一种导水机构保护装置的制作方法

1.本发明涉及水轮发电机技术领域，尤其涉及一种导水机构保护装置。


背景技术：

2.目前，水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出，是水电站生产电能的主要动力设备。
3.水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率，为保证频率的稳定，必须稳定转子的转速。为了稳定转速，可采用闭环控制，即将发出的交流电的频率信号采样，并将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中，去控制水轮机的输出功率，通过反馈控制原理，就可以让发电机的转速稳定。因此导水机构控制导叶的开合角度，主要作用是调节流量，形成和改变进入转轮水流的环量，保证水轮机具有良好的水力特性和稳定性。
4.目前，水轮发电机组导水机构多使用旋套拉断销作为其导水机构的保护装置，其工作原理是在导叶减小开度或关闭过程中，若有异物卡在相邻导叶之间，被卡导叶同时受导叶臂传递的力和异物的阻力同时增大，增大至某一设定值时，拉断销被拉断，对应的导叶随即脱离传动系统，不会影响其余导叶关闭，保证机组正常关机，以这种旋套拉断销结构作为保护装置，存在以下缺点：
5.1.拉断销是一次性的，关机后需要更换，且需要人工对导叶进行复位。
6.2.拉断销被拉断时，对应的导叶因为失去控制而在水流中自由摆动，可能与相邻导叶碰撞而导致拉断销拉断，容易造成更大的故障和事故。
7.因此需要一种可以解决上述问题的一种导水机构保护装置。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种导水机构保护装置，本发明中的连板a与连板b可以在连接销上进行转动，使弹簧连杆机构整体长度缩短，弹簧拉长，可以使与弹簧连杆机构相连的导叶臂脱离导水机构传动系统，从而可以使导叶关闭，由于脱离导水机构传动系统的导叶臂仍被弹簧连杆机构拉住，因此不会随意摆动，从而可以避免相邻导叶也出现故障，当导叶障碍物排除后，弹簧连杆的连板a、连板b可以随着弹簧的收缩自动复位，无需人工复位导叶，也不需要停机更换零件。
9.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种导水机构保护装置，包括导叶、导叶臂、弹簧连杆机构与控制环耳柄，所述导叶臂连接在所述弹簧连杆机构的一端，所述导叶连接在导叶臂的下端，所述控制环耳柄连接在所述弹簧连杆机构的另一端；
10.所述弹簧连杆机构包括连杆、螺柱与弹簧，所述连杆由连板a与连板b组成，所述连板a与连板b之间通过连接销相互连接，所述螺柱设置有两条，其中一条螺柱固定连接在所述连板a的上端，另一条螺柱固定连接在所述连板b的上端，所述弹簧固定连接在两条螺柱之间；
11.所述导叶臂设置在所述连板a的一侧，所述导叶臂与所述连板a之间通过偏心销b相互连接，在所述偏心销b的上端设置有压盖a，压盖a与所述偏心销b的顶部相互紧贴，所述压盖a与所述连板a之间通过螺栓b相互固定，所述导叶臂的上端设置有端盖，所述导叶臂与端盖之间通过螺栓f相互固定连接；
12.所述控制环耳柄设置在所述连板b的一侧，在所述控制环耳柄的一侧固定连接有控制环，所述控制环耳柄与所述连板b之间通过偏心销a相互连接，在所述偏心销a的上端设置有压盖b，压盖b与所述偏心销a的顶部相互紧贴，所述压盖b与所述连板b之间通过螺栓d相互固定连接。
13.进一步，所述导叶臂与所述端盖之间设置有止动板，止动板贯穿过所述端盖并与所述导叶臂之间相互固定连接，所述止动板与所述端盖之间相互焊接。
14.进一步，所述止动板的上端固定连接有分瓣键，在所述分瓣键的一侧设置有锁板，锁板与所述分瓣键之间相互插接，锁板与所述端盖之间相互固定连接。
15.进一步，两个所述螺柱上均固定连接有钩板，所述弹簧的一端与钩板之间相互固定连接。
16.进一步，所述螺柱的上端设置有螺母b，螺母b与所述螺柱之间通过螺纹旋接，在所述螺母b与钩板之间设置有垫圈a。
17.进一步，所述连接销外套设有轴套，在所述连接销的上端设置有压板，压板与所述连板b之间通过螺栓c相互固定连接，在所述螺栓c上套设有垫圈b。
18.进一步，所述连板b的上安装有螺栓e，螺栓e通过螺母c与所述连板b之间相互固定，所述螺栓e插入至所述连板b的内部并与所述连板a之间相互紧贴。
19.进一步，所述偏心销a与所述偏心销b外均套设有自润滑关节轴承与轴用挡圈。
20.本发明的优点在于：本发明提供了一种导水机构保护装置，本发明具有以下优点：
21.本发明包括导叶臂、弹簧连杆机构与控制环耳柄，导叶臂连接在弹簧连杆机构的一端，所述控制环耳柄连接在所述弹簧连杆机构的另一端，弹簧连杆机构包括连板a、连板b、螺柱与弹簧，可以通过控制环耳柄将力作用到弹簧连杆机构，弹簧连杆机构可以将力作用到导叶臂，导叶臂带动导叶运动，当导水机构正常运行时，连板a与连板b处于正常位置，即随导叶一起运动，当障碍物卡住导叶，使导水机构中的导叶运动受阻时，连板a与连板b的两端受力会瞬间增大，当超过拉伸弹簧动作设定值时，连板a与连板b可以克服弹簧拉力及摩擦力，连板a与连板之间通过连接销连接，连板a与连板可以在连接销上进行转动，使弹簧连杆机构整体长度缩短，弹簧拉长，可以使与弹簧连杆机构相连的导叶臂脱离导水机构传动系统，从而可以使导叶关闭，由于脱离导水机构传动系统的导叶臂仍被弹簧连杆机构拉住，因此不会随意摆动，从而可以避免相邻导叶也出现故障，当导叶障碍物排除后，弹簧连杆的连板a、连板b可以随着弹簧的收缩自动复位，无需人工复位导叶，也不需要停机更换零件。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明的主视结构示意图；
24.图2为本发明的俯视结构示意图；
25.图3为本发明的装配结构示意图；
26.图4为本发明中弹簧连杆机构的工作状态示意图；
27.图5为图1的局部放大结构示意图；
28.其中：
29.1、螺栓a；
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2、螺母a；
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3、连板a；
30.4、螺栓b；
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5、压盖a；
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6、钩板；
31.7、螺母b；
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8、垫圈a；
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9、螺柱；
32.10、弹簧；
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11、轴套；
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12、连接销；
33.13、压板；
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14、螺栓c；
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15、垫圈b；
34.16、连板b；
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17、螺栓d；
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18、自润滑关节轴承；
35.19、螺母c；
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20、螺栓e；
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21、导叶臂；
36.22、端盖；
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23、螺栓f；
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24、调整螺栓；
37.25、止动板；
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26、分瓣键；
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27、锁板；
38.28、轴用挡圈；
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29、偏心销a；
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30、控制环耳柄；
39.31、垫圈c；
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32、螺母d；
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33、偏心销b；
40.34、压盖b；
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35、导叶；
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36、控制环。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例1：
44.图1为本发明的主视结构示意图，图2为本发明的俯视结构示意图，图3为本发明的装配结构示意图，图5为图1的局部放大结构示意图，如图1，图2，图3与图5所示的一种导水机构保护装置，包括导叶35、导叶臂21、弹簧连杆机构与控制环耳柄30，所述导叶臂21连接在所述弹簧连杆机构的一端，所述导叶35连接在导叶臂21的下端，所述控制环耳柄30连接在所述弹簧连杆机构的另一端；本发明中的弹簧连杆机构包括连杆、螺柱9与弹簧10，所述
连杆由连板a3与连板b16组成，本发明中的连杆具有一定的刚度，当连杆受力产生折弯变形时，不会影响其他导叶35的运动，当连杆受力减小到一定值时，连杆复位成直杆状态，在弹簧连杆机构中间设置连接销12可以使弹簧连杆机构产生折弯变形，通过弹簧10可以实现弹簧连杆机构的自动复位，这个为了使连杆折弯方向可控，连杆上的销孔偏心设置，连杆弹簧10有预紧力，受水的冲击力不会导致连杆产生弯曲。
45.本发明中的连板a3与连板b16之间通过连接销12相互连接，在连接销12外套设有轴套11，在所述连接销12的上端设置有压板13，压板13与所述连板b16之间通过螺栓c14相互固定连接，可以实现连接销12的周向固定，连接销12与连板a3、连板b16之间可以实现周向运动，在所述螺栓c14上套设有垫圈b15，所述螺柱9设置有两条，其中一条螺柱9固定连接在所述连板a3的上端，另一条螺柱9固定连接在所述连板b16的上端，所述弹簧10固定连接在两条螺柱9之间，在两条螺柱9上均固定连接有钩板6，所述弹簧10的一端与钩板6之间相互固定连接，所述螺柱9的上端设置有螺母b7，螺母b7与所述螺柱9之间通过螺纹旋接，在所述螺母b7与钩板6之间设置有垫圈a8，本发明中的弹簧连杆机构的作用在于：起到了传递力的作用，可以将控制环36的力传递给导叶臂21，从而实现导叶35的开关，当导叶35被卡时，可以使导叶35脱离控制系统，不影响其他导叶35的运动；本发明中的弹簧连杆机构的作用还在于：可以使脱离控制系统的导叶35受控，不能自由转动，避免碰撞其他导叶35，当异物清除后，导叶35可以实现自动复位，无需人为干涉，也无需更换零件。
46.本发明中的导叶臂21设置在所述连板a3的一侧，所述导叶臂21与所述连板a3之间通过偏心销b33相互连接，在所述偏心销b33的上端设置有压盖a5，压盖a5与所述偏心销b33的顶部相互紧贴，所述压盖a5与所述连板a3之间通过螺栓b4相互固定，所述导叶臂21的上端设置有端盖22，所述导叶臂21与端盖22之间通过螺栓f23相互固定连接，在导叶臂21的上端设置止动板25，止动板25贯穿所述端盖22并与所述导叶臂21之间相互固定连接，所述止动板25与所述端盖22之间相互焊接，在止动板25的上端固定连接有分瓣键26，在所述分瓣键26的一侧设置有锁板27，锁板27与所述分瓣键26之间相互插接，锁板27与所述端盖22之间相互固定连接。
47.本发明中的控制环耳柄30设置在所述连板b16的一侧，所述控制环耳柄30与所述连板b16之间通过偏心销a29相互连接，在所述偏心销a29的上端设置有压盖b34，压盖b34与所述偏心销a29的顶部相互紧贴，所述压盖b34与所述连板b16之间通过螺栓d17相互固定连接，在偏心销a29与所述偏心销b33外均套设有自润滑关节轴承18,本发明在连板b16上安装有螺栓e20，螺栓e20通过螺母c19与所述连板b16之间相互固定，所述螺栓e20插入至所述连板b16的内部并与所述连板a3之间相互紧贴，当连杆处于直线状态时，螺栓e20可以顶住连板a3，实现对连板a3限位的作用,可以防止连杆受到弹簧10预紧力时产生弯折。
48.本发明在使用时，水轮发电机组可以通过控制环36带动控制环耳柄30，控制环耳柄30可以带动连板b16进行运动，连板b16可以带动连板a3进行转动从而使导叶臂21进行旋转，导叶臂21可以带动导叶35旋转，从而实现导叶35开度调整，本发明可以通过弹簧10装卸工具将弹簧10拉伸到预定长度，弹簧10固定安装在两条螺柱9之间，并用螺母b7、垫圈a8拧紧固定；连板a3通过偏心销b3与导叶臂21连接，连板a3通过垫圈c31、螺母d32与导叶臂21之间相互紧固，为了减小装配难度，在偏心销a29与偏心销b33上均安装有自润滑关节轴承18，并通过轴用挡圈28挡住偏心销a29与偏心销b33，通过压盖压住自润滑关节轴承18，防止动
作过程中自润滑关节轴承18脱出；本发明中的导叶臂21的与导叶35轴头装配，端盖22通过螺栓f23与导叶臂21装配用调整螺栓24调整好导叶35角度与高度后打入分瓣键26，插入锁板27并点焊止动板25，导叶35可以随导叶臂21的转动而转动。
49.图4为本发明中弹簧连杆机构的工作状态示意图，如图4所示，当有异物卡在相邻导叶35之间时，连板a3与连板b16两端力增大，当超过设定值时，连杆(连板a3、连板b16)在连接销12处向外打开，当水轮发电机关机时控制环耳柄30可以通过偏心销a29将力传递给连板b16，没有受到其他外力干预时弹簧连杆机构可以起到普通连杆的作用，当有异物卡在相邻导叶35之间时，由于导叶35与导叶臂21被分瓣键26锁死，导致导叶臂21不能转动，此时控制环耳柄30的力作用到连板b16，导叶臂21的力同时作用到连杆，连板a3、连板b16与连接销12之间形成一个受力三角形，本发明中的控制环36可以由外部设置的接力器提供动力，可以使控制环耳柄30进行横向运动，增加弹簧10的受力，当超过设置的弹簧10预紧力时，连板a3与连板b16在连接销12处产生折弯，这样被卡导叶35脱离控制系统，其他导叶35正常运动，导叶臂21的自由度受控，由于偏心销b33的设置，导叶臂21可以小幅度的摆动，当异物清除后受弹簧10的力，连板a3、连板b16回位，带动导叶臂21复位。
50.本发明有效的解决了由于流域异物卡住导叶35造成导叶35动作异常，弹簧10连杆的使用能使动作异常的导叶35从控制系统中分离出来，不影响其他导叶35正常运动，同时，脱离出来的导叶35不会自由摆动，造成进一步的故障扩大，且异物清除后，受弹簧10作用力的影响，导叶35会自动复位，转动到与其他导叶35相同的角度，当导叶35障碍物排除后，弹簧10连杆的连板a3、连板b16可以随着弹簧10的收缩自动复位，无需人工复位导叶35，也不需要停机更换零件。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。