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液動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)水球閥工作原理與技術(shù)參數(shù)

    液動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)水球閥主要由閥前短管（湊合節(jié)）、主閥、伸縮節(jié)、液動(dòng)接力器及旁通管路、空氣閥、排水閥等組成。整套系統(tǒng)還可包括油壓裝置、集油箱、控制柜等控制設(shè)備及元件。主閥為對(duì)稱三體結(jié)構(gòu)固定球閥，臥式安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。中體與左右體螺栓連接，球形閥芯（球體）靠上下閥桿支撐定位。上下閥桿采用金屬基自潤(rùn)滑軸承安裝在中體內(nèi)。

    液動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)水球閥為硬密封球閥，采用雙密封環(huán)的雙活塞止水環(huán)結(jié)構(gòu)，分上游檢修密封和下游工作密封。在球形閥芯的上下游密封位置均采用不銹鋼密封環(huán)，密封環(huán)為整圈結(jié)構(gòu)。通過液壓系統(tǒng)推動(dòng)活塞止水環(huán)與其壓緊，實(shí)現(xiàn)密封。正常關(guān)閉球閥時(shí)，下游工作密封關(guān)閉，順利止水。而在檢修或更換下游工作密封時(shí)，上游檢修密封關(guān)閉，并由機(jī)械鎖定裝置鎖定。上下游活塞止水環(huán)設(shè)置有位置信號(hào)指示裝置，用以指示止水環(huán)的全開、全關(guān)位置。  

    水輪機(jī)進(jìn)水球閥設(shè)有旁通管路，可在主閥啟閉時(shí)平衡上下游壓力。在旁通管路上設(shè)有液動(dòng)旁通球閥和檢修用閘閥。

    球閥操作機(jī)構(gòu)為液壓操作機(jī)構(gòu)（直缸接力器），直缸接力器為活塞—撥叉機(jī)構(gòu)，由箱體固定在閥體上。采用封閉式箱體，避免了搖擺式接力器在開關(guān)過程中的開式傳動(dòng)，更加安全可靠，同時(shí)，閥門的開關(guān)定位調(diào)整也更加準(zhǔn)確方便。設(shè)置有節(jié)流止回閥、機(jī)械鎖定裝置、主閥位置信號(hào)指示裝置以及機(jī)械鎖錠投入或撥出信號(hào)指示裝置。節(jié)流止回閥能避免液動(dòng)球閥動(dòng)水關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，并且能設(shè)定或調(diào)節(jié)閥門開關(guān)時(shí)間；機(jī)械鎖定裝置能抵擋接力器的最大操作壓力，避免閥門誤動(dòng)作。

    當(dāng)系統(tǒng)要求開啟球閥時(shí)，應(yīng)拔出接力器關(guān)鎖定，接力器關(guān)鎖定拔出信號(hào)返回控制室，按下開按鈕，首先啟動(dòng)電磁閥4DP，接通旁通閥的液壓源，旁通閥達(dá)到全開位置時(shí)，行程開關(guān)將旁通閥已開啟的信號(hào)返回控制室。當(dāng)主閥上下游的壓力接近相等時(shí)，壓力繼電器（由控制柜提供）發(fā)出信號(hào)，使電磁閥1DP、2DP動(dòng)作，退開檢修、工作密封，行程開關(guān)發(fā)出工作密封退出信號(hào)及啟動(dòng)電磁閥3DP，接通接力器液壓源，轉(zhuǎn)動(dòng)球體，球體轉(zhuǎn)到位后，行程開關(guān)將閥門已達(dá)到全開位置的信號(hào)返回控制室。電磁閥4DP動(dòng)作，關(guān)閉旁通球閥，相應(yīng)的設(shè)在其上的行程開關(guān)會(huì)將信號(hào)返回控制室。球閥開啟指示燈亮，并投入接力器開鎖定。

    液動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)水球閥上游通過閥前短管與進(jìn)水管道焊接，閥前短管可按要求預(yù)留割配余量，下游通過伸縮節(jié)與水輪機(jī)蝸殼連接，以便于安裝和檢修液動(dòng)球閥，伸縮節(jié)調(diào)整范圍為0~200mm。

    液動(dòng)球閥設(shè)有以下信號(hào)裝置：球閥開啟和關(guān)閉的位置信號(hào)裝置；旁通閥開啟和關(guān)閉的位置信號(hào)裝置；活塞止水環(huán)全開和全關(guān)的位置信號(hào)裝置；接力器鎖錠開、關(guān)投入和撥出的位置信號(hào)裝置；球閥充水的壓力信號(hào)裝置。這些傳感器提供信號(hào)，并與控制柜和中央控制室連接，實(shí)現(xiàn)閥門的就地操作和中央控制。

    當(dāng)系統(tǒng)要求關(guān)閉球閥時(shí)，撥出接力器開鎖定，按下關(guān)按鈕，開啟旁通閥，接通接力器液壓源，關(guān)閉球體。球體關(guān)到位后，工作密封投入，旁通閥關(guān)閉，相應(yīng)地設(shè)在其上的行程開關(guān)也應(yīng)將信號(hào)返回控制室。球閥關(guān)閉指示燈亮，并投入接力器關(guān)鎖定。

    液動(dòng)球閥正常工作時(shí)，應(yīng)松開檢修密封用鎖定螺柱；當(dāng)進(jìn)行檢修或更換下游工作密封時(shí)，將球閥關(guān)閉，通過電磁閥投入檢修密封，行程開附結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)發(fā)出信號(hào)，使上游檢修密封關(guān)指示燈亮，為保證檢修工作安全，應(yīng)手動(dòng)將檢修密封鎖緊。

    水輪機(jī)進(jìn)水球閥主要應(yīng)用于大中型水電站。安裝在水輪機(jī)的前面，當(dāng)作水輪機(jī)進(jìn)水閥使用。上游與壓力鋼管連接，下游與蝸殼進(jìn)水管連接。一方面當(dāng)水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)要檢修時(shí)；通過該閥切斷管道內(nèi)的水流可以進(jìn)行安全的檢修。另一方面在水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)，可以快速有效的切斷水流，防止事故的發(fā)生。水輪機(jī)進(jìn)水球閥可以使用在含泥沙水的介質(zhì)。

   此閥只能當(dāng)作切斷閥使用，不能當(dāng)調(diào)節(jié)流量用。水輪機(jī)進(jìn)水球閥具有流體阻力小，特殊的球體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。操作方便，開關(guān)迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。 維修方便，水電球閥的密封圈是活動(dòng)的，拆卸更換更方便。在全開或全關(guān)時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會(huì)引起閥門密封面的侵蝕； 使用壽命長(zhǎng)。

水輪機(jī)進(jìn)水球閥技術(shù)參數(shù)

適用介質(zhì)：水、泥沙水等

介質(zhì)溫度：≤80℃

開閥時(shí)間：10~240秒(可調(diào))

快關(guān)時(shí)間：3~60秒(可調(diào))

慢關(guān)時(shí)間：6~90秒(可調(diào))

快關(guān)角度：70°±10°

慢關(guān)角度：20°±10°全開狀態(tài)最小流阻系數(shù)：0

可選控制電源：AC220V、DC220V、DC110V、DC24V 

結(jié)語(yǔ)

    水輪機(jī)進(jìn)水球閥作為水輪機(jī)組的進(jìn)水閥門，對(duì)機(jī)組的事故保護(hù)和檢修起著至關(guān)重要的作用，其性能的好壞，直接影響水電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，水電站對(duì)水輪機(jī)進(jìn)水球閥的性能要求也越來(lái)越高。特大型水輪機(jī)進(jìn)水球閥設(shè)計(jì)、制造的難度非常大，既要考慮球閥的強(qiáng)度、剛度、密封性能，又要考慮鑄件、鍛件、加工件廠家的設(shè)備能力，以及運(yùn)輸條件。水輪機(jī)進(jìn)水球閥的成功設(shè)計(jì)，使進(jìn)水球閥的總體結(jié)構(gòu)更為合理，性能更加先進(jìn)，為工況系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行和檢修提供了可靠的保證。

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