一种具有对冲消能减震功能的充水阀装置的制作方法

1.本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种具有对冲消能减震功能的充水阀装置。


背景技术：

2.在水利水电工程中，为简化水工结构和减少土建施工，中、高水头闸门多采用充水阀充水平压。在长期的使用中，现有的充水阀装置会存在几个问题，一是充水阀出水口的水流压力大，极易对闸门后的其他闸门或挡墙等水工建筑物产生冲击物理破坏，从而影响大坝的安全运行；二是高速的水流在充水阀管内部容易形成局部真空环境，会引起阀板结构甚至闸门的过流震动，从而引起导向块、紧固螺栓等损坏或松动，导致充水阀抗震动能力下降和渗漏等缺陷，加剧其损坏老化速度。
3.且根据对平面闸门事故原因分析，平面闸门破坏多发生在闸门的启闭过程，往往伴随着剧烈的振动，且容易诱发共振，闸门振动易引发自身结构的疲劳损伤，在某种条件下甚至会诱发闸门失稳。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种具有对冲消能减震功能的充水阀装置。
5.本发明采用的技术方案是：一种具有对冲消能减震功能的充水阀装置，所述充水阀装置在闸门顶节倾斜对称布置，所述充水阀装置的中心线与门槽中心线之间的夹角α的范围是30
°
—60
°
。
6.上述方案中，使得从充水阀装置(出水管段)出来的两股几乎具有相等速度的水流发生冲击碰撞，形成对冲消能；同时，保证其与门机自动挂脱梁联动，可实时监侧门体上游侧、下游侧的压差信号综合，确保充水阀启闭可控。
7.进一步优选的结构，所述充水阀装置包括管体和阀体，所述管体包括进水管段和出水管段，所述进水管段和出水管段分别与阀体下端的两个连接端通过法兰盘和螺栓螺母垂直连接，所述阀体内部设有开闭的闸阀，所述闸阀通过连接轴与内螺纹组装杆端关节轴承下端连接，所述连接轴上设有配重块，所述阀体上端连接端与内螺纹组装杆端关节轴承下端可接触连接形成封闭空腔，所述内螺纹组装杆端关节轴承上端与连接板连接。
8.上述方案中，充水过程中，在连接板连接的驱动装置的作用下充水阀门处于全开状态，喇叭口补气孔有效避免了水流引起阀板结构的过流震动以及导向装置、紧固螺栓等损坏或松动，加强了充水阀抗震动能力。在配重块的重力作用下，充水阀门处于关闭状态。
9.进一步优选的结构，所述连接板上开设用于安装驱动连接板上升或下降的驱动装置的连接孔。
10.进一步优选的结构，所述出水管段设置喇叭口段，所述喇叭口段位于与法兰盘连接处，用于进行补气。
11.进一步优选的结构，所述喇叭口段上开设多个喇叭口，所述喇叭口的孔径为φ13—φ19。保证开孔面积不超过喇叭口段的45％。
12.进一步优选的结构，所述管体的一侧设有拦污条。
13.进一步优选的结构，所述进水管段的管径为295mm—305mm，所述出水管段的管径为495mm—505mm。
14.进一步优选的结构，所述出水管段的管径大于所述进水管段的管径。
15.进一步优选的结构，所述管体材质为q355c，所述阀体型号为dn300 pn10，材质为球墨铸铁.。
16.进一步优选的结构，所述内螺纹组装杆端关节轴承型号为si35es。
17.进一步优选的结构，所述充水阀装置通过导向块与闸门吊耳两侧限位。
18.本发明充水阀装置在水电站的闸门更新改造中进行验证，既保证了该电站的检修闸门平压，也避免了高压水流直接作用于水工建筑物，同时减弱了充水阀的过流震动，与现有技术相比具有以下明显的优点：
19.一、充水阀装置在闸门顶节倾斜对称布置，改变了阀管出水口水流的方向，左右的水流对冲相互卸能，解决了高压高速水流对下游土建结构或下游闸门产生的冲击损害；
20.二、现有的充水阀两端的阀管直径相同，不利于减缓水流的速度，容易引起阀板结构甚至闸门的过流震动，而本发明充水阀装置在充水阀出水管上设置喇叭口补气，有效解决了充水阀阀板结构的过流震动，延长其使用寿命。
附图说明
21.图1为现有技术充水阀布置示意图；
22.图2为本发明布置位置示意图；
23.图3为本发明的对冲消能布置示意图；
24.图4为本发明平面视图；
25.图5为本发明轴测视图；
26.图6为本发明喇叭口段补气示意图。
27.图中，1-管体(1-1-喇叭口段)、2-法兰盘、3-阀体、4-连接轴、5-配重块、6-内螺纹组装杆端关节轴承、7-连接板(7-1-连接孔)、8-导向块、9-螺栓螺母、10-拦污条。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
29.位于某水电站进水口的一套检修闸门及门机自动挂脱梁，于1993年投产运行，至今己运行27年，在不对现有的金结及土建更改的情况下，需要对闸门和启闭设备进行更新。在闸门平压的改造过程中，考虑到采用现有充水阀布置(见图1a区域)的方法，充水阀出水口的水流会直接喷射到检修闸门后的其他闸门或挡墙等水工建筑物，无法达到消能消震的要求。
30.如图2所示，本发明所述充水阀装置在闸门顶节倾斜对称布置，所述充水阀装置的中心线与门槽中心线之间的夹角α的范围是30
°
—60
°
。
31.图3所示的是某水电站检修闸门充水阀的对冲消能布置，两套充水阀装置倾斜和门槽中心线夹角α为40
°
，两股水流在门后1.1m处交汇，对冲消能，使得水流对下游土建结构或下游闸门不形成灾害性干扰。
32.使得从充水阀装置(出水管段，图3所示)出来的两股几乎具有相等速度的水流发生冲击碰撞，形成对冲消能；同时，保证其与门机自动挂脱梁联动，可实时监侧门体上游侧、下游侧的压差信号综合，确保充水阀启闭可控。
33.结合图4、图5所示，所述充水阀装置包括管体1和阀体3，所述管体1包括进水管段和出水管段，所述进水管段和出水管段分别与阀体3下端的两个连接端通过法兰盘2和螺栓螺母9垂直连接，所述阀体3内部设有开闭的闸阀，所述闸阀通过连接轴4与内螺纹组装杆端关节轴承6下端连接，所述连接轴4上设有配重块5，所述阀体3上端连接端与内螺纹组装杆端关节轴承6下端可接触连接形成封闭空腔，所述内螺纹组装杆端关节轴承6上端与连接板7连接。
34.充水过程中，在连接板7连接的驱动装置的作用下充水阀门处于全开状态，结合图6所示，喇叭口补气孔有效避免了水流引起阀板结构的过流震动以及导向装置、紧固螺栓等损坏或松动，加强了充水阀抗震动能力。在配重块5的重力作用下，充水阀门处于关闭状态。
35.所述连接板7上开设用于安装驱动连接板7上升或下降的驱动装置的连接孔7-1。
36.所述出水管段设置喇叭口段1-1，用于进行补气。
37.结合图6所示，所述喇叭口段1-1上开设多个喇叭口，所述喇叭口的孔径为φ13—φ19，优选的，喇叭口的孔径为φ16。保证开孔面积不超过喇叭口段的45％。
38.所述管体1的一侧设有拦污条10。
39.所述进水管段的管径为295mm—305mm，所述出水管段的管径为495mm—505mm。优选的，所述进水管段的管径为300mm，所述出水管段的管径为500mm。
40.所述管体1材质为q355c，所述阀体3型号为dn300 pn10，材质为球墨铸铁.。
41.所述内螺纹组装杆端关节轴承6型号为si35es。
42.所述充水阀装置通过导向块8与闸门吊耳两侧限位。
43.本发明充水阀设置在闸门顶节，与门机自动挂脱梁联动，在充水阀的行程范围内，自动挂脱梁预起升，充水阀联动开启，从门体上游侧充水至门体下游侧。达到设计压差后，充水过程结束，门机配合自动挂脱梁实施闸门起升操作。
44.本发明将充水阀装置倾斜布置，在充水阀上设置喇叭口补气，可以有效解决现有技术引起的闸门震动、局部漏水等不足。针对已经运行一定年数的电站闸门改造的项目中，本发明具有投资省、技术风险小、施工简单等优点。
45.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。