專利名稱：高水頭大直徑水電專用球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)電產(chǎn)品，特別是一種專門用于水電站機(jī)組檢修等用途的高水頭大直徑水電專用球閥。
背景技術(shù)：
本發(fā)明為水輪機(jī)進(jìn)水閥裝置中的主閥，裝在水輪機(jī)進(jìn)口(上游)處，用以截?cái)嗨?，為停機(jī)和檢修機(jī)組提供可靠保證。水電站的發(fā)電機(jī)組在工作一段時(shí)間以后，或水電站某一機(jī)組發(fā)生故障需要檢修的時(shí)候，為了不影響其它機(jī)組繼續(xù)工作，需要暫時(shí)切斷某機(jī)組發(fā)電水流進(jìn)行檢修。這就需要每一機(jī)組設(shè)置一道閥門，以滿足單機(jī)組水道需要關(guān)閉或開(kāi)啟球閥的工作密封。所以水輪發(fā)電機(jī)組在如下幾種情況下均要應(yīng)用本發(fā)明A發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，許關(guān)閉球閥的工作密封；B機(jī)組檢修時(shí)，關(guān)閉球閥檢修密封；C球形閥更換工作密封時(shí)，關(guān)閉球形閥檢修密封；D機(jī)組發(fā)生事故而噴嘴不能關(guān)閉時(shí)，關(guān)閉球形閥工作密封。
由于需要沖動(dòng)機(jī)組渦輪發(fā)電的水道，直徑是比較大的，相應(yīng)的閥門也是很大的。這樣一來(lái)對(duì)大閥門的技術(shù)要求一是設(shè)計(jì)和加工精度都必須要求很高；二是閥門無(wú)論在動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)時(shí)都不得有滲漏現(xiàn)象產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種，專門用于水電站機(jī)組檢修用斷或開(kāi)水，密封性能可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)性能卓越、工作可靠的高水頭大直徑水電專用球閥。
為達(dá)上述目的所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明由閥體、臥式轉(zhuǎn)軸球形閥和液壓搖擺式直缸活塞接力器三部分構(gòu)成。所述的閥體1由前閥體1.1和后閥體1.2并合由螺栓緊固定構(gòu)成。閥體1中間內(nèi)球形，與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2中間的外球形相配合。球閥采用臥軸式結(jié)構(gòu)，并配置油壓操作接力器，排水閥等。閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉均采用油壓操作。
所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的形狀是橫軸形、半斜分結(jié)構(gòu)，軸體正、反轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即可完全關(guān)閉或打開(kāi)；。閥體1上的軸套1.3兩端與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的兩端轉(zhuǎn)軸2.1相配合，一端軸套孔有積水罩1.4密封，另一端的軸套孔有臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的另一轉(zhuǎn)軸穿出，經(jīng)發(fā)蘭2.6、傳動(dòng)帶2.7和搖臂輪3.1與和液壓搖擺式直缸活塞接力器3連接。如圖1、2所示。
所述的的閥體1的上方，設(shè)置有排氣閥1.5。在閥體1靠近進(jìn)水管道口處，有一圈由內(nèi)向外的活塞1.9、GRS密封圈1.7、活塞位置指示開(kāi)關(guān)1.8和泄壓孔組合成的閥體泄壓裝置。如圖1、2所示。
所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的中間有球形孔2.3，上方有活門封水環(huán)2.4，在兩端的轉(zhuǎn)軸2.1和軸套1.3之間有自潤(rùn)滑軸承2.2和夾布橡膠密封圈2.5，以及D形密封圈2.8和止撞環(huán)2.7。。如圖1、2所示。
當(dāng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)到一定程度時(shí)，發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6的中心的撥桿會(huì)觸動(dòng)位置程控開(kāi)關(guān)2.6.1，開(kāi)關(guān)線連接到控制器上，以控制液(油)壓驅(qū)動(dòng)的進(jìn)或出。位置程控開(kāi)關(guān)2.6.1控制液(油)壓進(jìn)或出液壓搖擺式直缸活塞接力器3，從而帶動(dòng)搖臂輪3.1，再經(jīng)傳動(dòng)帶2.7和發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6轉(zhuǎn)動(dòng)。由于發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6與轉(zhuǎn)軸2.1是同軸固定，實(shí)際是驅(qū)動(dòng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1、2所示。
所述的液壓搖擺式直缸活塞接力器3，實(shí)際上是一個(gè)液(油)壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，力矩強(qiáng)大。它由控制器控制工作，通過(guò)高壓泵和液(油)壓管3.2將液體(如油)泵入該裝置，以驅(qū)動(dòng)搖臂3.1所帶動(dòng)的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1、2所示。
本發(fā)明的工作原理是；控制器通過(guò)高壓泵和液(油)壓管3.2將液體(如油)泵入或退出液壓搖擺式直缸活塞接力器3，從而帶動(dòng)搖臂輪3.1，再經(jīng)傳動(dòng)帶2.7帶動(dòng)發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6轉(zhuǎn)動(dòng)。由于發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6工作，以驅(qū)動(dòng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2，當(dāng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)到一定程度時(shí)，發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6的中心的撥桿會(huì)觸動(dòng)位置程控開(kāi)關(guān)2.6.1，其開(kāi)關(guān)線連接到控制器上，以控制液(油)的泵進(jìn)，臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2停止轉(zhuǎn)動(dòng)。臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2只要正轉(zhuǎn)90度或反轉(zhuǎn)90度，即可達(dá)到活門(球形孔)全開(kāi)或全關(guān)的發(fā)明目的。
主閥開(kāi)啟本閥門不允許動(dòng)水開(kāi)啟。開(kāi)啟前，PLC控制器首先確認(rèn)T型檢修密封處于全開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)檢修密封處位置行程開(kāi)關(guān)發(fā)出的是開(kāi)啟指令。解除T型工作密封處鎖錠裝置。鎖錠拔除后由行程開(kāi)關(guān)給出解除信號(hào)。由電路接至PLC控制器。
當(dāng)球閥需開(kāi)啟時(shí)，液壓油經(jīng)濾網(wǎng)、單向閥、手動(dòng)截止閥后通過(guò)高壓銅管進(jìn)入球閥工作密封開(kāi)啟腔。T型工作密封與活門封水環(huán)脫離接觸，形成一進(jìn)水通道，向主閥下游充水以平衡閥前后水壓。T型工作密封設(shè)置有位置行程開(kāi)關(guān)，由電路接至PLC控制器。當(dāng)閥前后水壓平衡后，裝設(shè)于壓力鋼管上的壓差信號(hào)裝置發(fā)出信號(hào)。此時(shí)PLC控制器發(fā)出指令，延時(shí)繼電器動(dòng)作，確保T型工作密封完全開(kāi)啟到位，避免球閥活門啟動(dòng)時(shí)碰傷T型工作密封。PLC控制器確認(rèn)延時(shí)時(shí)間和T型工作密封位置行程開(kāi)關(guān)信號(hào)無(wú)誤，控制四通滑閥油路進(jìn)行切換，液壓油再經(jīng)濾網(wǎng)、單向閥、手動(dòng)截止閥后通過(guò)高壓軟管進(jìn)入球閥接力器開(kāi)啟腔，推動(dòng)活塞桿，開(kāi)啟球閥。
開(kāi)啟時(shí)間可由控制管路上的針型截止閥通過(guò)以調(diào)節(jié)管路流量大小的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
球閥開(kāi)啟到位后，球閥活門上設(shè)置的位置行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。PLC控制器切斷電磁閥，停止供油。當(dāng)接力器開(kāi)啟腔由于有微量泄露使油壓降至額定值(仍高于工作油壓值)時(shí)，壓力信號(hào)器動(dòng)作。PLC控制器啟動(dòng)電磁閥，進(jìn)行補(bǔ)壓力油。
當(dāng)球閥PLC控制器收到開(kāi)閥信號(hào)數(shù)十秒(時(shí)間可調(diào))后，球閥仍未開(kāi)啟時(shí)，PLC控制器向電站中控室發(fā)出故障信號(hào)，使水輪機(jī)開(kāi)啟程序停止，直到故障解除。
主閥關(guān)閉關(guān)閉前，PLC控制器首先確認(rèn)T型工作密封、檢修密封應(yīng)處于全開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)工作密封、檢修密封處位置行程開(kāi)關(guān)發(fā)出的是開(kāi)啟指令。
PLC控制器控制四通滑閥油路進(jìn)行切換，液壓油也經(jīng)濾網(wǎng)、單向閥、手動(dòng)截止閥后通過(guò)高壓軟管進(jìn)入球閥接力器關(guān)閉腔，推動(dòng)活塞桿，關(guān)閉球閥。
球閥關(guān)閉到位后，球閥活門上設(shè)置的位置行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。PLC控制器切斷電磁閥，停止供油。PLC控制器再控制四通滑閥將油路進(jìn)行切換，液壓油也經(jīng)濾網(wǎng)、單向閥、手動(dòng)截止閥后通過(guò)高壓銅管進(jìn)入球閥工作密封關(guān)閉腔。T型工作密封與活門封水環(huán)接觸，將壓力水隔斷。密封形成。此時(shí)，T型工作密封設(shè)置位置行程開(kāi)關(guān)發(fā)出關(guān)閉到位信號(hào)，由電路接至PLC控制器，關(guān)閥完成。示關(guān)閉時(shí)間與關(guān)閉任務(wù)確定是否投入工作密封鎖錠。工作密封關(guān)閉后，控制油管上壓力信號(hào)器動(dòng)作始終保持工作狀態(tài)，當(dāng)工作密封由于有微量泄漏使油壓降至額定值(仍高于工作油壓值)時(shí)，壓力信號(hào)器動(dòng)作。PLC控制器啟動(dòng)電磁閥，進(jìn)行補(bǔ)壓力油。
球閥關(guān)閉后，示關(guān)閉時(shí)間與關(guān)閉任務(wù)確定是否投入檢修密封及其鎖錠。
本球形閥的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，工作十分可靠，技術(shù)效果十分突出。
具體實(shí)施例方式


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
其中1、閥體；1.1、前閥體；1.2、后閥體；1.3、軸套；1.4積水罩、；1.5、排氣閥；1.6、；1.7、GRS密封圈；1.8、活塞位置指示開(kāi)關(guān)；1.9、活塞；2、臥式轉(zhuǎn)軸球形閥；2.1、轉(zhuǎn)軸；2，2自潤(rùn)滑軸承；2.3、球形孔；2.3.1、活門；2.4、活門封水環(huán)；2.5、夾布橡膠密封圈；2.6、發(fā)蘭和發(fā)蘭輪；2.6.1、位置程控開(kāi)關(guān)2.7、傳動(dòng)帶；2.8、D形密封圈；2.9、止推環(huán)；3、液壓搖擺式直缸活塞接力器；3.1、搖臂輪；3.2、高壓管。
實(shí)施例如圖1、2所示。本發(fā)明由閥體、臥式轉(zhuǎn)軸球形閥和液壓搖擺式直缸活塞接力器三部分構(gòu)成。所述的閥體1由前閥體1.1和后閥體1.2并合由螺栓緊固定構(gòu)成。閥體中間內(nèi)球形，與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2中間的外球形相配合。所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的形狀是橫軸形、半斜分結(jié)構(gòu)，軸體正、反轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即可完全關(guān)閉或打開(kāi)。閥體1上的軸套1.3兩端與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的兩端轉(zhuǎn)軸2.1相配合，一端軸套孔有積水罩1.4密封，另一端的軸套孔有臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的另一轉(zhuǎn)軸穿出，經(jīng)發(fā)蘭2.6、傳動(dòng)帶2.7和搖臂輪3.1與和液壓搖擺式直缸活塞接力器3連接。
如圖1、2所示。所述的的閥體1的上方，設(shè)置有排氣閥1.5。在閥體1靠近進(jìn)水管道口處，有一圈由內(nèi)向外的活塞1.9、GRS密封圈1.7、活塞位置指示開(kāi)關(guān)1.8和泄壓孔組合成的閥體泄壓裝置。
如圖1、2所示。所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的中間有球形孔2.3，上方有活門封水環(huán)2.4，在兩端的轉(zhuǎn)軸2.1和軸套1.3之間有自潤(rùn)滑軸承2.2和夾布橡膠密封圈2.5，以及D形密封圈2.8和止撞環(huán)2.7。
如圖1、2所示。當(dāng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)到一定程度時(shí)，發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6的中心的撥桿會(huì)觸動(dòng)位置程控開(kāi)關(guān)2.6.1，開(kāi)關(guān)線連接到控制器上，以控制液(油)壓驅(qū)動(dòng)的進(jìn)或出。位置程控開(kāi)關(guān)2.6.1控制液(油)壓進(jìn)或出液壓搖擺式直缸活塞接力器3，從而帶動(dòng)搖臂輪3.1，再經(jīng)傳動(dòng)帶2.7和發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6轉(zhuǎn)動(dòng)。由于發(fā)蘭和發(fā)蘭輪2.6與轉(zhuǎn)軸2.1是同軸固定，實(shí)際是驅(qū)動(dòng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖1、2所示。所述的液壓搖擺式直缸活塞接力器3，實(shí)際上是一個(gè)液(油)壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，力矩強(qiáng)大。它由控制器控制工作，通過(guò)高壓泵和液(油)壓管3.2將液體(如油)泵入該裝置，以驅(qū)動(dòng)搖臂3.1所帶動(dòng)的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種由閥體、臥式轉(zhuǎn)軸球形閥和液壓搖擺式直缸活塞接力器三部分構(gòu)成的高水頭大直徑水電專用球閥，其特征在于a)所述的閥體(1)由前閥體(1.1)和后閥體(1.2)并合由螺栓緊固定；b)閥體(1)中間內(nèi)球形，與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥(2)中間的外球形相配合；c)所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥(2)的形狀是橫軸形、半斜分結(jié)構(gòu)，軸體正、反轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即可完全關(guān)閉或打開(kāi)；d)閥體(1)上的軸套(1.3)兩端與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥(2)的兩端轉(zhuǎn)軸(2.1)相配合，一端軸套孔有積水罩(1.4)密封，另一端的軸套孔有臥式轉(zhuǎn)軸球形閥(2)的另一轉(zhuǎn)軸穿出，經(jīng)發(fā)蘭(2.6)、傳動(dòng)帶(2.7)和搖臂輪(3.1)與和液壓搖擺式直缸活塞接力器(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水頭大直徑水電專用球閥，其特征在于a)所述的的閥體(1)的上方，設(shè)置有排氣閥(1.5)；b)在閥體(1)靠近進(jìn)水管道口處，有一圈由內(nèi)向外的活塞(1.9)、GRS密封圈(1.7)、活塞位置指示開(kāi)關(guān)(1.8)和泄壓孔組合成的閥體泄壓裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水頭大直徑水電專用球閥，其特征在于a)所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的中間有球形孔(2.3)，上方有活門封水環(huán)(2.4)，在兩端的轉(zhuǎn)軸(2.1)和軸套(1.3)之間有自潤(rùn)滑軸承(2.2)和夾布橡膠密封圈(2.5)，以及D形密封圈(2.8)和止撞環(huán)(2.7)；b)當(dāng)臥式轉(zhuǎn)軸球形閥(2)轉(zhuǎn)動(dòng)到一定程度時(shí)，發(fā)蘭和發(fā)蘭輪(2.6)的中心的撥桿會(huì)觸動(dòng)位置程控開(kāi)關(guān)(2.6.1)，開(kāi)關(guān)線連接到控制器上；c)液壓搖擺式直缸活塞接力器(3)，搖臂輪(3.1)，再經(jīng)傳動(dòng)帶(2.7)和發(fā)蘭和發(fā)蘭輪(2.6)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；d)發(fā)蘭和發(fā)蘭輪(2.6)與轉(zhuǎn)軸(2.1)是同軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水頭大直徑水電專用球閥，其特征在于所述的液壓搖擺式直缸活塞接力器(3)，實(shí)際上是一個(gè)液壓轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，通過(guò)高壓泵和液壓管(3.2)與控制器連接。
全文摘要
一種高水頭大直徑水電專用球閥，所述的閥體1由前閥體1.1和后閥體1.2并合由螺栓緊固定構(gòu)成。閥體中間內(nèi)球形，與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2中間的外球形相配合。所述的臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的形狀是橫軸形、半斜分結(jié)構(gòu)，軸體正、反轉(zhuǎn)動(dòng)90度，閥門即可完全關(guān)閉或打開(kāi)。閥體1上的軸套1.3兩端與臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的兩端轉(zhuǎn)軸2.1相配合，一端軸套孔有積水罩1.4密封，另一端的軸套孔有臥式轉(zhuǎn)軸球形閥2的另一轉(zhuǎn)軸穿出，經(jīng)發(fā)蘭2.6、傳動(dòng)帶2.7和搖臂輪3.1與和液壓搖擺式直缸活塞接力器3連接。
文檔編號(hào)F16K5/06GK1632355SQ20031010407
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者孫樹(shù)林, 韓敏 申請(qǐng)人:四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司