一种混流式水轮机转轮内部补气阀的制作方法

本实用新型涉及混流式水轮发电机设备领域，具体涉及一种混流式水轮机转轮内部补气阀。

背景技术：

水力发电设备以混流式水轮发电机组居多，而转轮是水轮发电机组的核心部件。转轮在偏离最优工况运行、开停机以及负荷动态变化时，会形成负压，产生气蚀破坏，影响水轮机的效率和稳定性。此时，需要利用水轮机补气阀向转轮内补气，以消除上述影响。其中，水轮机转轮内部补气阀比较水轮机外部补气阀灵敏度高、速度快、补气效果更好。

现有的混流式水轮机转轮内部补气阀如图1所示，包括壳体1、密封板2、密封球3、弹簧4和气孔5，壳体1与密封板2密封连接，密封板2设置有进气孔，密封球3位于壳体1内且与进气孔的孔口密封配合，密封球3通过弹簧4与壳体1内壁相连。这种一种混流式水轮机转轮内部补气阀整体安装于转轮内部，当转轮内产生负压时，密封球3在外界空气压力的作用下压缩弹簧4，打开密封板2上的进气孔，空气进入壳体1内，并通过气孔5进入转轮内部，当水流充满转轮后负压消失，密封球3在弹簧的作用下复位，重新堵住进气孔。

上述一种混流式水轮机转轮内部补气阀由于安装于转轮内部，水流长时间充满壳体1内部空间，弹簧4容易被锈蚀而失效，影响使用寿命；密封球3无固定和导向使得密封效果变差或失效。且水中携带的杂质容易卡在密封球3与进气孔的配合面之间，使密封面之间存在间隙，造成漏水。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种使用寿命长、密封性能好的混流式水轮机转轮内部补气阀。

本实用新型的目的是这样实现的：一种混流式水轮机转轮内部补气阀,包括密封板、密封球和弹簧，所述密封板上设置有进气孔，所述密封球与进气孔一端的孔口密封配合，形成可靠的锥球面软硬密封。

还包括弹簧压板和传动杆，所述弹簧压板和密封球分别位于密封板的两侧，所述弹簧设置于弹簧压板和密封板之间，所述传动杆的一端与弹簧压板相连，另一端与密封球相连；

还包括过滤罩，所述过滤罩覆盖密封球且过滤罩的边缘与密封板相连接。

进一步地，所述密封板与弹簧压板之间设置有密封座，所述密封座包括围绕进气孔且垂直于密封板的筒身，所述筒身的端口覆盖设置有顶板，所述顶板设置有导向孔，所述传动杆位于导向孔中并与导向孔滑动配合；

所述筒身或顶板上设置有通气孔。

进一步地，所述弹簧的一端安装于顶板，另一端安装于弹簧压板。

进一步地，所述传动杆包括连接杆和限位杆，所述限位杆贯穿弹簧压板并与弹簧压板滑动配合，且弹簧压板的外侧设置有与限位杆螺纹配合的调节螺母；所述连接杆贯穿密封球，且通过压板和压紧螺母压紧密封球。

进一步地，所述调节螺母与弹簧压板之间设置有自动调心块，所述自动调心块与限位杆滑动配合，所述弹簧压板的背面设置有锥孔，所述自动调心块的一端设置有与锥孔配合的调心球面，所述调心球面位于锥孔内并与锥孔内壁压紧接触，形成球面自动调心；所述调节螺母与自动调心块压紧接触，实现弹簧压紧力和补气量的调整。

进一步地，所述弹簧压板与顶板之间的限位杆上设置有限位螺母，所述限位螺母与限位杆螺纹配合，实现最大补气行程的限位调整。

进一步地，所述限位螺母到顶板之间的距离为12mm。

进一步地，所述密封板、筒身和顶板一体成型为密封机构。

本实用新型的有益效果是：安装时，通过螺栓将密封板安装于混流式水轮机的空心主轴上，且使密封球、过滤罩位于转轮内，而弹簧、弹簧压板和传动杆位于空心主轴内部，从而避免了弹簧与水接触，大大地减缓了弹簧被锈蚀的速度，有利于提高使用寿命。利用过滤罩将密封球和进气孔覆盖，阻挡了水中的杂质，避免了水中的杂质进入密封球与进气孔之间，保证了良好的密封性。

附图说明

图1是现有技术的示意图。

图2是本实用新型的示意图。

图3是本实用新型其他实施例的示意图。

图4是本实用新型密封座示意图；

附图标记：1—壳体；2—密封板；3—密封球；4—弹簧；5—气孔；6—弹簧压板；7—传动杆；8—过滤罩；9—密封座；10—筒身；11—顶板；12—导向孔；13—通气孔；14—连接杆；15—限位杆；16—调节螺母；17—自动调心块；18—限位螺母；19—压紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图2和图4所示，本实用新型的混流式水轮机转轮内部补气阀,包括密封板2、密封球3和弹簧4，所述密封板2上设置有进气孔，所述密封球3与进气孔一端的孔口密封配合，

还包括弹簧压板6和传动杆7，所述弹簧压板6和密封球3分别位于密封板2的两侧，所述弹簧4设置于弹簧压板6和密封板2之间，所述传动杆7的一端与弹簧压板6相连，另一端与密封球3相连；

还包括过滤罩8，所述过滤罩8覆盖密封球3且过滤罩8的边缘与密封板2相连接。

当转轮内产生负压时，密封球3在外部空气压力的作用下离开进气孔，并带动传动杆7压缩弹簧4，外界的空气通过进气孔进入转轮，破坏转轮内部的负压，避免转轮产生气蚀破坏、振动、效率降低。当转轮内的负压消失后，密封球3在弹簧的作用下复位，重新堵住进气孔。安装时，通过螺栓将密封板2安装于混流式水轮机的空心主轴上，且使密封球3、过滤罩8位于转轮内，而弹簧4、弹簧压板6和传动杆7位于空心主轴内部，从而避免了弹簧4与水接触，大大地减缓了弹簧4被锈蚀的速度，有利于提高使用寿命。利用过滤罩8将密封球和进气孔覆盖，阻挡了水中的杂质，避免了水中的杂质进入密封球3与进气孔之间，保证了良好的密封性。由于弹簧4、弹簧压板6和传动杆7不占用转轮的内部空间，设计时可以增加弹簧4的长度，更好地对弹簧4进行耐疲劳设计和灵敏度设计，增加密封球3和进气孔的直径，从而增加补气量。

本实用新型的一个实施例如图3所示，弹簧4直接安装于密封板2上。

本实用新型的另一个实施例如图2所示，所述密封板2与弹簧压板6之间设置有密封座9，所述密封座9包括围绕进气孔且垂直于密封板2的筒身10，所述筒身10的端口覆盖设置有顶板11，所述密封板2、筒身10和顶板11一体成型。所述顶板11设置有导向孔12，所述传动杆7位于导向孔12中并与导向孔12滑动配合；所述筒身10或顶板11上设置有通气孔13，用于通入空气。所述弹簧4的一端安装于顶板11，另一端安装于弹簧压板6。传动杆7带动密封球3复位时，可能会在径向方向上偏移，导致密封球3无法快速、准确地与进气孔的密封面结合，影响密封性，因此，本实施例设置有导向孔12，对传动杆7进行限位，防止密封球3和传动杆7偏移，使密封球3能够快速地与进气孔的密封面结合。

传动杆7可以是一根整体的轴，可与密封球3焊接连接，为了便于装配和调试，作为优选的技术方案，所述传动杆7包括连接杆14和限位杆15，所述限位杆15贯穿弹簧压板6并与弹簧压板6滑动配合，且弹簧压板6的外侧设置有与限位杆15螺纹配合的调节螺母16；所述连接杆14贯穿密封球3，且通过压板和压紧螺母19压紧密封球3。调节螺母16用于调节弹簧4的初始长度。

所述调节螺母16与弹簧压板6之间设置有自动调心块17，所述自动调心块17与限位杆15滑动配合，所述弹簧压板6的背面设置有锥孔，所述自动调心块17的一端设置有与锥孔配合的凸台，所述凸台位于锥孔内并与锥孔内壁压紧接触，形成球面自动调心；所述调节螺母16与自动调心块17压紧接触，实现弹簧压紧力和补气量的调整。

为了防止负压过大导致弹簧4的压缩量超出其能够承受的范围，所述弹簧压板6与顶板11之间的限位杆15上设置有限位螺母18，所述限位螺母18与限位杆15螺纹配合。限位螺母18随着限位杆15运动，当负压较大时，限位螺母18运动至顶板11，被顶板11挡住，阻止弹簧4继续压缩，从而将弹簧4的压缩量控制在合理的范围内，有利于提高使用寿命。优选的，所述限位螺母18到顶板11之间的距离为12mm，即限位杆15和密封球3的最大动作行程为12mm，弹簧4的最大压缩量为12mm。为了保证限位螺母18、压紧螺母19和调节螺母16与传动杆7连接的稳定性，可通过开口销对限位螺母18、压紧螺母19和调节螺母16进行轴向定位。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。