一种水轮机真空破坏结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水轮机真空破坏结构，其特征在于，包括：顶盖和真空破坏阀，顶盖在面向转轮室一侧为开口朝下的半球状凹坑，真空破坏阀包括阀座、阀轴、阀盘、密封罩、弹簧盖和弹簧；阀座呈T型，包括水平板和竖直套筒，水平板固定于顶盖上表面，竖直套筒贯穿顶盖延伸至凹坑内；密封罩密封固定于水平板之上并在两侧设有连同大气的单向阀；阀轴从上至下贯穿密封罩并插入竖直套筒内；弹簧盖固定于阀轴顶端，阀盘固定于阀轴底端；弹簧套设于阀轴外，并被夹于弹簧盖与密封罩顶壁之间；弹簧处于原始状态时，阀盘密封竖直套筒底端，使密封罩、竖直套筒和阀盘构成一密封腔。本实用新型专利技术水轮机真空破坏结构有效降低了顶盖漏水。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机真空破坏结构
本技术属于水电
，具体涉及一种水轮机真空破坏结构。
技术介绍
水轮机是把水流的势能转化为机械能的动力机械，一般包括蜗壳、导水叶片、转轮、主轴、顶盖和尾水管几大部件，上游水流经蜗壳进入水轮机内，导水叶片进行水流导向，使水流冲击转轮叶片，转轮带动发电机主轴转动，最终在发电机内实现机械能向电能的转化，而流过转轮叶片的水流则从尾水管排出至下游，顶盖固定于转轮室上方，对导水叶片起到固定作用，同时还能防止转轮室内的水流进入发电机机组内。当水轮机需要紧急停机时，导水叶片迅速关闭而截断进入转轮的水流，存留在转轮室内的水流在惯性作用下继续从尾水管排出，造成转轮室真空，尾水管内的水流很快在下游大气压和转轮室之间的压差作用下倒灌，且倒灌水流的速度非常快，形成反水锤，反水锤对转轮叶片及顶盖造成强烈冲击，甚至会将转轮抬起，造成发电机组的损坏。在水轮机紧急停机时，转轮也会在惯性作用下继续转动一段时间，此时转轮为水泵工况，将转轮室内的水往上运输，造成顶盖漏水，危及发电机组的安全。现有技术中，通过在顶盖安装真空破坏阀的方式对转轮室进行补气，从而降低反水锤的冲击力，取得的效果比较理想。但同时也造成水流从真空破坏阀进入顶盖上腔，增加了顶盖排水负荷。且为了保证轮转室正压状态下，顶盖具有良好的密封作用，真空破坏阀内的复位弹簧长期保持压缩状态，以使阀盘与阀座紧密连接。这就造成轮在转室有轻微负压时，转轮室内外压差不足以进一步压缩弹簧，阀盘打不开，不能做到及时补气；同时复位弹簧易发生疲劳失效，失效后造成进一步漏水。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种防漏水的真空破坏结构。本技术所采用的技术方案为：一种水轮机真空破坏结构，包括：顶盖，位于水轮机的转轮室上方，并在面向所述转轮室一侧设有开口朝下的半球状凹坑；真空破坏阀，包括阀座、阀轴、阀盘、密封罩、弹簧盖和弹簧；所述阀座呈T型，并包括水平板和竖直套筒，所述水平板固定于所述顶盖上表面，所述竖直套筒贯穿所述顶盖延伸至所述凹坑内；所述密封罩密封固定于所述水平板上并在两侧设有连同大气的单向阀；所述阀轴从上至下依次贯穿所述密封罩与所述竖直套筒；所述弹簧盖固定于所述阀轴顶端，所述阀盘固定于所述阀轴底端；所述弹簧套设于所述阀轴外并位于所述弹簧盖与所述密封罩顶壁之间；所述弹簧处于原始状态时，所述阀盘密封所述竖直套筒底端，所述密封罩、竖直套筒和阀盘构成一密封腔；当所述转轮室内气压低于大气压时，所述单向阀朝所述密封腔内打开，所述阀盘在气压差作用下向下活动，带动所述弹簧从原始状态运动至压缩状态；所述转轮室内气压大于等于大气压时，所述弹簧复位带动所述阀盘密封所述竖直套筒底端。进一步地，所述阀盘设有一向上凸起的弧形面。进一步地，还包括挡水套，所述挡水套位于所述半球状凹坑内，并同轴套设于所述竖直套筒外，所述挡水套底端低于所述竖直套筒底端。进一步地，所述挡水套内置一浮球，所述浮球直径与所述挡水套内径相等，所述挡水套直径大于所述阀盘直径。进一步地，所述挡水套底端设有底板，所述底板上设有若干开口。进一步地，所述阀盘通过一柔性绳与所述浮球连接。进一步地，所述挡水槽内壁上设有若干竖直的通气槽。进一步地，所述弹簧处于原始状态时，所述弹簧的形变量为零。进一步地，所述竖直套筒底端面固持有密封环。本技术的有益效果为：本技术水轮机真空破坏结构将顶盖面向转轮室的一侧设置为开口朝下的半球状凹坑，且所述半球状凹坑在开口处与所述转轮室内壁相切，采用这种结构的好处在于：1、凹坑增加了顶盖受力面积，对降低反水锤冲击力有一定作用；2、水轮机紧急停机时，转轮在惯性下继续转动使水轮机呈水泵工况，将留存于转轮室的水往上输送，水流在半球状凹坑的导向作用下弧状滑行，在遇到伸入凹坑内的竖直套筒时，水流形成内卷的小漩涡，使水流冲击力集中在漩涡中心，进而减少对顶盖的冲击，进一步降低了反水锤冲击力。3、水流的内卷使从阀盘进入真空破坏阀的水量大大减少，减少了顶盖排水负荷，节约了排水耗电。4、真空破坏阀的密封罩两侧设有单向阀，该单向阀只有当所述转轮室内气压低于大气压时，才朝所述密封腔内打开，进入真空破坏阀的水流无法通过单向阀流出密封腔外，进一步防止了真空阀漏水。附图说明图1是实施例1水轮机真空破坏结构的结构示意图；图2是图1中真空破坏阀的结构示意图；图3是图1中转轮室内气压骤降时，转轮室内水流流向及真空破坏阀内气流流向示意图；图4是实施例2水轮机真空破坏结构的结构示意图，该图示意了当转轮室内水位低于挡水套筒底端时，真空破坏阀中各部件之间及阀盘与浮球的位置关系示意图；图5是实施例2水轮机真空破坏结构的又一结构示意图，该图示意了当转轮室内水位将要淹没阀座底端时，真空破坏阀中各部件之间及阀盘与浮球的位置关系示意图；图6是图4中挡水套筒的横断面示意图。图中：1-顶盖；2-真空破坏阀；3-转轮室；4-转轮叶片；5-导叶；6-尾水管；11-半球状凹坑；21-阀座；22-阀轴；23-阀盘；24-密封罩；241-单向阀；25-弹簧盖；26-弹簧；27-密封腔；211-水平板；212-竖直套筒；231-弧形面；7-挡水套；8-浮球；71-开口；72-通气槽。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。实施例1：请参考图1和图2，本实施例水轮机真空破坏结构，包括顶盖1和真空破坏阀2。顶盖1位于水轮机的转轮室3上方，所述顶盖1在面向所述转轮室3一侧为开口71朝下的半球状凹坑11，且所述半球状凹坑11在开口71处与所述转轮室3内壁相切；真空破坏阀2包括阀座21、阀轴22、阀盘23、密封罩24、弹簧26盖25和弹簧26；所述阀座21呈T型，并包括水平板211和竖直套筒212，所述水平板211固定于所述顶盖1上表面，所述竖直套筒212贯穿所述顶盖1延伸至所述凹坑内；所述密封罩24密封固定于所述水平板211上并在两侧设有连同大气的单向阀241；所述阀轴22从上至下贯穿所述密封罩24并插入所述竖直套筒212内；所述弹簧26盖25固定于所述阀轴22顶端，所述阀盘23固定于所述阀轴22底端；所述弹簧26套设于所述阀轴22外并位于所述弹簧26盖25与所述密封罩24顶壁之间；所述弹簧26处于原始状态时，所述阀盘23密封所述竖直套筒212底端，所述密封罩24、竖直套筒212和阀盘23构成一密封腔27；当所述转轮室3内气压低于大气压时，所述单向阀241朝所述密封腔27内打开，所述阀盘23在气压差作用下向下活动，带动所述弹簧26从原始状态运动至压缩状态；所述转轮室3内气压大于等于大气压时，所述弹簧26复位使所述阀盘23密封所述竖直套筒212底端，其中，竖直套筒212底端固持有密封环。如图3所示(图中细线箭头为气流流向，粗线箭头为水流流向)，阀盘23具有一向上凸起的弧形面231，采用该弧形面231可以对流出竖直套筒212的气流进行导向，使气流流向更利于水流内卷形成漩涡，进而防止水流进入真空破坏阀2内。本实施例的工作原理为：水轮机急停，导叶5关闭，存留在转轮室3内的水流因惯性作用继续从尾水管6排除，造成转轮室3真空。阀盘23及两个单向阀241在气压差作用下打开，阀轴22带动弹簧26盖25压缩弹簧26，大气进入转轮室3内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水轮机真空破坏结构，其特征在于，包括顶盖和真空破坏阀；顶盖位于水轮机的转轮室上方，所述顶盖在面向所述转轮室一侧为开口朝下的半球状凹坑，且所述半球状凹坑的开口与所述转轮室内壁相切；所述真空破坏阀包括阀座、阀轴、阀盘、密封罩、弹簧盖和弹簧；所述阀座呈T型，包括水平板和竖直套筒，所述水平板固定于所述顶盖上表面，所述竖直套筒贯穿所述顶盖延伸至所述凹坑内；所述密封罩密封固定于所述水平板之上并在两侧设有连通大气的单向阀；所述阀轴从上至下贯穿所述密封罩并插入所述竖直套筒内；所述弹簧盖固定于所述阀轴顶端，所述阀盘固定于所述阀轴底端；所述弹簧套设于所述阀轴外，并被夹于所述弹簧盖与所述密封罩顶壁之间；所述弹簧处于原始状态时，所述阀盘密封所述竖直套筒底端，使所述密封罩、竖直套筒和阀盘构成一密封腔；当所述转轮室内气压低于大气压时，所述单向阀朝所述密封腔内打开，所述阀盘在气压差作用下向下活动，带动所述弹簧从原始状态运动至压缩状态；所述转轮室内气压大于等于大气压时，所述弹簧复位使所述阀盘密封所述竖直套筒底端。

【技术特征摘要】
1.一种水轮机真空破坏结构，其特征在于，包括顶盖和真空破坏阀；顶盖位于水轮机的转轮室上方，所述顶盖在面向所述转轮室一侧为开口朝下的半球状凹坑，且所述半球状凹坑的开口与所述转轮室内壁相切；所述真空破坏阀包括阀座、阀轴、阀盘、密封罩、弹簧盖和弹簧；所述阀座呈T型，包括水平板和竖直套筒，所述水平板固定于所述顶盖上表面，所述竖直套筒贯穿所述顶盖延伸至所述凹坑内；所述密封罩密封固定于所述水平板之上并在两侧设有连通大气的单向阀；所述阀轴从上至下贯穿所述密封罩并插入所述竖直套筒内；所述弹簧盖固定于所述阀轴顶端，所述阀盘固定于所述阀轴底端；所述弹簧套设于所述阀轴外，并被夹于所述弹簧盖与所述密封罩顶壁之间；所述弹簧处于原始状态时，所述阀盘密封所述竖直套筒底端，使所述密封罩、竖直套筒和阀盘构成一密封腔；当所述转轮室内气压低于大气压时，所述单向阀朝所述密封腔内打开，所述阀盘在气压差作用下向下活动，带动所述弹簧从原始状态运动至压缩状态；所述转轮室内气压大于等于大气压时，所述弹簧复位使所述阀盘密封所述竖直套筒底端。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙炳贵，郭志斌，柳伟，
申请(专利权)人：大唐得荣唐电水电开发有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51