存在一定的缺点，因此，提出一种布局紧凑、设计合理、成本较低、又能满足储能泵运行要求的技术方案是必然趋势。

实用新型内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种设有筒形阀的大型储能泵以达到大幅缩减机组径向尺寸，节约了机组制造成本、厂房土建成本，降低泵站投资的目的。

本实用新型所采用的技术方案为：一种设有筒形阀的大型储能泵，包括储能泵泵体，该储能泵泵体包括顶盖、底座和固定导叶，所述底座内设有转轮室，转轮室内设有转轮且外界水流经固定导叶进入至转轮室，还包括分别装配于顶盖和底座上的座环上环板和座环下环板，通过该座环上环板、座环下环板、顶盖和转轮室形成连通腔体；所述座环上环板上装有筒形阀，筒形阀设于所述固定导叶与转轮之间且筒形阀配设有多个同步驱动其启闭的筒形阀接力器，并通过筒形阀的启闭将所述连通腔体与外界水流进行封隔或连通。

进一步地，还包括金属蜗壳，所述金属蜗壳装配连接于所述座环上环板和座环下环板上，通过金属蜗壳对外界水流进行高效引流。

进一步地，所述筒形阀包括筒形阀体，所述筒形阀体密封滑动装配于所述座环上环板上，且座环下环板上装有与该筒形阀体对应匹配的下密封垫圈，提升筒形阀在关闭状态下的密封性。

进一步地，所述筒形阀体上设有环形外缘，且座环上环板上开设有与该环形外缘相匹配的上密封垫圈，提升筒形阀在关闭状态下的密封性。

进一步地，所述筒形阀体靠近所述转轮的高压侧，以进一步减小充气压水的体积，使其运行也将更稳定可靠。

进一步地，还包括尾水管，该尾水管与所述转轮室密封连接，在尾水管上设置合适刻度，以充气压水到该刻度时，能够对储能水泵进行启动。

进一步地，所述筒形阀接力器配设有3-6个，各个筒形阀接力器同步启动以驱动筒形阀体运动，并对筒形阀的状态进行切换。

本实用新型的有益效果为：

1.采用本实用新型所提供的设有筒形阀的大型储能泵，通过筒形阀按规定的启闭时间快速启闭，以满足储能泵机组的启停要求，相较于设置活动导叶的方案，不需要再设置活动导叶操作机构及其附属设备，且由于取消了活动导叶则必然会大幅缩减储能泵机组的径向尺寸，因此，机组的制造成本将大幅减少。

2.采用本实用新型所提供的设有筒形阀的大型储能泵，将筒形阀设置在固定导叶和转轮之间，且靠近与转轮高压侧的位置，因此，筒形阀关闭后与转轮室形成的密闭腔，其充气压水的体积将相对小一些，且减去了出水阀门的制造成本，还无需设置专门的阀室，厂房的土建成本也将大幅减小，相较于现有技术中设置压水室后。出水阀门的启闭时间很难达到快速启闭的要求，如需满足储能泵机组运行要求的快速启停，需要投入额外的进一步研究和相关设备投入。

3.采用本实用新型所提供的设有筒形阀的大型储能泵，由于充气压水体积较小，则造压启动的时间也更短，则压缩空气设备的规格也将更小，而且其运行也将更稳定可靠；相较于现有技术中采用出水阀门，尤其是蝶阀，在充气压水和快速关闭时，将对流道内水体造成较大的扰动，可能产生有害的振动，甚至在充气压水时，由于密封、振动等原因，密闭腔漏气或者未形成水环而导致造压不成功，进而启动失败，因此，本实用新型的大型储能泵机组的运行将更为安全稳定。

附图说明

图1是本实用新型提供的设有筒形阀的大型储能泵的整体结构示意图；

图2是本实用新型提供的设有筒形阀的大型储能泵中筒形阀处于关闭状态的局部结构示意图；

图3是本实用新型提供的设有筒形阀的大型储能泵中筒形阀处于开启状态的局部结构示意图；

图4是图2中A处的局部放大示意图；

图5是图2中B处的局部放大示意图；

附图中标注如下：

1-转轮室，2-顶盖，3-底座，4-主轴，5-转轮，6-座环上环板，7-座环下环板，8-金属蜗壳，9-筒形阀接力器，10-尾水管，11-筒形阀体，12-上密封垫圈，13-下密封垫圈。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中公开了一种设有筒形阀的大型储能泵，包括储能泵泵体，该储能泵泵体包括顶盖2、底座3和固定导叶，该顶盖2与主轴4装配连接，且顶盖2与底座3对应匹配，在底座3与顶盖2之间形成了转轮室1，且主轴4上装配于运行于该转轮室1内的转轮5，且外界水流经固定导叶进入至转轮室1，在水力的带动下使转轮5旋转，进而经主轴4带动发电机的转子旋转进行发电，以上为现有大型储能泵的工作原理和部分组成结构，属于现有技术，此处不再赘述。

如图1所示，还包括分别装配于顶盖2和底座3上的座环上环板6和座环下环板7，在座环上环板6和座环下环板7之间构成进水通道，外界水流经进水通道进入至转轮室1中，通过该座环上环板6、座环下环板7、顶盖2和转轮室1形成连通腔体，该进水通道则属于连通腔体的一部分，所述座环上环板6装配连接于所述顶盖2上，且其内孔孔壁与顶盖2的外壁密封连接；座环下环板7装配连接于所述底座3上，且其内孔孔壁与底座3的外壁密封连接，以构成整个连通腔体。

所述座环上环板6上装有筒形阀，筒形阀设于所述固定导叶与转轮5之间且筒形阀配设有多个同步驱动其启闭的筒形阀接力器9，各所述筒形阀接力器9经装配连接于顶盖2上，且各所述筒形阀接力器9能够同步运动实现筒形阀的正常启闭，在本实施例中，优选的，所述筒形阀接力器9配设有3-6个，各个筒形阀接力器9均装配连接于所述顶盖2上。通过筒形阀的启闭将所述连通腔体与外界水流进行封隔或连通，当筒形阀处于开启状态时，外界水流能够正常流入至转轮室1中，此时，储能泵机组能够正常运行；反之，当筒形阀处于关闭状态时，转轮室1与外界水流封隔，从而实现水泵的停机，同时，由于连通腔体的进口端被关闭并形成了密封腔，密封腔内进行充气压水，即向密闭腔内充填压缩空气，从而实现大型储能泵的压水启动，且由于充气压水的体积较小，则造压启动的时间也更短，则压缩空气设备的规格也将更小，而且其运行也将更稳定可靠。

还包括金属蜗壳8，所述金属蜗壳8装配连接于所述座环上环板6和座环下环板7上，该金属蜗壳8设为蜗牛壳形状，其能够对外界水流起到良好的引流作用，以满足储能水泵进行正常运行并发电的需求。

如图4、图5所示，所述筒形阀包括筒形阀体11，所述筒形阀体11密封滑动装配于所述座环上环板6上，且座环下环板7上装有与该筒形阀体11对应匹配的下密封垫圈13，所述筒形阀体11上设有环形外缘，且座环上环板6上开设有与该环形相匹配的上密封垫圈12。如图3所示，当筒形阀处于开启状态时，筒形阀体11上升至最高位置且筒形阀体11的底端端面与所述顶盖2的底部端面齐平，以便水流顺畅地通过流道，同时，在顶盖2与座环上环板6之间设有用于容纳该筒形阀体11的空腔，筒形阀体11能在该空腔内自由滑动，以实现筒形阀的启闭；如图2所示，当筒形阀处于关闭状态时，筒形阀体11下降至最低位置且筒形阀体11的底端端面抵紧在下密封垫圈13上并进行密封，同时，筒形阀体11的外缘抵紧在上密封垫圈12上并进行密封，以实现将连通腔体封隔形成密闭腔。

如图5所示，为满足筒形阀体11与座环下环板7之间能够良好密封，将所述筒形阀体11朝向所述座环下环板7的端部设为倾斜端面，以保证当筒形阀处于关闭状态时，筒形阀体11能够完全抵紧在下密封垫圈13上，以达到良好的密封效果。

为进一步缩小充气压水的体积大小，将所述筒形阀体11靠近所述转轮5的高压侧，当筒形阀体11将连通腔体进行封隔后，所形成的密封腔相对更小，能够使其充气压水的体积将相对小一些，则造压启动的时间也更短，则压缩空气设备的规格也将更小，而且其运行也将更稳定可靠。

如图1所示，还包括尾水管10，该尾水管10与所述转轮室1密封连接，在进行充气压水的过程中，当水位下降至尾水管10的适当刻度位置时，即可对储能水泵进行启动。

在本实施例中，该筒形阀在各所述筒形阀接力器9进行同步运行的情况下，可按规定的启闭时间快速启闭，以满足储能泵机组的启停要求，一般来讲，储能泵机组启动时，筒形阀的开启时间需满足储能泵机组启动时间(约10～30s)的要求；储能泵机组正常停机或者紧急停机时，筒形阀能按储能泵机组调节保证计算要求的关闭时间(约0～30s)快速关闭。

本实施例所提供的设有筒形阀的大型储能泵的工作原理如下：

同步启动各个筒形阀接力器9，筒形阀接力器9促使筒形阀开启，以便外界水流顺畅地通过流道，并进入至转轮室1，在水力作用下驱动转轮5转动；

同步启动各个筒形阀接力器9，筒形阀接力器9促使筒形阀关闭，筒形阀体11与座环上环板6和座环下环板7均密封装配，以截断外界水流，从而实现水泵停机；

针对不设置活动导叶的大型储能泵机组，利用设置在顶盖2处的筒形阀的开启和关闭来实现储能泵机组的启动和停机要求，不仅充分利用了筒形阀的启闭同步、可动水关闭等优势，跟设置活动导叶的储能泵机组相比，径向尺寸大幅减小的同时，取消了导叶操作机构及其相应附属设备，节约了机组制造成本。同时，充分考虑并满足了大型储能泵的启停要求，布局紧凑，设计合理。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种设有筒形阀的大型储能泵，包括储能泵泵体，该储能泵泵体包括顶盖、底座和固定导叶，所述底座内设有转轮室，转轮室内设有转轮且外界水流经固定导叶进入至转轮室，其特征在于，还包括分别装配于顶盖和底座上的座环上环板和座环下环板，通过该座环上环板、座环下环板、顶盖和转轮室形成连通腔体；所述座环上环板上装有筒形阀，筒形阀设于所述固定导叶与转轮之间且筒形阀配设有多个同步驱动其启闭的筒形阀接力器，并通过筒形阀的启闭将所述连通腔体与外界水流进行封隔或连通。

2.根据权利要求1所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，还包括金属蜗壳，所述金属蜗壳装配连接于所述座环上环板和座环下环板上。

3.根据权利要求1所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，所述筒形阀包括筒形阀体，所述筒形阀体密封滑动装配于所述座环上环板上，且座环下环板上装有与该筒形阀体对应匹配的下密封垫圈。

4.根据权利要求3所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，所述筒形阀体上设有环形外缘，且座环上环板上开设有与该环形外缘相匹配的上密封垫圈。

5.根据权利要求3所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，所述筒形阀体靠近所述转轮的高压侧。

6.根据权利要求1所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，还包括尾水管，该尾水管与所述转轮室密封连接。

7.根据权利要求1所述的设有筒形阀的大型储能泵，其特征在于，所述筒形阀接力器配设有3-6个。

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