一種水力自控單向逆止翻板機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水力自控單向逆止翻板機構。為簡單方便地實現(xiàn)水電站調壓室單向逆止阻抗孔水流單向逆止，加速衰減水壓波動的目的。所述水力自控單向逆止翻板機構包括設置在調壓室蓋板上的埋件、支鉸座、翻板結構、緩沖裝置等結構。埋件用于支鉸座與混凝土制調壓室蓋板的固定，支鉸座與翻板結構鉸接，并固定在單向逆止阻抗孔的一側；翻板結構利用杠桿原理，在阻抗孔一側設翻板，另一端設平衡裝置，利用調壓室向上或向下水流水壓變化引起的水壓差實現(xiàn)機構的翻轉，使翻板與調壓室蓋板貼合或分離而實現(xiàn)單向逆止阻抗孔的關閉或打開。本實用新型利用水力自動控制單向逆止阻抗孔的打開或關閉，結構簡單、安全可靠。
【專利說明】一種水力自控單向逆止翻板機構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水力自控單向逆止翻板機構，屬于水電站調壓室水位波動消能領域。

【背景技術】
[0002]在我國具有低水頭、大流量、長輸水系統(tǒng)特點的水電站中，按照DL/T5058-1996《水電站調壓室設計規(guī)范》中推薦的托馬公式計算，調壓室穩(wěn)定斷面面積非常大。修建如此大面積的調壓室，不僅工程量大，施工困難，而且對調壓室至廠房段的邊坡穩(wěn)定不利，需要較大的防護加固工程量。由于此類水電站正常運行時可能發(fā)生較小的突然性負荷變化，水輪機引用流量的改變將引起調壓室水位的波動，如果調壓室過小，則對水壓波動難以盡快衰減至穩(wěn)定狀態(tài)，還會增大蝸殼最大壓力和機組最大轉速上升率，不利于機組調度運行。因此行業(yè)中又提出在小面積調壓室上設置單向逆止阻抗孔，以實現(xiàn)阻抗模式加速衰減水壓波動的目的，然而，要實現(xiàn)流經(jīng)阻抗孔的水流單向逆止的關鍵在于尋找到一種依靠水壓差變化自動、靈活、可靠的開關機構，水力自動控制翻板機構正是在這種背景下設計完成的。
[0003]要實現(xiàn)單向逆止功能，則需要在機組水流向調壓室上部涌時阻抗孔保持打開狀態(tài)，而在水流向下時保證阻抗孔自動關閉。因此實際能實現(xiàn)這種功能的機構很多，可以是機械式、電動式、液壓式或百葉式結構，但由于這種機構的運行環(huán)境是長期處于水中，檢修和更換都非常困難，因此電動或液壓式很難保證其安全、可靠穩(wěn)定運行，而且結構復雜，布置起來很困難，百葉式在高水頭作用下強度上很難保證。
實用新型內容
[0004]為解決水電站調壓室單向逆止采用電動或液壓式機構很難保證其安全、可靠穩(wěn)定運行，且結構復雜等問題，本實用新型提供了一種水力自控單向逆止翻板機構，該翻板機構采用機械式杠桿結構，利用水力自動控制，結構簡單實用，可以自動、靈活、可靠地實現(xiàn)水流的單向逆止。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]一種水力自控單向逆止翻板機構，其結構特點是，水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，包括設置在調壓室蓋板上的支鉸座，該支鉸座位于單向逆止阻抗孔的一側；所述支鉸座與一杠桿鉸接，該杠桿的一端裝有翻板，另一端具有平衡裝置；所述杠桿相對支鉸座轉動過程中使翻板與調壓室蓋板貼合或分離而實現(xiàn)單向逆止阻抗孔的關閉或打開。
[0007]由此，支鉸座與翻板鉸接，并固定在單向逆止阻抗孔的一側；翻板結構利用杠桿原理，在阻抗孔一側設翻板，另一端設平衡裝置，利用調壓室向上和向下水流水壓變化引起的水壓差實現(xiàn)機構的翻轉，使翻板與調壓室蓋板貼合或分離而實現(xiàn)單向逆止阻抗孔的關閉或打開。
[0008]以下為本實用新型的進一步改進的技術方案:
[0009]為了提高連接的可靠性，所述調壓室蓋板內設有埋件，所述支鉸座與所述埋件固定相連。
[0010]為了對翻板起緩沖保護作用，所述單向逆止阻抗孔上下游側固定有緩沖墊，該緩沖墊在翻板與調壓室蓋板貼合時位于翻板與調壓室蓋板之間。
[0011]作為一種具體的固定形式，所述緩沖墊通過壓板固定在調壓室蓋板上；所述壓板與埋件固定相連。
[0012]為了防止緩沖墊損壞后進入機組內和減緩翻板機構往復擺動對調壓室蓋板的沖擊，作為另一種緩沖墊的結構形式，所述支鉸座內設有緩沖墊，該緩沖墊位于杠桿下方，由此，杠桿擺動過程中，緩沖墊可以對杠桿起到緩沖和限位作用，減緩沖擊。
[0013]所述支鉸座的緩沖墊的最大壓縮量為2mnT5mm。
[0014]所述緩沖墊為緩沖橡皮。
[0015]為了調節(jié)使翻板機構動作所需的水壓差大小，所述平衡裝置為設置在杠桿另一端的平衡重錘。
[0016]本實用新型的技術原理是:根據(jù)水電站調壓室蓋板單向逆止孔面積大小設計相應翻板機構，翻板機構布置在單向逆止孔上，依靠翻板結構的開關控制單向逆止孔的打開和關閉，當機組甩負荷時，來自機組方向引水隧洞水流涌向調壓井上部，形成向上的水壓，利用水壓使翻板結構打開；當水流回落時，上部回水形成向下的水壓，翻板結構關閉并阻礙水流流動，從而達到水壓波動衰減。平衡重錘主要調節(jié)使翻板機構動作所需的水壓差大小，支鉸座用于翻板結構和平衡重錘翻轉時的支撐。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型利用水力自動控制單向逆止阻抗孔的打開或關閉，結構簡單、安全可靠。
[0018]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一個實施例的結構原理圖(翻板關閉狀態(tài));
[0020]圖2是圖1中翻板開啟的狀態(tài)示意圖；
[0021]圖3是圖1的俯視圖。
[0022]圖4是本實用新型整體位于調壓室內的布置圖；
[0023]圖5是本實用新型一個實施例的結構原理圖(翻板關閉狀態(tài));
[0024]圖6是圖5中翻板開啟的狀態(tài)示意圖。
[0025]在圖中
[0026]1-平衡重錘； 2-支鉸座； 3-翻板；4-埋件； 5，12-緩沖墊；6-壓板；7-杠桿；8-調壓室蓋板；9-單向逆止阻抗孔；10-自由孔；11-翻板機構。

【具體實施方式】
[0027]應用實例
[0028]中國西南某水電站，裝機容量2 X 50麗，多年平均年發(fā)電量4.025億kW*h。電站引水系統(tǒng)由進水口、有壓引水隧洞、調壓室及壓力管道等組成。進水口布置于江左岸，采用“正向泄洪排沙，側向取水”的布置型式，設置4孔攔污柵和I孔事故檢修閘門。調壓室以前壓力引水道長6901m，平均縱坡i=3.318%。，引水道斷面為圓形，內徑9.5m,設計引用流量247.0m3/s，全線采用鋼筋混凝土襯砌。
[0029]調壓室采用水室式，引水隧洞與調壓室上室間采用圓形豎井連接，調壓室上室底部高程845.50m，按DL/T5058-1996《水電站調壓室設計規(guī)范》中推薦的托馬公式計算，調壓室穩(wěn)定斷面面積為1554m2 (直徑44.5m圓斷面面積)。為了保證調壓室至廠房處的邊坡安全、節(jié)約工程投資、降低施工難度，根據(jù)調壓室設置位置處的地形地質條件，調壓室采用僅設置上室的水室式方案，引水隧洞與調壓室上室間采用豎井連接，豎井直徑20.0m。
[0030]電站于2013年12月28日開始兩臺機組投入運行以來，發(fā)現(xiàn)運行過程中存在如下問題:機組帶負荷運行時蝸殼水壓波動較大，負荷調整時特別明顯，蝸殼水壓波形時有出現(xiàn)逐漸增大并產(chǎn)生水壓震蕩現(xiàn)象，蝸殼水壓振幅最大達到0.20MPa左右，周期6 min?8min，并有導葉全關后水壓仍繼續(xù)震蕩較長時間，甚至達5小時以上的現(xiàn)象；導葉切至手動狀態(tài)，固定導葉開度不變的情況下，水壓及負荷波動會逐漸衰減至穩(wěn)定狀態(tài)。
[0031]通過對存在問題進行分析，認為本電站具有低水頭、大流量、長輸水系統(tǒng)特點，水電站正常運行時可能發(fā)生較小的突然性負荷變化，水輪機引用流量的改變將引起調壓室水位的波動，利用現(xiàn)有調壓室對水壓波動難以盡快衰減至穩(wěn)定狀態(tài)，不利于機組調度運行。
[0032]為了使調壓室水位波動快速的衰減，在設置阻抗孔的同時，還必須將調壓室面積擴大的非常大，這樣會增加大量的工程投資。為此考慮一種加快水位波動衰減的新型阻抗孔:單向逆止阻抗孔，即將阻抗孔設置成多個小的阻抗孔，其中的一個是雙向過水，另一些孔是單向逆止的(即水流只能流入不能流出)。在單向逆止孔上布置水力自控的翻板機構，依靠翻板結構的開關控制單向逆止孔的打開和關閉。
[0033]如圖1所示，所述水力自控單向逆止翻板機構包括設置在調壓室蓋板8上的支鉸座2，該支鉸座2位于單向逆止阻抗孔9的一側，所述埋件4用于支鉸座2與混凝土制調壓室蓋板8的固定，支鉸座2與翻板結構鉸接，并固定在單向逆止阻抗孔的一側；翻板結構利用杠桿原理，在阻抗孔9 一側設翻板3，另一端設平衡裝置I，利用調壓室向上和向下水流水壓變化引起的水壓差實現(xiàn)機構的翻轉，使翻板3與調壓室蓋板8貼合或分離而實現(xiàn)單向逆止阻抗孔9的關閉或打開。由此，如圖2所示，當機組甩負荷時，來自機組方向引水隧洞水流涌向調壓井上部，形成向上的水壓，在水壓作用下翻板結構打開；當水流回落時，上部回水形成向下的水壓，在水壓作用下翻板結構關閉并阻礙水流流動，從而達到水壓波動衰減。
[0034]通過水工模型試驗驗證，翻板機構在上下水壓變化下能自動、靈活、可靠翻轉，實現(xiàn)對水流的單向逆止消能。解決了由于調壓井面積過小消能緩慢而危機機組安全運行問題，保障了電站安全穩(wěn)定運行。
[0035]當然，支鉸座2內也設有緩沖墊12，該緩沖墊12位于杠桿7下方，在杠桿擺動過程中，緩沖墊可以起到緩沖作用，避免重錘I和翻板3對調壓室蓋板8進行剛性沖擊，最好地，緩沖墊12設置后，其被杠桿7壓縮的最大壓縮量為4_為宜。緩沖墊12設置在支鉸座2內，同時也避免了損壞后的緩沖墊以及用于固定緩沖墊的零件通過流道進入機組，影響機組運行安全。
[0036]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，包括設置在調壓室蓋板(8)上的支鉸座(2)，該支鉸座(2)位于單向逆止阻抗孔(9)的一側；所述支鉸座(2)與一杠桿(7)鉸接，該杠桿(7)的一端裝有翻板(3)，另一端具有平衡裝置；所述杠桿(7)相對支鉸座(2)轉動過程中使翻板(3)與調壓室蓋板(8)貼合或分離而實現(xiàn)單向逆止阻抗孔(9)的關閉或打開。
2.根據(jù)權利要求1所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述調壓室蓋板(8)內設有埋件(4)，所述支鉸座(2)與所述埋件(4)固定相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述單向逆止阻抗孔(9)上下游側設有緩沖墊(5)，該緩沖墊(5)在翻板(3)與調壓室蓋板(8)貼合時位于翻板(3)與調壓室蓋板(8)之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述緩沖墊(5)通過壓板(6)固定在調壓室蓋板(8)上；所述壓板(6)與埋件(4)固定相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述支鉸座(2)內設有緩沖墊(12 )，該緩沖墊(12 )位于杠桿(7 )下方。
6.根據(jù)權利要求5所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述支鉸座(2)的緩沖墊(12)的最大壓縮量為2mnT5mm。
7.根據(jù)權利要求3或4所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述緩沖墊(5)為緩沖橡皮。
8.根據(jù)權利要求1飛之一所述的水力自控單向逆止翻板機構，其特征在于，所述平衡裝置為設置在杠桿(7)另一端的平衡重錘(I )。
【文檔編號】E02B8/06GK203960825SQ201420388865
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】廖玉海, 許勇剛 申請人:中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司