本實用新型專利技術公開了一種阻尼阻抗式調壓裝置。包括引水管和與大氣聯通的調壓室，調壓室底部通過連接水道與引水管聯通，連接水道中有可移動的阻尼球，阻尼球有阻尼彈簧限位控制；連接水道兩端面有支撐架，兩支撐架中心固定有沿連接水道縱向中心設置的支撐滑桿，支撐滑桿穿過阻尼球中心，阻尼球上下兩端面有阻尼彈簧。本實用新型專利技術設計了可雙向調面積和阻尼系數大小的阻抗孔口，其具有調壓室減小水錘壓力、改善機組運行性能的功能，又能充分利用阻抗式調壓室的優點。模型試驗證明，該裝置可以起到“水錘爆破膜”的作用，能夠減小壓力管道的水錘壓力，降低調壓室的最高涌波水位，增加調壓室的最低涌波水位，提高了調壓室的運行安全性。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于水利水電系統工程及其系統設計技術，以及輸送流體管線系統設 備
，尤其屬于管線水錘防護設計
，具體涉及一種阻尼阻抗式調壓裝置。
技術介紹
在水輸送
，管線水錘對管線及相關設備的影響不容忽視。 目前國內外水電站的調壓裝置最常見的就是采用各種形式的調壓室，工業管道和 栗站系統的調壓裝置大多采用調壓罐或調壓閥。 水電站調壓室的設計和使用已經相當成熟和普遍，常規的調壓室有簡單式、阻抗 式、水室式也稱雙室式、差動式、氣墊式、溢流式等，這些形式的調壓室經過幾十年的研究和 使用，其理論和設計經驗已經相當成熟。其中阻抗式調壓室是一種成熟的結構方法，阻抗式 調壓室結構中，阻尼管口設計成翻板門的結構形式曾有報道。 "水錘爆破膜"的原理是在壓力管道設計一處最薄弱的部位，安裝一種受壓后即可 破裂的膜片，當有壓管道受到水錘壓力后，膜片破裂泄流，從而限制了水錘壓力的升高，水 錘爆破膜的缺點是破裂后需要重新更換，并且要考慮泄流的影響，所以除個別小型水電站 外，目前很少使用。
技術實現思路
本技術根據現有技術的不足公開了一種阻尼阻抗式調壓裝置。本技術要 解決的問題是提供一種自動調整阻尼管口面積和阻尼的調壓裝置，本技術裝置除可應 用于水電站外，也可將其應用于工業管道系統的水錘防護設計。 本技術通過以下技術方案實現： 阻抗式阻尼調壓裝置，包括引水管和與大氣聯通的調壓室，其特征在于：所述調壓 室底部通過連接水道與引水管聯通，連接水道中有可移動的阻尼球，阻尼球有阻尼彈簧限 位控制。 所述連接水道兩端面有支撐架，兩支撐架中心固定有沿連接水道縱向中心設置的 支撐滑桿，支撐滑桿穿過阻尼球中心，阻尼球上下兩端面有阻尼彈簧。 所述連接水道中部組尼管直徑小于上部上擴管和下部下擴管直徑、并上下對稱設 置。 所述上、下兩阻尼彈簧分別固定在兩端面的支撐架上，阻尼彈簧與阻尼球接觸端 可分離接觸或固定連接。 所述阻尼管直徑與上、下擴管直徑的比例是0. 7~0. 8。最佳比例是0. 707。 所述連接水道兩端面的支撐架是沿水道徑向設置的十字形支撐架。 水電站調壓室的重要功能就是減小壓力管道的水錘壓力，改善機組的運行性能， 本技術既能保留調壓室的功能，又盡可能降低調壓室的涌波水位。常規調壓室是依靠 一定的阻尼管口面積來保證反射水錘波的條件，達到減小水錘壓力的目的，在《水電站調壓 室設計規范》中建議阻尼孔口面積不能小于調壓室底部引水道面積的15%。由水電站調壓 室的相關技術可知，阻尼孔口面積與水位波動幅值有關，阻尼孔口面積越小水位波動振幅 越小，但阻尼孔口面積越小水錘壓力又會越大。因此，希望反射水錘波的條件好，水錘壓力 小，同時又希望調壓室水位波動幅值小，從對水錘壓力的要求和對調壓室涌波水位的控制 要求兩方面來看，對阻尼孔口的面積要求是相反的，降低水錘壓力要求大孔口面積，減小水 位波動幅值要求小孔口面積。本技術為了解決上述矛盾，基于"水錘爆破膜"的原理， 將"降低水錘壓力要求"交給阻尼球和彈簧來實現，并利用調壓室水位波動規律呈正弦衰減 波動的特性，研究了進出調壓室的流量變化規律，依靠阻尼球在水壓力作用下的自身運動， 在調壓室水位波動過程中不斷封阻和放開阻尼孔口，達到自動改變阻尼孔口面積并調整阻 尼的目的，從而很好的解決了這對矛盾。 本技術阻抗式調壓裝置工作原理如下： 調壓室正常運行時，無論調壓室的初始運行水位高低，只要是恒定工況，進出調壓 室的流量為零，阻尼球總是位于阻尼管中央位置，封擋住大部分阻尼管口的面積。當水輪發 電機組丟棄負荷后，水輪機導葉關閉，壓力管壓力升高，調壓室底部壓力升高，水流向上流 動，水流向上推開阻尼球，阻尼管打開，防止水錘壓力進一步升高，并且壓縮上彈簧，下彈簧 可以不動，此時阻尼球位于上擴管中，水流進入調壓室時阻尼球形成流體阻力，制約了調壓 室水位升高。隨著向上流入調壓室中的流量減小，水壓力減小，在上彈簧的作用下，阻尼球 慢慢向中間阻尼管內回復，阻尼管口面積減小，進一步制約調壓室的最高涌浪水位。當機組 增加負荷時，壓力鋼管壓力降低，調壓室底部壓力降低，水流由調壓室向下流動，水流向下 推開阻尼球，阻尼管同樣可以打開，防止水錘壓力進一步降低，并且壓縮下彈簧，上彈簧可 以不動，此時阻尼球位于下擴管中，水流向下流出調壓室，阻尼球同樣形成流體阻力，制約 調壓室的水位降低，其后在下彈簧作用下，阻尼球又回復到中間位置。因此這種設計可以雙 向作用，比相同阻尼孔面積的調壓室降低了水位波動幅值，調壓室最高涌浪水位大大降低， 可以降低調壓室的高度，節約調壓室的工程量。同時還能提高調壓室的最低涌浪水位，有利 于調壓室的運行安全。特別是正常運行時，由于阻尼球位于阻尼管中央，并不完全封閉阻尼 管口，僅僅是縮小了阻尼管口的面積，對電站引水系統的小波動穩定性更有利。 本技術提出一種新型自動調整阻抗孔口面積和阻尼的調壓裝置，該裝置基于 "水錘爆破膜"原理和"阻抗式調壓室"基本結構，利用機械彈簧的自動回復功能和流體阻力 與流量、流速關系，將常規阻抗式調壓室的阻抗孔口設計成上下對稱的縮放管形式，中間布 置可自由活動的阻尼球，阻尼球與彈簧構成自動可雙向調面積和阻尼系數大小的新型阻抗 孔口。 該裝置具有調壓室減小水錘壓力、改善機組運行性能的功能，又能充分利用阻抗 式調壓室的優點。模型試驗證明，該裝置可以起到"水錘爆破膜"的作用，能夠減小壓力管 道的水錘壓力，降低調壓室的最高涌波水位，增加調壓室的最低涌波水位，提高了調壓室的 運行安全性。將其應用于水電站中，與普通阻抗式調壓室相比，可以降低調壓室的設計高 度，減小調壓室的開挖尺寸，節省工程投資，具有實用和推廣價值。該裝置除可應用于水電 站外，也可將其應用于工業管道系統的水錘防護設計中。【附圖說明】 圖1是本技術阻抗式調壓裝置結構示意圖； 圖2是本技術調壓裝置支撐架結構示意圖，即圖1AA截面結構示意圖。 圖中，1是阻尼球，2是支撐滑桿，3是阻尼彈簧，4是支撐架，41是上支撐架，42是 下支撐架，51是上擴管，52是下擴管，6是阻尼管，7是引水管，8是調壓室。【具體實施方式】 下面通過實施例對本技術進行具體的描述，實施例只用于對本技術進行 進一步的說明，不能理解為對本技術保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本 技術的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本技術保護的范圍。 結合圖1和圖2。 阻抗式調壓裝置，包括引水管9和與大氣聯通的調壓室8,調壓室8底部通過連接 水道與引水管9聯通，連接水道中有可順水流方向移動的阻尼球1，阻尼球1有阻尼彈簧3 限位控制。 連接水道中部組尼管6直徑小于上部上擴管51和下部下擴管52直徑、并上下對 稱設置，連接水道兩端面有支撐架4，兩支撐架4中心固定有沿連接水道縱向中心設置的支 撐滑桿2,支當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種阻尼阻抗式調壓裝置，包括引水管和與大氣聯通的調壓室，其特征在于：所述調壓室底部通過連接水道與引水管聯通，連接水道中有可移動的阻尼球，阻尼球有阻尼彈簧限位控制。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋文武，鞠小明，鞠鋮，劉祥，陸瑞，梁根榮，漆智鵬，
申請(專利權)人：西華大學，
類型：新型
國別省市：四川;51
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