[实用新型]用于冲击式水轮机水力的单腔自控式喷嘴组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及冲击式水轮机，特别涉及一种用于冲击式水轮机水力的单腔自控式喷嘴组件。 

背景技术

在高水头资源较丰富的山区，采用冲击式水轮机相对于混流式水轮机具有更大的优势，性能优良的冲击式水轮机效率可达91%左右。冲击式水轮机控制机组的核心部件就是喷嘴组件（又可以称之为直流喷管）。喷嘴组件的安全性能，直接关系到冲击式水轮机组的安全稳定运行。 

对于传统的油压内控式喷嘴组件，其喷针活塞皆采用双腔油压控制，不仅管路及系统复杂，并且喷针的开启和关闭均采用油压控制，当调速器失油压情况下，喷针受力可能朝关闭或开启，使喷针无法完全关闭。 

实用新型内容

本实用新型目的是克服所述缺陷，提供一种用于冲击式水轮机水力的单腔自控式喷嘴组件，采用单腔控制喷针，控制系统简化，且在控制机构失油压的情况下，喷针也能够缓慢关闭到全关位置，使用安全可靠。 

本实用新型所述的用于冲击式水轮机水力的单腔自控式喷嘴组件，包括喷管本体、喷嘴、喷针、喷针杆和喷针反馈机构，喷管本体内设有接力器缸和水流流道，喷针反馈机构包括接力器活塞和复位弹簧，接力器活塞设置于接力器缸内，喷针通过接力器活塞与喷针杆固定连接，复位弹簧套于喷针杆上，喷针与接力器活塞通过喷针轴固定连接，喷针轴的直径小于喷针尾部端面的直径和活塞直径，喷管本体的靠近喷针轴的内表面绕喷针轴形成一环径向凸缘，凸缘的内表面与喷针轴的外表面间隙配合； 

凸缘与所述活塞的相邻端面之间形成压力油油腔，喷管本体的管壁内设置与所述油腔连通的压力油流道，所述压力油流道中设置阻油装置，凸缘与喷针尾部的相邻端面之间形成水压平衡腔，水压平衡腔与水流流道连通。 

使用时，将压力油流道与冲击式水轮机专用调速器相连接，向压力油油腔施以油压后，由于水压平衡腔的存在，喷针尾部受到向前（即朝向喷嘴口方向）的水压推力，喷针头部受到向后（即朝向喷嘴尾端方向）的推力，活塞靠近喷针的一侧受到到向后的油压推力、远离 喷针的一侧受到向前的复位弹簧的推力。此时，油压力大于所述的水压推力和弹簧推力，喷针向后移动，喷嘴口开启，关闭时无需油压。需要关闭喷嘴时，撤去油压，喷针在弹簧推力和水压推力作用下复位，喷嘴口关闭，实现了单油压腔控制喷针及活塞往复运动的效果，简化了喷针组件的结构，且运行稳定可靠。 

优选的，所述阻油装置包括套筒管，套筒管外壁与压力油油道内壁螺纹连接；套筒管的内管腔沿自身纵向包括第一腔段和第二腔段，第一腔段的内径小于第二腔段的内径，第二腔段的远离第一腔段的一端内套有节流塞，节流塞设置中心穿孔Ⅰ，中心穿孔Ⅰ为变径孔；还包括节流片，节流片设置于第二腔段中且位于第一腔段和节流塞之间，节流片两端部表面一一对应顶住与其相邻的第一腔段的端部表面和节流塞端部表面，节流片沿内管腔纵向设置中心穿孔Ⅱ，中心穿孔Ⅱ由奇数个的孔段构成，由中心穿孔Ⅱ端部的孔段数起，奇数位的孔段直径大于偶数位的直径。 

使用时，通过套筒管外壁与压力油油道内壁螺纹连接的方式将阻油装置安装在压力油流道中，第一腔段朝向喷管本体外壁，第二腔段朝向喷管本体内壁，压力油在压力油流道中只能经阻油装置的通孔中流过，由于阻油装置的通孔为部分孔段内径大、而部分孔段内径小的多级节流结构，当撤去油压后，油腔中的压力油只能缓慢排出，实现了喷针缓慢关闭。 

优选的，所述复位弹簧为碟簧，相比于现有技术常用的圈式螺旋弹簧而言，产生相同的力所需碟簧尺寸较小，并且能够克服螺旋弹簧易引起旋转力的缺陷。 

优选的，所述碟簧为两组，并分设于喷针杆的两端，对喷针杆的驱动更稳定。 

优选的，喷针杆尾端设置位移传感器，便于将喷针的位置（行程）以电气的形式传递给调速器，实现喷针行程的精准控制。 

优选的，喷嘴本体的管壁内设置漏油排放孔，排放孔的一开口端形成在喷管本体外表面上，另一开口端形成在凸缘的内表面上。 

优选的，所述压力油流道沿喷管本体径向设置，压力油流动更通畅。一般压力油油道与排放孔相对设置，喷嘴组件安装时，使排放孔竖直朝下。