CN213270114U - 一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构 - Google Patents

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熊宇
伍超
何念民
杨钏
戴勇
刘劲杰
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Abstract

本实用新型公开了一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,包括喷针本体、喷针头以及设置在喷针本体内的活塞杆和活塞杆衬套,所述喷针头为圆台结构,喷针头的下底面设有第一安装孔,喷针头的上顶面设有第二安装孔,所述第一安装孔与第二安装孔相连通,且第一安装孔与第二安装孔为同心孔;所述活塞杆的前端穿过喷针头背板,且活塞杆与喷针头背板通过第一超级螺母实现固定连接,所述活塞杆的顶端连接有中心螺杆,中心螺杆与喷针头通过第二超级螺母实现固定连接。本实用新型通过采用上述结构,能够极大地降低喷针头的安装和拆卸难度和工作强度,使喷针头的更换工作更安全、更高效、更经济合理。

Description

一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构
技术领域
本实用新型涉及水轮机领域,具体是一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构。
背景技术
喷针是立式水斗式水轮机的重要组成部分,喷针包括喷针本体(圆柱段)和喷针头(圆锥段),而喷针头作为易损件,一旦喷针头出现损坏而无法正常使用时,常常需要拆卸更换,受结构限制,为了拆卸、更换喷针头,需将整个喷嘴全部拆下,进行整体分解、回装等工序,其工作环境既属狭小空间作业,也有很多高空作业,吊装难度大、安全风险较高,具有检修资源投入大、作业时间长等缺点。另外,现有喷针头与喷针活塞杆的连接方式一般为螺纹式连接或者法兰式连接,多数为螺纹式连接,对于螺纹式连接,当机组运行一段时间后,活塞杆上的螺纹产生锈蚀,导致活塞杆与喷针头连接螺纹咬死,导致喷针头无法正常拆卸,只能送至专业加工厂采用车、刨方式进行破坏性拆除,不但加大了相应配件费用、加工费用投入,而且检修工期不可控性很大。
实用新型内容
为克服现有技术的不足,本实用新型提供了一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,解决现有喷针头拆卸、更换较为麻烦,导致检修资源投入大、作业时间长、安全风险高、检修工期不可控的问题。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:
一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,包括喷针本体、喷针头以及设置在喷针本体内的活塞杆和活塞杆衬套,所述活塞杆与活塞杆衬套采用过渡配合,活塞杆衬套与活塞杆之间设有至少一道第一O型密封圈,所述喷针本体的前端固定有喷针头背板,所述喷针头背板与活塞杆采用可拆卸式连接;
所述喷针头为圆台结构,喷针头的下底面设有第一安装孔,喷针头的上顶面设有第二安装孔,所述第一安装孔与第二安装孔相连通,且第一安装孔与第二安装孔为同心孔;
所述活塞杆的前端穿过喷针头背板,且活塞杆与喷针头背板通过第一超级螺母实现固定连接,所述第一超级螺母套接在活塞杆上且位于第一安装孔内,所述活塞杆的顶端连接有中心螺杆,所述中心螺杆的前端穿过第一安装孔后穿入到第二安装孔中,中心螺杆与喷针头通过第二超级螺母实现固定连接,所述第二超级螺母套接在中心螺杆上且位于第二安装孔内;
所述喷针头的第二安装孔内设有防止水进入到第二安装孔的封堵头。
进一步地,作为优选技术方案,所述喷针头的下底面与上顶面的面积之比为1000:29。
进一步地,作为优选技术方案,所述封堵头包括封堵螺栓和封堵体,所述封堵螺栓与中心螺杆实现螺纹连接,所述封堵体套接在封堵螺栓,且封堵体将第二安装孔填充满并紧贴第二安装孔。
进一步地,作为优选技术方案,所述封堵螺栓上套接有锁紧垫圈。
进一步地,作为优选技术方案,所述第二安装孔内还设有第二O型密封圈,所述第二O型密封圈分别与第二安装孔的孔壁以及封堵体紧贴。
本实用新型相比于现有技术,具有以下有益效果是:
本实用新型通过对活塞杆和喷针头进行创新性设计,在不拆除整个喷嘴的情况下,通过仅拆卸喷针口环和第二超级螺母,即可快速拆卸、更换喷针头,检修作业十分方便、快捷,大幅缩短了作业时间,减少了人力资源、工器具、材料、备品备件等投入,降低了作业安全风险,检修工期有了保障,使喷针头的更换工作做到了安全、便捷、经济合理。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图;
图2为图1中A的局部放大图;
图3为平钝喷针头的结构示意图。
图中附图标记对应的名称为:
1、活塞杆,2、喷针头背板,3、喷针头,4、中心螺杆,5、喷针口环,6、第一超级螺母,7、锁紧垫圈,8、封堵螺栓,9、封堵体,10、第二超级螺母,11、第二O型密封圈,12、喷针本体,13、第一安装孔,14、第二安装孔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本实用新型作进一步的详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1、图2所示,本实用新型较佳实施例所示的一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,包括喷针本体12、喷针头3以及设置在喷针本体12内的活塞杆1和活塞杆衬套,活塞杆1与活塞杆衬套采用过渡配合,活塞杆衬套与活塞杆1之间设有至少一道第一O型密封圈,第一O型密封圈为现有O型密封圈结构,用于防止水进入到活塞杆1的前端,避免活塞杆1的前端生锈而影响拆卸,而为了获得较好的密封性,可在活塞杆衬套与活塞杆1之间设置两道第一O型密封圈。喷针本体12的前端固定有喷针头背板2,喷针头背板2与喷针本体12可采用螺栓等连接件实现可拆式连接,喷针头背板2与活塞杆1采用可拆卸式连接。
在本实施例中,喷针本体12、活塞杆1与活塞杆衬套均为现有结构,喷针本体12整体为一空心圆柱体结构,活塞杆1与活塞杆衬套均设置在喷针本体12内。传统的喷针为包括喷针本体(圆柱段)和喷针头(圆锥段),喷针本体和喷针头采用可拆式连接,同时,为了确保喷针头与喷针本体、活塞杆的连接牢靠性,喷针本体内的活塞杆与喷针头往往直接采用螺纹连接或法兰式连接,多数为螺纹式连接,而喷针头属于易损部分,一旦喷针头出现损坏,两种方式下都需要进行整体分解、回装等工序,其工作环境既属狭小空间作业,也有很多高空作业,吊装难度大、安全风险较高,具有检修资源投入大、作业时间长等缺点。而对于螺纹式连接,当机组运行(喷针与水接触工作)一段时间后,活塞杆与喷针头之间的螺纹难免产生锈蚀,导致活塞杆与喷针头连接螺纹咬死,导致喷针头无法正常拆卸,只能送至专业加工厂采用车、刨方式进行破坏性拆除,不但加大了相应配件费用、加工费用投入,而且检修工期不可控性很大。为此解决喷针头更换问题,本申请对喷针头进行了创新性设计,具体如下:
如图1-图3所示,本实施例将喷针头3设计为圆台结构,喷针头3的下底面设有第一安装孔13,喷针头3的上顶面设有第二安装孔14,第一安装孔13与第二安装孔14相连通,且第一安装孔13与第二安装孔14为同心孔;活塞杆1的前端穿过喷针头背板2,且活塞杆1与喷针头背板2通过第一超级螺母6实现固定连接,第一超级螺母6套接在活塞杆1上且位于第一安装孔13内,第一安装孔13用于为第一超级螺母6提供安装空间,以便喷针头3与喷针头背板2相贴,活塞杆1的顶端连接有中心螺杆4,中心螺杆4的前端穿过第一安装孔13后穿入到第二安装孔14中,第二安装孔14用于为第二超级螺母提供安装空间,中心螺杆4与喷针头3通过第二超级螺母10实现固定连接,第二超级螺母10套接在中心螺杆4上且位于第二安装孔14内。
本实施例通过采用上述设计,替代了原有的活塞杆与喷针头的直接螺纹连接,通过两组超级螺母,实现了活塞杆与喷针头背板、中心螺杆与喷针头的连接,超级螺母的拆卸则比原有的活塞杆与喷针头之间的螺纹式拆卸容易得多,且无需把整个喷针结构取出,降低了劳动强度以及操作难度,能够大大缩短喷针头的更换时间。
本实施例的喷针头的安装与拆卸过程为:首先,活塞杆1的前端穿出喷针本体12、喷针头背板2,将第一超级螺母6套接到活塞杆1上,通过普通扳手对第一超级螺母6上的顶紧螺钉进行紧固,使第一超级螺母6得到高预紧力和最佳夹紧力,达到活塞杆1与喷针头背板2自锁紧连接的目的,降低运行过程中可能出现松动的风险;然后将中心螺杆4连接到活塞杆1的顶端,中心螺杆4与活塞杆1的中心线重合,避免中心螺杆4引入扭矩,再将喷针头3套在活塞杆1、中心螺杆4上,再将第二超级螺母10套接在中心螺杆4上,然后通过普通扳手对第二超级螺母10上的顶紧螺钉进行紧固,使喷针头3与喷针头背板2紧密贴合,喷针头3与喷针头背板2的接触面为精加工面,其接触面之间的间隙不超过0.03mm。完成活塞杆1、喷针头背板2与喷针头3之间的连接后,将封堵头安装到第二安装孔14内,防止水进入到第二安装孔14内对第二超级螺母10、中心螺杆4等造成锈蚀,完成整个喷针头的安装。而喷针头的拆卸步骤则上述安装步骤的反向过程,故不再赘述。当然,对本领域技术人员来说,不管是安装喷针头还是拆卸喷针头,都需要先取下喷嘴处的喷针口环5,调节喷针口环5与喷针头3的间距大小,可以实现对喷水力度的控制,当喷针头3与喷针口环5完全紧密接触后,喷嘴实现关闭。喷针口环5属于现有结构,故不再对其具体结构和工作原理做过多地赘述。
本实用新型通过对传统活塞杆、喷针头进行创新性设计,在活塞杆的顶端增加了一段中心螺杆,同时又将喷针头设计为平钝结构,所谓平钝,指的是将原有喷针头的针尖部分进行切割,得到一个圆台形、平钝式的喷针头,并在喷针头的下底面和上顶面分别开设安装孔,然后通过两组超级螺母,分别是连接活塞杆与喷针头背板的第一超级螺母、连接中心螺杆与喷针头的第二超级螺母,实现了活塞杆、喷针头背板、喷针头之间的相互连接,通过结构上的创新设计,达到了用更易实现安装与拆卸的超级螺母连接方式,取代了不易安装和拆卸的传统螺纹式或法兰式连接,极大地降低了安装和拆卸的难度和工作强度,使喷针头的更换工作更安全、更高效、更经济合理。
本实施例中,被截取掉的喷针头的针尖部分是不能安装回去的,因为无法复原,即使安装回去,相接处不可避免会存在缝隙,存在缝隙就会影响水流,因此,只能保留平钝面,而喷针头的针尖部分的截取长度会对喷水效果以及喷针头的安装带来影响的,当截取过长时,相对于原有喷针头,平钝型喷针头就会影响水轮机的效率、出力、流量等,而截取过短时,有可能导致第二安装孔过小而对第二超级螺母的安装带来影响,为此,本申请对喷针头的平钝面(上顶面)进行了优化考虑,为了使水轮机获得较佳的效率、出力、流量等,本实施例将平钝喷针头的下底面与上顶面的面积之比设计为1000:29,发明人经过大量试验证明,选用此尺寸的平钝面的情况下,本申请的平钝喷针头与传统的圆锥形喷针头相比,对水轮机的效率、出力、流量等无影响,同时,此尺寸的平钝面,能够开设一个方便第二超级螺母安装的第二安装孔。
为了便于安装和拆卸,同时能够起到较好的密封作用,本实施例的封堵头包括封堵螺栓8和封堵体9,封堵螺栓8与中心螺杆4实现螺纹连接,封堵体9套接在封堵螺栓8,且封堵体9将第二安装孔14填充满并紧贴第二安装孔14。封堵体9属于一般的密封材料,通过封堵螺栓8将封堵体9固定在第二安装孔14内,防止水进入到第二超级螺母的位置。另外,为了防止封堵螺栓8出现松动而影响密封效果,本实施例可在封堵螺栓8上套接锁紧垫圈7,锁紧垫圈7为现有结构,故不再对其结构做过多地赘述。
为了进一步提高第二安装孔14的密封性,本实施例还可在第二安装孔14内设置第二O型密封圈11,第二O型密封圈11分别与第二安装孔14的孔壁以及封堵体9紧贴,在第二O型密封圈11和封堵体9的共同作用下,第二安装孔14的水密封性进一步提高。
需要说明的是,上述实施例中提到的喷针本体、活塞杆、活塞杆衬套、喷针头背板、第一O型密封圈、第二O型密封圈、封堵螺栓、封堵体、第一超级螺母、第二超级螺母等均为现有结构,故本实施例不再其具体结构和工作原理做过多地赘述。
如上所述,可较好地实现本实用新型。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,依据本实用新型的技术实质,在本实用新型的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,其特征在于,包括喷针本体(12)、喷针头(3)以及设置在喷针本体(12)内的活塞杆(1)和活塞杆衬套,所述活塞杆(1)与活塞杆衬套采用过渡配合,活塞杆衬套与活塞杆(1)之间设有至少一道第一O型密封圈,所述喷针本体(12)的前端固定有喷针头背板(2),所述喷针头背板(2)与活塞杆(1)采用可拆卸式连接;
所述喷针头(3)为圆台结构,喷针头(3)的下底面设有第一安装孔(13),喷针头(3)的上顶面设有第二安装孔(14),所述第一安装孔(13)与第二安装孔(14)相连通,且第一安装孔(13)与第二安装孔(14)为同心孔;
所述活塞杆(1)的前端穿过喷针头背板(2),且活塞杆(1)与喷针头背板(2)通过第一超级螺母(6)实现固定连接,所述第一超级螺母(6)套接在活塞杆(1)上且位于第一安装孔(13)内,所述活塞杆(1)的顶端连接有中心螺杆(4),所述中心螺杆(4)的前端穿过第一安装孔(13)后穿入到第二安装孔(14)中,中心螺杆(4)与喷针头(3)通过第二超级螺母(10)实现固定连接,所述第二超级螺母(10)套接在中心螺杆(4)上且位于第二安装孔(14)内;
所述喷针头(3)的第二安装孔(14)内设有防止水进入到第二安装孔(14)的封堵头。
2.根据权利要求1所述的一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,其特征在于,所述喷针头(3)的下底面与上顶面的面积之比为1000:29。
3.根据权利要求1所述的一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,其特征在于,所述封堵头包括封堵螺栓(8)和封堵体(9),所述封堵螺栓(8)与中心螺杆(4)实现螺纹连接,所述封堵体(9)套接在封堵螺栓(8),且封堵体(9)将第二安装孔(14)填充满并紧贴第二安装孔(14)。
4.根据权利要求3所述的一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,其特征在于,所述封堵螺栓(8)上套接有锁紧垫圈(7)。
5.根据权利要求3或4所述的一种应用于立式水斗式水轮机的平钝喷针结构,其特征在于,所述第二安装孔(14)内还设有第二O型密封圈(11),所述第二O型密封圈(11)分别与第二安装孔(14)的孔壁以及封堵体(9)紧贴。
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