一种阻尼阻抗式调压装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于水利水电系统工程及其系统设计技术，以及输送流体管线系统设 备技术领域，尤其属于管线水锤防护设计技术领域，具体涉及一种阻尼阻抗式调压装置。
【背景技术】
[0002] 在水输送技术领域，管线水锤对管线及相关设备的影响不容忽视。
[0003] 目前国内外水电站的调压装置最常见的就是采用各种形式的调压室，工业管道和 栗站系统的调压装置大多采用调压罐或调压阀。
[0004] 水电站调压室的设计和使用已经相当成熟和普遍，常规的调压室有简单式、阻抗 式、水室式也称双室式、差动式、气垫式、溢流式等，这些形式的调压室经过几十年的研究和 使用，其理论和设计经验已经相当成熟。其中阻抗式调压室是一种成熟的结构方法，阻抗式 调压室结构中，阻尼管口设计成翻板门的结构形式曾有报道。
[0005] "水锤爆破膜"的原理是在压力管道设计一处最薄弱的部位，安装一种受压后即可 破裂的膜片，当有压管道受到水锤压力后，膜片破裂泄流，从而限制了水锤压力的升高，水 锤爆破膜的缺点是破裂后需要重新更换，并且要考虑泄流的影响，所以除个别小型水电站 外，目前很少使用。
【发明内容】
[0006] 本实用新型根据现有技术的不足公开了一种阻尼阻抗式调压装置。本实用新型要 解决的问题是提供一种自动调整阻尼管口面积和阻尼的调压装置，本实用新型装置除可应 用于水电站外，也可将其应用于工业管道系统的水锤防护设计。
[0007] 本实用新型通过以下技术方案实现：
[0008] 阻抗式阻尼调压装置，包括引水管和与大气联通的调压室，其特征在于：所述调压 室底部通过连接水道与引水管联通，连接水道中有可移动的阻尼球，阻尼球有阻尼弹簧限 位控制。
[0009] 所述连接水道两端面有支撑架，两支撑架中心固定有沿连接水道纵向中心设置的 支撑滑杆，支撑滑杆穿过阻尼球中心，阻尼球上下两端面有阻尼弹簧。
[0010] 所述连接水道中部组尼管直径小于上部上扩管和下部下扩管直径、并上下对称设 置。
[0011] 所述上、下两阻尼弹簧分别固定在两端面的支撑架上，阻尼弹簧与阻尼球接触端 可分离接触或固定连接。
[0012] 所述阻尼管直径与上、下扩管直径的比例是0. 7~0. 8。最佳比例是0. 707。
[0013] 所述连接水道两端面的支撑架是沿水道径向设置的十字形支撑架。
[0014] 水电站调压室的重要功能就是减小压力管道的水锤压力，改善机组的运行性能， 本实用新型既能保留调压室的功能，又尽可能降低调压室的涌波水位。常规调压室是依靠 一定的阻尼管口面积来保证反射水锤波的条件，达到减小水锤压力的目的，在《水电站调压 室设计规范》中建议阻尼孔口面积不能小于调压室底部引水道面积的15%。由水电站调压 室的相关技术可知，阻尼孔口面积与水位波动幅值有关，阻尼孔口面积越小水位波动振幅 越小，但阻尼孔口面积越小水锤压力又会越大。因此，希望反射水锤波的条件好，水锤压力 小，同时又希望调压室水位波动幅值小，从对水锤压力的要求和对调压室涌波水位的控制 要求两方面来看，对阻尼孔口的面积要求是相反的，降低水锤压力要求大孔口面积，减小水 位波动幅值要求小孔口面积。本实用新型为了解决上述矛盾，基于"水锤爆破膜"的原理， 将"降低水锤压力要求"交给阻尼球和弹簧来实现，并利用调压室水位波动规律呈正弦衰减 波动的特性，研究了进出调压室的流量变化规律，依靠阻尼球在水压力作用下的自身运动， 在调压室水位波动过程中不断封阻和放开阻尼孔口，达到自动改变阻尼孔口面积并调整阻 尼的目的，从而很好的解决了这对矛盾。
[0015] 本实用新型阻抗式调压装置工作原理如下：
[0016] 调压室正常运行时，无论调压室的初始运行水位高低，只要是恒定工况，进出调压 室的流量为零，阻尼球总是位于阻尼管中央位置，封挡住大部分阻尼管口的面积。当水轮发 电机组丢弃负荷后，水轮机导叶关闭，压力管压力升高，调压室底部压力升高，水流向上流 动，水流向上推开阻尼球，阻尼管打开，防止水锤压力进一步升高，并且压缩上弹簧，下弹簧 可以不动，此时阻尼球位于上扩管中，水流进入调压室时阻尼球形成流体阻力，制约了调压 室水位升高。随着向上流入调压室中的流量减小，水压力减小，在上弹簧的作用下，阻尼球 慢慢向中间阻尼管内回复，阻尼管口面积减小，进一步制约调压室的最高涌浪水位。当机组 增加负荷时，压力钢管压力降低，调压室底部压力降低，水流由调压室向下流动，水流向下 推开阻尼球，阻尼管同样可以打开，防止水锤压力进一步降低，并且压缩下弹簧，上弹簧可 以不动，此时阻尼球位于下扩管中，水流向下流出调压室，阻尼球同样形成流体阻力，制约 调压室的水位降低，其后在下弹簧作用下，阻尼球又回复到中间位置。因此这种设计可以双 向作用，比相同阻尼孔面积的调压室降低了水位波动幅值，调压室最高涌浪水位大大降低， 可以降低调压室的高度，节约调压室的工程量。同时还能提高调压室的最低涌浪水位，有利 于调压室的运行安全。特别是正常运行时，由于阻尼球位于阻尼管中央，并不完全封闭阻尼 管口，仅仅是缩小了阻尼管口的面积，对电站引水系统的小波动稳定性更有利。
[0017] 本实用新型提出一种新型自动调整阻抗孔口面积和阻尼的调压装置，该装置基于 "水锤爆破膜"原理和"阻抗式调压室"基本结构，利用机械弹簧的自动回复功能和流体阻力 与流量、流速关系，将常规阻抗式调压室的阻抗孔口设计成上下对称的缩放管形式，中间布 置可自由活动的阻尼球，阻尼球与弹簧构成自动可双向调面积和阻尼系数大小的新型阻抗 孔口。
[0018] 该装置具有调压室减小水锤压力、改善机组运行性能的功能，又能充分利用阻抗 式调压室的优点。模型试验证明，该装置可以起到"水锤爆破膜"的作用，能够减小压力管 道的水锤压力，降低调压室的最高涌波水位，增加调压室的最低涌波水位，提高了调压室的 运行安全性。将其应用于水电站中，与普通阻抗式调压室相比，可以降低调压室的设计高 度，减小调压室的开挖尺寸，节省工程投资，具有实用和推广价值。该装置除可应用于水电 站外，也可将其应用于工业管道系统的水锤防护设计中。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型阻抗式调压装置结构示意图；
[0020] 图2是本实用新型调压装置支撑架结构示意图，即图1AA截面结构示意图。
[0021 ] 图中，1是阻尼球，2是支撑滑杆，3是阻尼弹簧，4是支撑架，41是上支撑架，42是 下支撑架，51是上扩管，52是下扩管，6是阻尼管，7是引水管，8是调压室。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例对本实用新型进行具体的描述，实施例只用于对本实用新型进行 进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本 实用新型的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本实用新型保护的范围。
[0023] 结合图1和图2。
[0024] 阻抗式调压装置，包括引水管9和与大气联通的调压室8,调压室8底部通过连接 水道与引水管9联通，连接水道中有可顺水流方向移动的阻尼球1，阻尼球1有阻尼弹簧3 限位控制。
[0025] 连接水道中部组尼管6直径小于上部上扩管51和下部下扩管52直径、并上下对 称设置，连接水道两端面有支撑架4，两支撑架4中心固定有沿连接水道纵向中心设置的支 撑滑杆2,支