[实用新型]冲击式水轮机无弹簧水压自平衡喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及冲击式水轮机附件，特别是冲击式水轮机中的喷嘴。

背景技术

冲击式水轮机喷嘴由喷嘴缸体、喷针、喷针轴、活塞等组成，其主要作用是将高压水管中的水流形成坚实的射流，并以最优的方向射向转轮，用喷针来调节流量，改变出力。

现有的喷嘴都是靠活塞前后腔的压力差或在活塞油压关闭腔设置弹簧来平衡喷针头部所受的水压正压力，以实现喷针的开关，从而调节喷嘴射向转轮的流量大小。采用提高活塞的油压压力等级的方法，将造成水轮机的造价升高、喷嘴密封困难等不良问题，大多数电站提高油压等级也无法平衡喷针头部的水压正压力。采用在活塞油压关闭腔设置弹簧以加大喷针的关闭力的方法，由于喷针长期频繁的开关调节，又极易造成弹簧疲劳破坏；弹簧一旦疲劳破坏，立即会造成喷针卡死失控无法关闭；喷针失控，一方面引发电站经常停机检修喷嘴更换弹簧，无法发电，严重影响电站的经济效益；另一方面将造成偏流器冲毁、水轮机的机壳冲坏等更为严重的安全事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种无弹簧的水压自平衡喷嘴，达到降低水轮机造价、增加喷针工作可靠性的目的，以确保电站的经济效益和运行安全。

为此，本实用新型所采用的技术方案是：一种冲击式水轮机无弹簧水压自平衡喷嘴，包括喷嘴缸体（1），以及安装在喷嘴缸体（1）内的喷针（2）、喷针轴（3）、活塞（4）和喷针位移反馈套（5），所述喷针（2）及活塞（4）分别固定安装在喷针轴（3）的两端，所述喷嘴缸体（1）的前部设置有水流通道（1a），喷嘴缸体（1）内设置有油压打开腔（1b）和油压关闭腔（1c），喷嘴缸体（1）的侧壁上开有与油压打开腔（1b）相通的第一油口（1d）、与油压关闭腔（1c）相通的第二油口（1e），关键在于：所述喷针（2）的后方设置有水压平衡套（6），所述水压平衡套（6）的直径d小于喷针（2）的直径D，该水压平衡套（6）与喷针（2）围成一个环形反压腔（7），所述环形反压腔（7）与所述水流通道（1a）相通。 

优选为，所述喷针（2）的后端开有与喷针（2）同轴的圆形盲孔，所述水压平衡套（6）的前端切削成圆台，该圆台伸入喷针（2）的圆形盲孔内并抵在圆形盲孔的前端面上，使整体机构更为紧凑。

所述活塞（4）通过锁紧螺母防松弹簧圈组合（8）固定安装在喷针轴（3）的后端，使活塞与喷针轴安装牢固且拆装方便。

该结构通过在喷针后端设计一个环形反压腔，形成一个水压反压力面，以抵消部分喷针头部所受到的部分水压正压力。该水压反压力面的截面积S=π(D²-d²) /4，此时喷针开启力P ＝喷针头部压力－S×水压力。由于水压反压力面S的大小可根据实际电站的水头高低、喷针尺寸的大小、活塞结构尺寸的大小、喷针开关调节的规律需要进行设计，可以肯定，水压反压力面S＞0，所以喷针开启力P＜喷针头部压力，且喷针头部压力与水压反压力均与水流压力有关，构成一个水压自平衡系统。

有益效果是：既不需要在油压关闭腔设置弹簧以加大喷针的关闭力，也不需要通过提高活塞油压等级来增加喷针的关闭力，本实用新型构思巧妙、设计新颖、结构简单，有效降低了水轮机造价、增加了喷针工作的可靠性，确保了电站的经济效益和运行安全。

附图说明

图1  是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示的冲击式水轮机无弹簧水压自平衡喷嘴，由喷嘴缸体1，以及安装在喷嘴缸体1内的喷针2、喷针轴3、活塞4、喷针位移反馈套5、密封件等组成。喷针2固定安装在喷针轴3的前端，活塞4固定安装在喷针轴3的后端。喷嘴缸体1的前部设置有水流通道1a，喷嘴缸体1内设置有油压打开腔1b和油压关闭腔1c，油压关闭腔1c位于活塞4的前方，油压打开腔1b位于活塞4的后方。喷嘴缸体1上侧壁上开有与油压打开腔1b相通的第一油口1d、与油压关闭腔1c相通的第二油口1e，喷针位移反馈套5前方设置有定位套9。喷针2头部成流行型锥体，水流通道1a在靠近喷嘴口部的位置处与喷针2围成水压正压腔10。以上所述与现有的喷嘴结构相同，在此不再赘述。

区别在于：喷针2的后方设置有水压平衡套6，水压平衡套6的直径d小于喷针2的直径D，该水压平衡套6与喷针2围成一个环形反压腔7，环形反压腔7与水流通道1a相通。