专利名称：水轮机及其压力水管的保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于避免由于水轮机导叶突然启闭产生的水锤给水轮机和压力水管带来损害的保护装置。
现有技术的水轮机及其压力水管的保护装置有两种。一种是开敞式建筑调压室，即调压室的顶部与大气相通。这种调压室也称为常规调压室，如目前世界各国绝大多数水电站所采用的调压井和调压塔即属于这种调压室。另一种是封闭式建筑调压室，即调压室的顶部是密闭的，与大气隔绝。这种调压室也称为气垫式调压室。作为水轮机及其压力水管保护装置的这两种调压室，其共同不足的地方是体积庞大，工程投资高，施工困难，工期长。
本实用新型的目的是避免已有技术的不足之处，而提供一种体积小、投资费用低、施工方便、工期短，能有效地保护水轮机及其压力水管免遭水锤冲击破坏作用的保护装置。
本实用新型的目的是通过采取以下技术措施来实现的。保护装置包括有密闭容室和将密闭容室与压力水管连通的接管，密闭容室为能承受一定压力的压力容器，压力容器与压力水管之间的接管至少为一个，整个接管的通流面积不小于压力水管的通流面积的2/3，压力容器的上部设置有与调压空间相沟通的气体调压阀。接管的通流面积直接关系到整个装置对水轮机及其压力水管免遭水锤冲击破坏作用的保护效果。适当地增大连接管的通流面积是有益的。为了确保连接管的通流面积，在压力容器与压力水管之间可以设置不止一个的连接管，根据情况可以设置二个接管、三个接管或更多。连接管的长度对装置的保护效果也有影响，接管的长度宜短不宜长。因此，作为保护装置主体的压力容器应前置在靠近水轮机来水入口处。压力容器上部设置的气体调压阀，将压力容器内的气体与调压空间的气体沟通。调压空间可以是有一定压力的密闭空间，也可以是大气空间。调压阀为自动调压阀，调压阀可以是重力式的、弹簧式的、电动式的或其它形式的。调压阀可以是单向的，也可以是双向的。如果是单向的，应方向相反地分别安置两组调压阀。调压阀的作用是，当水轮机导叶突然关闭时，水迅速地进入压力容器，容器内的气体被压缩，压力升高，当其压力升高到某一特定值时，即比调压室空间的气体压力还高一定的值时，调压阀自动开启，容器内的气体进入调压空间，水继续进入压力容器。而当水轮机导叶突然开启时，压力容器内的水在其位能和上部压缩气体的压力作用下补充到压力水管，进入水轮机，压力容器内的水位降低到一定程度时，即其上部空间的气体压力降低到某一特定值时，调压阀自动开启，调压空间的气体进入压力容器，从而使容器内的水继续补充到压力水管，进入水轮机。
为了更好地实现本实用新型的目的，压力容器的上部还设置有通入压力气体的连接管。给压力容器通入压力气体是为了调节压力容器内的液位。压力气体的进口连接管与压力气源连接。向压力容器适时通入压缩气体，可以采取人工操作，或半人工操作，也可以采取全自动操作。在压力容器上还设置液位传感器。当采取全自动操作时，传感器的信号输出端与计算机的输入端连接，压力气体的进口连接管与压力气源的通断由计算机控制切换。
本实用新型与已有技术相比，具有以下比较突出的优点1.由于本实用新型的设计思想新颖，结构巧妙，使得本实用新型的体积大大减小，其体积大约只有开敞式建筑调压室保护装置的1/3～1/5，即缩小了2/3～4/5。从而可节约大量工程投资。
2.由于本实用新型可设置在近靠水轮机入口处的压力水管上，使全部的压力水管都受到了防止水锤的保护，特别是接近水轮机入口处而最容易遭受水锤破坏的压力水管受到了保护。因而比现有技术的调压室更能全面地保护压力水管。因此，如在水电站采用本实用新型作为水轮机及其压力水管的保护装置，可以不使用价格昂贵的压力钢管，或使压力钢管的壁厚变薄，节约投资，或可选择恰当的引水隧洞走线，使线路总长度变短，或避开工程地质条件差的地段，也可节约投资。
3.本实用新型所有部件或大部分部件均可在工厂予先加工好，在现场组装，比现有技术的调压室大大减少土建工程量，因而可使现场施工工期大为缩短。同时施工方便、施工安全。
4.由于本实用新型所有部件或大部分部件均可在工厂加工好，并可方便地在工场进行测试检验，当检验合格后才交付使用；同时装置上设置有安全自动保护装置；整个装置现场组装好后可方便地进行现场测试检验，合格后才投入使用；因而可确保工程安全。
5.在水电工程建设中易于推广应用，有显著的经济效益和社会效益。
附图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图。
下面结合着
给出一个实例，并对本实用新型做进一步的详细描述。
实施例，如附图1所示。作为水轮机及其压力水管保护装置主体的压力容器(3)，通过连接管(2)与压力水管(1)接通。连接管的直径与压力水管的直径相同。压力容器上部空间的气体压力调节过程如下当水轮机导叶突然关闭时，水流入压力容器，其上部空间的气体被压缩，压力升到一定值时，泄气阀(4)打开，压力容器内部份气体泄出，同时水继续流入压力容器。当压力容器内的压力低于一定值时，泄气阀(4)又关上。经过泄气阀的数次启闭，水体稳定下来，同时压力水管所受压力被控制在允许范围内。当水轮机导叶突然开启时，水流出压力容器，补充供水，同时当压力容器上部空间的气体压力降到一定程度时，补气阀(5)打开，气体进口压力容器的上部空间。使水能继续流出，当水流逐渐稳定下来以后，压力容器内气压又把补气阀关上。同时压力水管及水轮机都受到保护，即其所受压力也被控制在允许范围内。
压力容器上部还设有通入压力气体的接管(6)，压力气体进入接管通过开关(7)与压力气源(8)连接。在压力容器底部设置有液位测量传感器(11)，传感器的信号输出端与计算机(10)的信号输入端连接。计算机根据传感器测得的压力容器内的液位，控制驱动机构(9)，带动开关(7)，以便为压力容器补气。控制液位下降。以保证整个保护装置连续可靠安全地工作。
本实用新型不限于使用在以水轮机为能量转换机的情况，也可使用在长距离输送液体的管路中，降低管路闸门突然启闭引起的锤击压力，以保护管路。
本实用新型也不限于实施例所描述的形式，根据其揭示的原理还可设计成其他形式。
权利要求1.一种水轮机及其压力水管的保护装置，包括密闭容室和将密闭容室与压力水管连通的接管，其特征是密闭容室为压力容器(3)，压力容器与压力水管(1)之间的接管(2)至少设置一个，接管的通流面积不小于压力水管通流面积的2/3，压力容器的上部设置有与调压空间沟通的气体调压阀(4)、(5)。
2.根据权利要求1所述的水轮机及其压力水管保护装置，其特征是压力容器的上部还设置有通入压力气体的接管(6)。
3.根据权利要求2所述的水轮机及其压力水管保护装置，其特征是压力容器上设置有液位测量传感器(11)，传感器的信号输出端与计算机(10)的输入端连接，压力气体进口接管(6)与压力气源(8)的通断由计算机控制。
专利摘要本实用新型是一种水轮机及其压力水管的保护装置，用于水电站和其它长管道输送液体的工程中。保护装置包括有压力容器和将压力容器与压力水管接通的连接管，压力容器的上部设置有将压力容器上部空间与调压空间沟通的气体调压阀。用本实用新型取代现有技术的建筑调压室保护装置，能使水轮机及其压力水管受到全面有效的保护，体积小，能节约大量的工程投资，且便于施工，缩短工期，确保水轮机及其压力水管的安全。
文档编号F03B11/00GK2262107SQ9522965
公开日1997年9月10日 申请日期1995年12月22日 优先权日1995年12月22日
发明者何人杰, 王素君 申请人:四川联合大学