一种水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统的制作方法

本实用新型属于水力电力系统检修装置领域，涉及一种水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测技术，尤其是针对大中型水轮机用大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统。

背景技术：

在水力发电厂中，水轮机一般在水轮发电机组处于30％～60％额定出力工况时容易在尾水管内发生水流涡带，引起空腔汽蚀和机组振动，因此需要一种设备消除水流涡带，这个设备就是水轮机大轴补气阀。水轮机大轴补气阀的作用，就是在水轮发电机组出现不稳定工况时，补入空气，增加水的弹性，改善机组的运行条件。同时，由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导至水轮机紧急关闭时，由于尾水管内产生负压水击，下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。

水轮机大轴补气阀工作原理是通过水轮机大轴内的真空力，克服补气阀弹簧的弹力对阀体进行开关，因此大轴补气阀有真空度和动作行程两个关键指标，需对其进行检测，是否满足设计要求。

当水轮机大轴补气阀不能正常工作时，将不能很好的消除水轮机水流涡带和破坏真空，容易造成水轮发电机组空腔汽蚀和机组振动，严重时会引起出力波动，缩短水轮机寿命和电力系统稳定。但在水力发电厂实际运行过程中，由于现在没有一种专门针对水轮机大轴补气阀的真空度及动作行程相关的检测装置对其进行实时检测，往往只有在水轮机大轴补气阀不能正常工作，导致水轮发电机出现异常情况下才对其进行检查和修复。由于水轮机大轴补气阀出现问题得不到及时的解决，容易造成生产和安全上的隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述背景技术中的问题，提供一种水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统，通过该检测系统能够实时检测水轮机大轴补气阀运行状态下大轴端的真空度及补气阀动作行程，以便对水轮机大轴补气阀及时进行维护。

为实现上述目的，本实用新型是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统，包括密封设置在补气阀阀杆体内且测量端头伸出阀芯外进入补气连接管内的真空计，固定设置阀杆尾端的真空计表盘，设置在水轮机罩上测量端指向真空计表盘的频闪灯和摄像头、测量端指向与阀芯固定连接阀杆尾端的激光尺以及控制终端盒，所述控制终端盒与作为检测元件的频闪灯、摄像头和激光尺电连接。

所述频闪灯、摄像头和激光尺均设置在位于水轮机罩上的安装盒内，安装盒的位置与真空计表盘相对应。

其中，所述控制终端盒内的设置包括激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板、摄像头控制电路板及储存器。摄像头控制电路板将摄像头录制数据储存在储存器内，并将摄像头录制画面通过无线或有线传输至显示设备上实时显示。

其中，所述控制终端盒固定在水轮机罩上。

通常地，所述控制终端盒与电源连接。

优选地，所述控制终端盒的设置还包括显示装置，显示装置与激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板和摄像头控制电路板中至少其一电连接。可通过显示装置实时显示摄像头录制画面，频闪灯当前频率及激光尺数据，方便进行控制和检测。

其中，所述检测元件盒上还设有第一指示灯，第一指示灯与激光尺控制电路板电连接。第一指示灯的开闭是由激光尺控制电路基于距离数据变化控制。

其中，所述检测元件盒上还设有第二指示灯，第二指示灯与摄像头控制电路板电连接。第二指示灯的开闭是由摄像头控制电路基于图像动态变化控制，通常地，所述基于图像动态变化控制是通过与摄像头配套的数字监控系统软件根据图像动态变化输出信号控制第二指示灯开闭实现。

通常地，所述激光尺、频闪灯和摄像头及激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板、摄像头控制电路板、储存器和显示装置，均为市售设备及相应配套控制电路板。

本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型能够实时检测水轮机大轴补气阀运行状态下大轴端的真空度及补气阀动作行程，方便及时对水轮机大轴补气阀进行维护。

2、本实用新型通过摄像头录制真空计表盘在频闪灯下画面，利用频闪灯造成视觉暂留现象方便对真空计表盘进行观察和记录，从而精确检测水轮机大轴端的真空度状况指标。

3、本实用新型通过激光尺实时检测水轮机大轴补气阀中与阀芯固定连接阀杆尾端的动作行程，实现非接触放下实时精确检测水轮机大轴补气阀的动作行程状况指标。

4、本实用新型优选方案中通过指示灯提示当前水轮机大轴补气阀状态，方便提醒相关人员注意检测补气阀是否正常工作。

5、通过本实用新型，相关技术人员能及时排查水轮机大轴补气阀出现非正常工作的故障，为解决水轮发电机异常工况处理节省宝贵时间，消除生产和安全上的隐患。

附图说明

图1是本实用新型所述水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统的结构示意图。

图2是本实用新型所述水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统在补气阀开启状态下的结构示意图。

其中，控制终端盒1，安装盒2，激光尺3，频闪灯4，摄像头5，真空计6，表盘6-1，测量端头6-2，第一指示灯7，第二指示灯8，补气阀9，补气阀阀杆体9-1，补气连接管10，水轮机罩11，机架12。

具体实施方式

下面结合附图并用具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不意味着是对本实用新型的保护内容的任何限定。

如图1、2所示，某水力发电厂的水轮机大轴补气阀9，包括补气阀阀杆体9-1，补气连接管10，及阀芯外的水轮机罩11，所述水轮机罩11安装在机架12上，沿补气阀阀杆体中轴线开贯通孔用以安装真空计6。

一种水轮机大轴端的真空度及补气阀动作行程检测系统，包括密封设置在补气阀阀杆体9-1内且测量端头6-2伸出阀芯外进入补气连接管10内的真空计6，真空计表盘6-1固定设置阀杆尾端，设置在水轮机罩11上测量端指向真空计表盘6-1的频闪灯4和摄像头5、测量端指向与阀芯固定连接阀杆尾端的激光尺3以及控制终端盒1，所述控制终端盒1与作为检测元件的频闪灯、摄像头和激光尺电连接。所述摄像头型号为KBA-700P型矿用摄像头；所述激光尺型号为FSB-10激光测距传感器；所述频闪灯型号为WEJ01印刷监控系统频闪灯仪。所述频闪灯、摄像头和激光尺均设置在位于水轮机罩11上的安装盒2内，安装盒位置与真空计表盘相对应，所述控制终端盒1与电源连接。

所述控制终端盒1内设置有激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板、摄像头控制电路板、显示装置、电源开关及储存器。摄像头控制电路板将摄像头录制数据储存在储存器内，并将摄像头录制画面传输至其显示装置上实时显示。激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板分别将测量动作行程数据与频闪频率设置数据传输至其显示装置上，方便进行控制和检测。电源开关分别控制激光尺控制电路板、频闪灯控制电路板、摄像头控制电路板及多个显示装置的开闭。

所述检测元件盒上还设有第一指示灯7和第二指示灯8，第一指示灯为红色指示灯且与激光尺控制电路板电连接，第二指示灯为黄色指示灯且与摄像头控制电路板电连接。第一指示灯的开闭是由激光尺控制电路基于距离数据变化控制。第二指示灯的开闭是由摄像头控制电路基于图像动态变化控制，具体为摄像头配套的数字监控系统软件根据图像动态变化输出信号控制第二指示灯开闭实现。

维护水轮机大轴补气阀的工作人员通过控制终端盒1上的显示装置实时检测大轴端的真空度和补气阀动作行程，具体方式是观察显示装置上摄像头录制真空计表盘在频闪灯下画面，利用频闪灯造成视觉暂留现象对真空计表盘进行观察和记录，从而方便工作人员检测水轮机大轴端的实时真空度；同时观察另一显示装置上的激光尺实时数据，方便工作人员检测水轮机大轴补气阀的实时动作行程，最后工作人员结合实时真空度、实时动作行程与相应指标，判断水轮机大轴补气阀是否正常工作。

此外，摄像头录制真空计表盘在频闪灯下画面还可通过摄像头控制电路板无线或有线方式传输至其他的显示设备上实时显示，以方便远程监控。