一种水电站调压井的制作方法

本实用新型涉及水电站调压室技术领域。

背景技术：

在水电站，为了改善水击现象，常在水电站的有压饮水到与压力管道的衔接处建造调压室，调压室利用扩大的断面和自由水面反射水击波。常规的阻抗式调压室，通过阻抗孔和调压室内水击波反射实现调节。经检索授权公告号为CN 100462505C的专利文件，公开了一种水电站调压室结构，文件中对阻抗式调压室的工作原理等进行了详细的解释，并最终提出了一种既能充分反射水击波、又能有效减小调压室内水位波动上升值的水电站调压室结构，但是所公开的结构存在缺点，比如其采用固定的上阻抗孔和下阻抗孔的结构，不具备调节性，完全依赖于原始数据的计算（文件已公开授权，该计算方式为本领域公知），适用性差，不能应对实际使用过程中的变化，调节不理想，可以以该公开文件为原型，做实质性的改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种水电站调压井。下阻抗孔的内径和上阻抗孔的高度均可调，提高实用性，调节效果好。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种水电站调压井，包括调压室及与其相通的引水管，调压室与引水管之间通过连接管连通，连接管内孔为下阻抗孔；其特征在于：下阻抗孔上部沿环形开有安装槽；安装槽内设置有环形的气囊，气囊外侧壁与安装槽固定连接；气囊上端面均匀固定连接有支撑板；支撑板与调压室底壁滑动连接；调压室内上下滑动设置有滑动塞；滑动塞中部开有上阻抗孔；滑动塞下部固定连接有环形的外壳；外壳内中部密封连接有环形的隔膜；隔膜将外壳内部分隔为上部的压水腔和下部的充气腔；压水腔与外部连通；调压室外部安装有充气泵和显示器；充气泵的输出端连通有一个三通阀；三通阀的另外两个端口均连通有导气管；一个导气管穿过调压室侧壁与充气腔连通，另一个导气管穿过连接管侧壁与气囊连通；调压室内底部安装有测距传感器，测距传感器的检测端与滑动塞连接，测距传感器的信号输出端通过处理器与显示器连接。

进一步优化本技术方案，一种水电站调压井的外壳的外表面均匀设置有凹槽；凹槽的内部直径大于进口直径。

进一步优化本技术方案，一种水电站调压井的外壳外表面贴合有橡胶层。

本实用新型与传统调压井相比，其有益效果在于：

1、能够方便的调节下阻抗孔的直径大小和上阻抗孔的高度位置，适应实际使用时影响因素的改变或弥补计算的误差等，提高实用性和调节效果；

下阻抗孔内环形的气囊的膨胀可改变内径大小，即调节下阻抗孔的内径，改变阻抗大小，利用支撑板在调压室底壁的水平滑动，维持气囊位置形状，减少浮动，同时气囊本身能够吸收能量减少波动，加快衰减；

利用潜水艇潜伏的原理，通过充气泵工作控制外壳内充气腔和压水腔的体积占比，控制滑动塞在调压室内的高度位置，可方便的调节在调压室内水击波的反射空间，满足水击波的充分反射，加快衰减，同时外壳的设置可吸收能量，减少波动，通过测距传感器的检测，可从外部显示器显示上阻抗孔的高度位置，为高度调节提供参考；

2、外壳表面凹槽进口小内径大的设置，能量在内部反射消耗，可加速进入凹槽内部的能量的消耗；

3、外壳表面橡胶层的设置可吸收能量减少波动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为气囊膨胀使用效果示意图；

图3为外壳截面结构示意图；

图4为本实用新型电路图；

图5为本实用新型逻辑电路框图；

图中，1、调压室；2、引水管；3、连接管；4、下阻抗孔；5、安装槽；6、气囊；7、支撑板；8、滑动塞；9、上阻抗孔；10、外壳；11、隔膜；12、压水腔；13、充气腔；14、充气泵；15、显示器；16、三通阀；17、导气管；18、测距传感器；19、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-5所示，一种水电站调压井，包括调压室1及与其相通的引水管2，调压室1与引水管2之间通过连接管3连通，连接管3内孔为下阻抗孔4；其特征在于：下阻抗孔4上部沿环形开有安装槽5；安装槽5内设置有环形的气囊6，气囊6外侧壁与安装槽5固定连接；气囊6上端面均匀固定连接有支撑板7；支撑板7与调压室1底壁滑动连接；调压室1内上下滑动设置有滑动塞8；滑动塞8中部开有上阻抗孔9；滑动塞8下部固定连接有环形的外壳10；外壳10内中部密封连接有环形的隔膜11；隔膜11将外壳10内部分隔为上部的压水腔12和下部的充气腔13；压水腔12与外部连通；调压室1外部安装有充气泵14和显示器15；充气泵14的输出端连通有一个三通阀16；三通阀16的另外两个端口均连通有导气管17；一个导气管17穿过调压室1侧壁与充气腔13连通，另一个导气管17穿过连接管3侧壁与气囊6连通；调压室1内底部安装有测距传感器18，测距传感器18的检测端与滑动塞8连接，测距传感器18的信号输出端通过处理器与显示器15连接；外壳10的外表面均匀设置有凹槽19；凹槽19的内部直径大于进口直径；外壳10外表面贴合有橡胶层。

本实用新型在使用时，下阻抗孔4和上阻抗孔9的自身大小设置与常规阻抗式调压室1的阻抗孔的设计计算相同，但是当环境参数发生变化或是阻抗孔的计算使用未能达到理想调节效果时，可通过充气泵14的工作改变下阻抗孔4的内径和上阻抗孔9的高度，以满足振幅衰减和水击波反射的实际调节需求。

如图2所示，下阻抗孔4的设置首先起到减小水位波动振幅，消耗能量，加快衰减的作用，但是衰减效果不足时，则可缩小下阻抗孔4的内径，提高阻抗效果，通过控制三通阀16的导通，连通充气泵14输出端和气囊6，向气囊6内充气使其膨胀，向中间压缩空间，减小水流通过内径，调节的力度可由操作人员观察最后的调节效果进行判断。气囊6上端连接多个支撑板7，气囊6膨胀带动支撑板7向中间移动，支撑板7限制气囊6的浮动，有利于维持稳定的气囊6的内径形状，相对稳定。

当调压室1内水位继续上升时，达到上阻抗孔9时，上阻抗孔9和下阻抗孔4同时进行阻抗作用，而在水位接触上阻抗孔9前，水击波应能在调压室1内得到分反射，即有合理的下阻抗孔4口的大小和足够的反射高度空间等，可根据观察最后的实际调节效果，调控上阻抗孔9的高度。

由潜水艇的下潜、上浮和水中悬浮的原理可知，通过充气泵14向外壳10内的充气腔13充气，可控制外壳10内的重量，从而控制外壳10的高度位置变化或是悬浮定位，比如需要外壳10带动滑动塞8上浮，以提高调压室1内的水击波反射空间，则可导通充气泵14输出端和充气腔13，加压推动隔膜11向上膨胀，将压水腔12内的水挤出，减轻重量，从而上浮，带动上阻抗孔9位置提高，提高进入上阻抗孔9的所需水位；当需要降低上阻抗孔9的高度，尽快使上阻抗孔9和下阻抗孔4同时作用减少波动振幅时，则可放出充气腔13内的气体，使压水腔12进入大量水，加重重量，从而下沉，降低上阻抗孔9的高度位置；当滑动塞8在水位内时，可通过控制充气泵14工作，使上阻抗孔9上下移动然后悬浮定位，改变上阻抗孔9和下阻抗孔4之间的高度，并进行定位。上阻抗孔9的位置可由测距传感器18进行测量，传输数据由外部的显示器15进行数据显示。

本实用新型中所采用的充气泵14、测距传感器18和显示器15均为本领域内测量和显示的常规元器件，本领域技术人员可根据功能需要进行型号的选择，则其适配电路和安装连关系等均是明确的，比如充气泵14可选择WE57Y-220A等型号，测距传感器18可选择YXS-DWA或GP2Y0A710K0等型号，可选用AT89C2051处理器进行处理控制。