一种全范围运行的喷嘴的制作方法

1.本实用新型属于冲击式水轮机技术领域，特别涉及一种全范围运行的喷嘴。


背景技术：

2.现阶段喷嘴结构采用固定大小喷嘴口环的典型设计。喷嘴开度通常不能小于20％最大开度，流量不能小于30％最大流量。因此喷嘴调节出力能力范围受限制。
3.现有冲击式水轮机电站出力调节，需要依靠投运台数与喷嘴开度调节共同作用，实现宽泛的出力调节，满足不同季节的水量与电量变化需求。因此增加机组台数，减少单机出力，是现阶段解决宽泛出力范围的主要手段，因此电站装机以中小型为主，国内最大冲击机组单机出力不超过150mw。
4.图3为现阶段喷嘴典型结果，喷针为尖头，拆卸喷针需要拆卸部件较多。维护替换流程复杂，检修时间较长，机组停机造成的费用较大。
5.一些电站受地理条件制约，厂房场地受限，需要尽量减少厂房平面尺寸，减少机组台数，因此需要配套更大容量机组，机组出力最少需要达到500mw。电站依然需要有全出力范围的调节能力，传统喷嘴结构因为运行范围的限制不能实现100％范围的调节能力。在低流量季节，会因为喷嘴口大，喷针开度小，导致射流发散，水流不能准确喷射到转轮上，水力损失较大。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种喷针和喷嘴口环方便拆装的全范围运行的喷嘴。
7.本实用新型所采用的技术方案为：
8.一种全范围运行的喷嘴，包括喷嘴主体，喷嘴主体内安装有活塞缸，活塞缸内设置有活塞，活塞上连接有活塞杆，活塞杆的一端伸出活塞缸，还包括喷针，喷针设置有中心通孔，喷针的中心通孔处与活塞杆通过中心螺栓连接，喷嘴主体的喷嘴口可拆卸连接有喷嘴口环。
9.活塞腔内充入高压液体时，活塞被推动，从而活塞杆推动喷针移动。由于喷针通过中心通孔与活塞杆连接，则中心螺栓可以从喷嘴前端通孔进行拆装，不需要拆卸其它部件，完成喷针的拆卸与替换。
10.在低流量季节，会因为喷嘴口大，喷针开度小，导致射流发散，水流不能准确喷射到转轮上，水力损失较大。在雨季使用标准尺寸的喷嘴口环与喷针。在旱季替换低负荷喷嘴口环，配套低负荷喷针，确保小流量时，喷针射流不发散，保证较高的喷嘴射流效率。通过更换喷针和喷嘴口环，可使喷嘴具有全出力范围的调节能力。
11.作为本实用新型的优选方案，所述活塞杆上连接有平衡活塞，平衡活塞位于活塞缸与喷针之间，平衡活塞上设置有平衡面，平衡面与活塞杆垂直。喷针关闭由连接在活塞杆上的平衡活塞推动喷针完成关闭动作。平衡活塞可以调整作用到喷针上的水力载荷，减少
控制系统的压力，减少活塞尺寸。平衡弹簧可以调整全运动过程的载荷，保证整个开启或者关闭过程载荷大小基本保持一致，控制更加方便快捷。
12.作为本实用新型的优选方案，所述活塞缸上固定有套环，平衡活塞远离喷针的一端套设于套环上。套环能对活塞缸进行封闭，避免液压油泄漏。
13.作为本实用新型的优选方案，所述套环上连接有盖板，盖板套设于平衡活塞外，盖板、平衡活塞和套环围成环形的平衡腔。当流道中的水进入平衡腔后，平衡腔内保持确定的水压，保证平衡活塞和喷针能被可靠推动。
14.作为本实用新型的优选方案，所述活塞与套环之间设置有弹性平衡机构，弹性平衡机构套设于活塞杆上。当电站排水时，管道压力波动较大，为了保证可靠的关闭性能，喷嘴内部设置了弹性平衡机构，可以确保设备稳定的保持在关闭状态。
15.作为本实用新型的优选方案，所述弹性平衡机构包括依次设置的前弹簧托盘、平衡弹簧和后弹簧托盘，前弹簧托盘位于套环和平衡弹簧之间，后弹簧托盘位于平衡弹簧与活塞之间。平衡弹簧可以平衡开关喷嘴时的操作力，使整个开关过程中，操作力保持稳定。为了提高平衡弹簧的运动灵活性，弹簧两侧设置了前弹簧托盘和后弹簧托盘，以定位弹簧的安装位置。
16.平衡弹簧可以调整全运动过程的载荷，保证整个开启或者关闭过程载荷大小基本保持一致，控制更加方便快捷。并且保证喷针具有全行程的自关闭趋势，在控制压力消失后，依然可以安全关闭喷针，不引起事故。
17.作为本实用新型的优选方案，所述喷嘴主体上连接有折向器。折向器对水流进行导向，保证水流能准确冲击到转轮的叶片。
18.本实用新型的有益效果为：
19.1.本实用新型的喷针通过中心通孔与活塞杆连接，则中心螺栓可以从喷嘴前端通孔进行拆装，不需要拆卸其它部件，完成喷针的拆卸与替换。在旱季替换低负荷喷嘴口环，配套低负荷喷针，确保小流量时，喷针射流不发散，保证较高的喷嘴射流效率。通过更换喷针和喷嘴口环，可使喷嘴具有全出力范围的调节能力。
20.2.平衡活塞可以调整作用到喷针上的水力载荷，减少控制系统的压力，减少活塞尺寸。平衡弹簧可以调整全运动过程的载荷，保证整个开启或者关闭过程载荷大小基本保持一致，控制更加方便快捷。
附图说明
21.图1是本实用新型的结构示意图；
22.图2是替换为旱季喷嘴口环时本实用新型的结构示意图；
23.图3是传统的尖头喷嘴的结构示意图。
24.图中：1-喷嘴主体；2-活塞；3-平衡弹簧；4-活塞杆；5-平衡活塞；6-喷针；7-喷嘴口环；8-中心螺栓；9-折向器；10-活塞缸；11-套环；12-盖板。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.如图1所示，本实施例的全范围运行的喷嘴，包括喷嘴主体1，喷嘴主体1内安装有活塞缸10，活塞缸10内设置有活塞2，活塞2上连接有活塞杆4，活塞杆4的一端伸出活塞缸10，还包括喷针6，喷针6设置有中心通孔，喷针6的中心通孔处与活塞杆4通过中心螺栓8连接，喷嘴主体1的喷嘴1口通过螺栓连接有喷嘴口环7。
28.活塞2腔内充入高压液体时，活塞2被推动，从而活塞杆4推动喷针6移动。由于喷针6通过中心通孔与活塞杆4连接，则中心螺栓8可以从喷嘴1前端通孔进行拆装，不需要拆卸其它部件，完成喷针6的拆卸与替换。
29.在低流量季节，会因为喷嘴1口大，喷针6开度小，导致射流发散，水流不能准确喷射到转轮上，水力损失较大。在雨季使用标准尺寸的喷嘴口环7与喷针6。如图2所示，在旱季替换低负荷喷嘴口环7，配套低负荷喷针6，确保小流量时，喷针6射流不发散，保证较高的喷嘴1射流效率。通过更换喷针6和喷嘴口环7，可使喷嘴1具有全出力范围的调节能力。
30.更进一步，所述活塞杆4上连接有平衡活塞5，平衡活塞5位于活塞缸10与喷针6之间，平衡活塞5上设置有平衡面，平衡面与活塞杆4垂直。喷针6关闭由连接在活塞杆4上的平衡活塞5推动喷针6完成关闭动作。平衡活塞5可以调整作用到喷针6上的水力载荷，减少控制系统的压力，减少活塞2尺寸。平衡弹簧3可以调整全运动过程的载荷，保证整个开启或者关闭过程载荷大小基本保持一致，控制更加方便快捷。
31.所述活塞缸10上固定有套环11，平衡活塞5远离喷针6的一端套设于套环11上。套环11能对活塞缸10进行封闭，避免液压油泄漏。所述套环11上连接有盖板12，盖板12套设于平衡活塞5外，盖板12、平衡活塞5和套环11围成环形的平衡腔。当流道中的水进入平衡腔后，平衡腔内保持确定的水压，保证平衡活塞5和喷针6能被可靠推动。
32.更进一步，所述活塞2与套环11之间设置有弹性平衡机构，弹性平衡机构套设于活塞杆4上。当电站排水时，管道压力波动较大，为了保证可靠的关闭性能，喷嘴1内部设置了弹性平衡机构，可以确保设备稳定的保持在关闭状态。
33.所述弹性平衡机构包括依次设置的前弹簧托盘、平衡弹簧3和后弹簧托盘，前弹簧托盘位于套环11和平衡弹簧3之间，后弹簧托盘位于平衡弹簧3与活塞2之间。平衡弹簧3可以平衡开关喷嘴1时的操作力，使整个开关过程中，操作力保持稳定。为了提高平衡弹簧3的运动灵活性，弹簧两侧设置了前弹簧托盘和后弹簧托盘，以定位弹簧的安装位置。
34.平衡弹簧3可以调整全运动过程的载荷，保证整个开启或者关闭过程载荷大小基本保持一致，控制更加方便快捷。并且保证喷针6具有全行程的自关闭趋势，在控制压力消失后，依然可以安全关闭喷针6，不引起事故。
35.所述喷嘴主体1上连接有折向器9。折向器9对水流进行导向，保证水流能准确冲击到转轮的叶片。
36.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。