水操作冲击式水轮机双调机构制造技术

本发明专利技术属于冲击式水轮机技术领域，特别涉及水操作冲击式水轮机双调机构。其技术方案为：水操作冲击式水轮机双调机构，包括喷嘴主体，喷嘴主体外部连接有折向器接力器，折向器接力器的活塞杆连接有折向器；所述喷嘴主体内安装有活塞缸，活塞缸内安装有活塞，活塞上连接有活塞杆，活塞杆的另一端伸出活塞缸，活塞杆伸出活塞缸的一端连接有连接环，连接环垂直于活塞杆，连接环上固定有喷针，喷针从喷嘴主体的喷嘴口伸出。本发明专利技术提供了一种可方便对喷针位置进行准确控制的水操作冲击式水轮机双调机构。调机构。调机构。

【技术实现步骤摘要】
水操作冲击式水轮机双调机构


[0001]本专利技术属于冲击式水轮机
，特别涉及水操作冲击式水轮机双调机构。

技术介绍

[0002]冲击式水轮机设置有用于喷嘴启闭与折向器启闭两套调节机构，以切断进入转轮的水流大小，调节机组发电功率。
[0003]现有技术中的喷嘴采用来自调速系统高压润滑油做动力源，驱动喷嘴内接力器动作，以切断或者连通提供给转轮的高速水流。喷嘴接力器设置在流道内，需要采用特殊的多道密封设计，避免油、水系统的相互渗漏。当密封结构损坏后，高压油会有渗漏到河流的风险。冲击式水轮机通常都是设置在高山峡谷地区，是各河流的发源地，污染的水流将对整个流域产生污染。随着越来越严格的环保需求，采用更加环保的结构将越来越迫切。
[0004]油压操作系统需要配套高压油系统，系统需要设置较大的油气操作罐，在罐中设置有占用较大空间比例的高压压缩气体，通过压缩空气的储能将油压控制在需求的压力范围内。由于系统压力油的消耗和高压油的泄漏，为保证油压在设计范围允许范围内，需配套空气泵与油泵系统。整个油压操作系统复杂，占用厂房空间大。油泵与气泵频繁启停也会产生噪音。
[0005]通过喷嘴接力器将喷针维持在确定位置，保证喷嘴口的开合大小一定。水流经过喷针时,会对喷针产生一个反向水推力，从而需要使用较大的活塞缸油压以平衡反向水推力。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种可方便对喷针位置进行准确控制的水操作冲击式水轮机双调机构。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]水操作冲击式水轮机双调机构，包括喷嘴主体，喷嘴主体外部连接有折向器接力器，折向器接力器的输出端连接有折向器；所述喷嘴主体内安装有活塞缸，活塞缸内安装有活塞，活塞上连接有活塞杆，活塞杆的另一端伸出活塞缸，活塞杆伸出活塞缸的一端连接有连接环，连接环垂直于活塞杆，连接环上固定有喷针，喷针从喷嘴主体的喷嘴口伸出。
[0009]活塞腔内充入高压液体时，活塞被推动，从而活塞杆推动连接环和喷针移动。流道内的高压水作用于连接环时，可对连接环产生朝向喷嘴口方向的力，则活塞受到的液压推力和连接环受到的高压水推力的合力平衡作用于喷针上的反向水推力。相应地，为将喷针维持的确定位置以控制喷嘴口的开合大小时，所需的推动活塞的液压推力减小，即可降低进入活塞腔的压力液体的压力。所需液压压力减小时，更方便对其压力进行控制，进而方便对喷嘴口开合大小的控制。并且，液压压力减小时，压力液体泄漏的风险降低，避免采用液压油作为压力液体时液压油泄漏对外部水体造成污染。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述活塞缸与喷嘴主体之间引入来自引水管道的高压
水，活塞与活塞缸之间引入来自引水管道再经过过滤器的水。本专利技术采用水作为活塞腔的压力液体，则即使压力液体泄漏也不会造成水体污染。操作水源取自引水管道压力水，操作压力随着电站水头升高而升高，可以使用较小的活塞尺寸满足控制要求，适应范围广泛。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述连接环上连接有导流环，导流环与连接环围成平压腔。导流环能阻挡水流，从而水流压力能充分作用于连接环上，使得作用于连接环上的压力能抵消部分作用于喷针上的反向水推力。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述活塞缸上连接有盖板，导流环套设于盖板内，盖板与活塞缸之间设置有用于容纳导流环(51)的环形腔。盖板对遮挡导流环的开口区域，从而喷嘴移动时，平压腔始终保持相对封闭状态，水流仅从盖板与导流环之间的间隙进入。平压腔内的水压能得到保持，保证连接环获得足够的推力。并且不破坏流道的连续性，不引起额外的能量损失。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述活塞杆上套设有套管和弹性平衡机构，套管的一端伸出活塞缸内，弹性平衡机构位于活塞与套管之间。当电站排水时，管道压力波动较大，为了保证可靠的关闭性能，喷嘴内部设置了弹性平衡机构，可以确保设备稳定的保持在关闭状态。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述弹性平衡机构包括依次连接的后弹簧托盘、平衡弹簧和前弹簧托盘，后弹簧托盘、平衡弹簧和前弹簧托盘均套设于活塞杆上，后弹簧托盘位于活塞与平衡弹簧之间，前弹簧托盘位于平衡弹簧与套管之间。弹簧可以平衡开关喷嘴时的操作力，使整个开关过程中，操作力保持稳定。为了提高弹簧的运动灵活性，弹簧两侧设置了前弹簧托盘和后弹簧托盘，以定位弹簧的安装位置。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述平衡弹簧包括若干碟簧，若干碟簧之间连接有弹簧定位环。喷嘴采用水平安装的工作方式，弹簧受重力作用会偏向一侧，而通过在碟簧之间设置弹簧定位环，避免了弹簧运动过程中出现卡阻。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述套管与活塞缸之间分别设置有活塞杆防沙密封件和活塞杆防水密封件。为了防止河流含沙水流进入喷嘴接力器内部，活塞杆上设置有防沙密封，防水密封。由于活塞操作动力来自引水管道的高压水流，水流经过过滤器后会损失部分能量，因此接力器内部水压力始终小于外部流道压力，此处仅需设置单向防水密封，不再需要油操作接力器的多道双向密封结构。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述活塞与活塞缸之间设置有刮泥板。活塞上两侧设置高硬度的聚氨酯刮泥板，活塞运动时可以将结垢杂质清除掉，避免磨损活塞密封。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述折向器接力器包括折向活塞缸，折向活塞缸固定于喷嘴主体外，折向活塞缸内设置有折向活塞，折向活塞上连接有折向活塞杆，折向活塞杆上套设有折向弹簧，折向弹簧设置于折向活塞与折向活塞缸之间；折向活塞缸的另一端伸出折向活塞缸，折向活塞杆伸出折向活塞缸的一端铰接连接杆，连杆的另一端铰接有折向器，折向器的中部铰接于喷嘴主体上，折向器上设置有用于对从喷嘴口喷出的水流进行导向的折向板；所述折向活塞与折向活塞缸之间引入来自引水管道再经过过滤器的水。
[0019]将高压液体通入折向活塞腔，则折向活塞推动折向活塞杆移动。折向活塞杆推动连接杆移动，则连接杆推动折向器转动，折向器上的折向板调节到确定角度，以将喷嘴喷出的水流导向转轮。采用来自引水管道再经过过滤器的水作为折向活塞腔的压力液体，则即
使压力液体泄漏也不会造成水体污染。操作水源取自引水管道压力水，操作压力随着电站水头升高而升高，可以使用较小的活塞尺寸满足控制要求，适应范围广泛。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]1.本专利技术的平压腔处受到的水推力能抵消部分喷针受到的反向水推力，则调节喷针位置时所需的推动活塞的液压推力相应减小，即可降低进入活塞腔的压力液体的压力，方便控制喷针。并且，液压压力减小时，压力液体泄漏的风险降低，避免采用液压油作为压力液体时液压油泄漏对外部水体造成污染。
[0022]2.本专利技术采用水作为喷嘴接力器和折向器接力器的压力液体，则即使压力液体泄漏也不会造成水体污染。操作水源取自引水管道压力水，操作压力随着电站水头升高而升高，可以使用较小的活塞尺寸满足控制要求，适应范围广泛。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水操作冲击式水轮机双调机构，包括喷嘴主体(1)，喷嘴主体(1)外部连接有折向器接力器(2)，折向器接力器(2)的活塞杆连接有折向器(3)；其特征在于：所述喷嘴主体(1)内安装有活塞缸(4)，活塞缸(4)内安装有活塞(41)，活塞(41)上连接有活塞杆(42)，活塞杆(42)的另一端伸出活塞缸(4)，活塞杆(42)伸出活塞缸(4)的一端连接有连接环(5)，连接环(5)垂直于活塞杆(42)，连接环(5)上固定有喷针(6)，喷针(6)从喷嘴主体(1)的喷嘴口伸出。2.根据权利要求1所述的水操作冲击式水轮机双调机构，其特征在于：所述活塞缸(4)与喷嘴主体(1)之间引入来自引水管道的高压水，活塞(41)与活塞缸(4)之间引入来自引水管道再经过过滤器的水。3.根据权利要求1所述的水操作冲击式水轮机双调机构，其特征在于：所述连接环(5)上连接有导流环(51)，导流环(51)与连接环(5)围成平压腔。4.根据权利要求3所述的水操作冲击式水轮机双调机构，其特征在于：所述活塞缸(4)上连接有盖板(52)，导流环(51)套设于盖板(52)内，盖板(52)与活塞缸(4)之间设置有用于容纳导流环(51)的环形腔。5.根据权利要求1所述的水操作冲击式水轮机双调机构，其特征在于：所述活塞杆(42)上套设有套管(7)和弹性平衡机构(8)，套管(7)的一端伸出活塞缸(4)内，弹性平衡机构(8)位于活塞(41)与套管(7)之间。6.根据权利要求5所述的水操作冲击式水轮机双调机构，其特征在于：所述弹性平衡机构(8)包括依次连接的后弹簧托盘(81)、平衡弹簧(82...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊建军，凡家异，宋敏，曾明富，梁权伟，李邦明，熊欣，吕博儒，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：发明
国别省市：