[实用新型]一种水锤发生器

说明书

本实用新型属于动力装置，特别是利用水流在管道关闭受阻而产生的水锤做功的装置。

水锤泵早于1772年由英国钟表匠Whitehurst发明，并一直沿用至今，其结构为水锤发生器、空气室、供水管和扬水管四部分组成。现有的水锤发生器主要由供水管、高压阀体、锤能出口和阀门组成，其阀门的开和关属于自由式的，即开启的阀门靠涌入高压阀体的水流作用而关闭；关闭的阀门靠水锤反射波的作用及阀门自身重量而打开。由于是自由式的开和关，在复杂的水流情况下，阀门关闭时间有时可能短于水锤波的一个波幅时间，有时则大于该时间，所以每次循环工作难以保证总产生直接水锤，充其量只能产生间接水锤。

本实用新型的目的是提供一种水锤发生器，它设计合理，阀门关闭时间快，可产生高压强值的直接水锤。

实现本实用新型上述目的之技术方案是：在现有的主要由供水管、高压阀体、锤能出口和阀门组成的水锤发生器基础上，采取如下的结构，即带减压孔的阀门杆一端与阀座配合，阀门杆为中空管，内装减压阀杆并封闭减压孔，阀门杆和高压阀体抵在加速弹簧的两端，阀门杆另一端抵在凸轮上。加速弹簧可促使阀门杆的阀门迅速的关闭运动，使其关闭时间小于水锤波的一个波幅时间，从而满足产生直接水锤的条件，即满足公式t₁＜t=2L/a(式中，t₁——阀门关闭时间、t——水锤波在压力管中传播来回一次的时间或称为一个波幅时间、a——水锤波速、L——供水管长度)。阀门杆的开启则靠凸轮转动而顶开，且在阀门杆的阀门开启前，其中装的减压阀杆已预先被凸轮顶开，对高压阀体内的压力减压，使得阀门杆的阀门能够顺利地开启，不影响下一循环的工作。

下面依照说明书附图提供的本实用新型的一个具体实施例，对其组合结构作进一步详细描述。

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为本实用新型的结构俯视图；

图3为本实用新型阀门的结构示意图。

图中各标号依次表示：凸轮壳1、垫2、凸轮3、挡板4、弹簧5、弹簧箍6、垫圈7、加速弹簧8、环套9、隔套10、小隔套11、阀座12、阀门杆13、高压阀体14、螺栓15、垫圈16、螺母17、供水管18、垫19、螺栓20、垫圈21、螺栓22、盖23、螺栓24、压盖25、轴26、轴承27、密封层28、凸轮隔套29、定位螺钉30、平键31、减压阀杆32、锤能出口33、尾水出口34、减压孔35。

参见图1、2、3，本水锤发生器主要由供水管18、高压阀体14、锤能出口33和阀门组成，阀门杆13的密封端为锥台面，带有减压孔35并与阀座12配合，阀门杆13为中空管，内装减压阀杆32，其一端呈锥形，封闭住减压孔35，阀门杆13和高压阀体14之间作用有加速弹簧8，使阀门杆13保持关闭趋势，阀门杆13的另一端抵在凸轮3上。阀门杆13的减压孔35贯通尾水管34和阀门杆13中空腔的前端，在减压阀杆32和阀门杆13间装有弹簧5，使减压阀杆32的前面锥形端平时压紧封闭住减压孔35。本装置的阀门杆13有一定长度，故其中部以动配合装在环套9的中心导孔中，环套9的外圈则被固定在高压阀体14上，加速弹簧8一端触压于环套9，另一端触于固定在阀门杆13的垫圈7上。减压阀杆32的后端部固定有挡板4，弹簧5套在减压阀杆32上，一端触压在挡板4上，另一端触压在阀门杆13的内孔台阶上。凸轮3装在与尾水出口34相通的凸轮壳1中，由尾水出口34处装的水轮机(图中未绘)带动凸轮3转动，从而使减压阀杆32及阀门杆13相继受推而移动，最终将阀门打开。

工作时，阀门杆13的阀门处于开启状态，水流经过尾水出口34流出，水轮机带动凸轮3转动，转到关闭位置时，在弹簧5和加速弹簧8作用下，减压阀杆32和阀门杆13的阀门部分突然关闭水流的通道，此时在高压阀体14中产生压力很高的水锤，能量由锤能出口33输到工作母机，使其做功。工作母机与凸轮3联动，使其继续转动，首先顶开减压阀杆32的阀门密封端面，对高压阀体14内的压力减压，以便阀门杆13的阀门能顺利开启，不影响下面的工作，凸轮3再次转到突降台阶时，弹簧5和加速弹簧8使阀门快速关闭，又开始下一轮工作。本水锤发生器由于合理地设计成弹簧加速关闭的阀门杆结构，并且又设置了减压阀杆，因此可在每次工作循环中保证阀门关闭时阀短于水锤波的一个波幅时间，满足了直接水锤的产生条件。

从本实用新型的上述技术方案看，本水锤发生器的阀门设计合理，采用了弹簧加速阀门到关闭速度，阀门的开启则用与工作母机联动的凸轮顶开，因此可保证在每次工作循环中，阀门关闭时间短于水锤波的一个波幅时间，满足直接水锤的产生条件。本水锤发生器的结构可移植到内燃机上，单缸工作母机只需装一个水锤发生器，而多缸的则装相应数量的水锤发生器，就可使工作母机运行，消除了污染，最大效率地利用水的落差能量。