在衝擊式或斜擊式水輪機中的具有關斷機構的噴嘴的製作方法

2023-09-23 06:13:05 1

專利名稱：在衝擊式或斜擊式水輪機中的具有關斷機構的噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在沖擊式或斜擊式水輪機中具有關斷機構的 噴嘴，其中自由射流從剛性的、逐漸變細的噴嘴體中射出，該噴嘴 體設置在殼體中。如果視第一個噴嘴的負荷而應將其它噴嘴接通或 斷開，則這種類型的關斷機構例如在多噴嘴的沖擊式水輪機中是必 要的。已知的是具有噴嘴針的噴嘴，其改變噴嘴的橫截面從"關閉"
至"全開啟"。在用於功率從10KW至5000KW的發電才幾的多噴嘴沖 擊式水輪機中並且一般情況下不 一定需要利用可調節的噴嘴針而 對噴嘴進行取決於功率的調整。如果其他的噴嘴可以根據需要而被 接通或斷開，則唯一被調整的噴嘴對於啟動和微調來說就可能是足 夠的了。這也適用於斜擊式水輪機。斜擊式水輪機例如由WKV大 眾水力發電站股份公司，古塔赫市安施託侖13號，郵編D-79621 (Fi腿WKV Wasserkraftwerk Volk AG， Am Stollen 13, D-79621 Gutach)製造。在這種類型的水4侖才幾中， 一個或多個自由射流傾斜 地從側面衝擊葉輪，該葉輪在其周邊裝配有葉才冊。
背景技術：
因此，產生了用於接通和斷開功率放大級的具有費用低廉的關 斷才幾構的噴嘴的需求。如果7jc4侖才幾以兩個至六個或更多的功率方文大
級來驅動，那麼在較少的水量供給的情況下仍然可以在部分負荷範
5圍裡以良好的效率而將水發射出。對此為了僅僅是實現開關功能 "開啟"和"關閉"，傳統的通過噴嘴針來控制的噴嘴就過於昂貴了。
在專利文獻JP72S6573中顯示了一種用於衝擊式水4侖才幾自由射 流的運動式噴嘴以作為具有受控噴嘴針的噴嘴的替代。 一種在流動 方向上逐漸變細的噴嘴可旋轉地設置在葉4侖平面上。該文獻顯示了 一種圓柱形的主體12,其軸線垂直於葉輪平面，該主體^皮i殳置圓柱 形的殼體內並橫向於圓柱軸線具有錐狀噴嘴孔。通過圍繞該圓柱軸 線的^^皮調節的;^走轉可以實現不同的功能。
所以， 一次地通過調節噴嘴的射出角(對比圖1 (A)和圖2 (A))可以調節圓直徑，在該圓直徑時自由射流相切地衝擊葉專侖， 並因此功率(見圖6 (A)和6 (B))根據變化的、例如是受季節影 響的落差以最佳的效率進行調整。另外，當圓柱體旋轉離開閉鎖位 置(圖3 (A)),以使錐狀的噴嘴開口 14通過開口 17在殼體11中 被開啟，則可以根據圖4實現與已知的射流偏轉器(圖5)相類似 的射流偏轉。
所示出的裝置具有用於噴嘴的角度調節的極高的調節轉矩，這 是因為全部的滯止壓力至少作用於圓4主體12的朝向入口側開方文的 外殼面上。該圓柱體的直徑本質上必須選擇為大於供應管線的直 徑，從而對於噴嘴效果來說可以將水流直徑的降低和水流加速方文入
生了相應的厚壁的和昂貴的部件。

發明內容
本發明的目的在於，提出一種費用低廉的閉鎖裝置，以用於衝 擊式或斜擊式水輪機的各個噴嘴，其中，自由射流從設置在殼體中的剛性的、具有加速錐體的噴嘴管頭中射出。這利用獨立權利要求 1的特徵來實現。
該裝置的優點在於，關斷機構在正常運行中絲毫沒有對水導向 的損耗產生負面影響，這是因為自由射流穿過球閥的圓柱形通孔噴 射而不會接觸到該球閥。在正常運^f於中，具有噴嘴針的噴嘴大約有
2%的流動損耗，這種損耗源於在水流中具有噴嘴針和其懸掛裝置的 中心體上，其中剛性噴嘴管頭大約有1.5%的流動損耗。因此，如果 例如以大約200m的落差為出發點，則利用根據本發明的解決方案 與具有噴嘴針的噴嘴相比節省了大約0.5%的流動損失。除此之外， 可以應用非常小的球閥的標準件。殼體部件是完全合適的。該球閥 的通過直徑大約比在通向噴嘴的供應管線中的^求閥的通過直徑小 八倍，該直徑可能釋;^文同樣的端壓。另夕卜，4艮據本發明的解決方案 可以採納在球閥的動態性能、磨損和密封性方面的經驗。通過相對 於噴嘴的輸入側來將球閥選擇的如此的小，從而使從噴嘴到戽鬥葉 片或葉柵的距離並不顯著地變大，而用於球閥和其在水輪機殼體中 的安置的費用則顯著地降低。這具有優點，即球閥的通過直徑至少 比在供應管線中的球閥的通過直徑下降變小了五倍。這也意味著， 即這些j求閥的面積和力的比例關係是直徑的平方，並因此至少小了
25倍。
從屬權利要求2至14構成了本發明的更多的改進。因此，球 體的外直徑為少於噴嘴開口的直徑DO的2.5倍，以獲得儘可能小 的球閥和驅動裝置。自由射流的從噴嘴的出口到庫鬥葉片的路徑僅 僅並不顯著的變長。用於噴嘴管頭和球閥的、與其軸線對準的圓柱 形殼體可以以較高的精確性例如通過法蘭連接而居於中心、彼此密 封和連接。但是同樣是可能的，即將用於球閥和噴嘴的殼體製成一 個整體並且在一個夾緊裝置中製造出必要的引導面。在根據專利申 請PCT/EP2005/012783的水4侖才幾殼體的一個特別的實施例中，^求閥
7和噴嘴的殼體可以與環形體連4妄，該環形體包圍裝配有雙庫鬥葉片
的葉4侖並且在自由射流的方向上具有通孔。該環形體在朝向葉輪的 方向上具有人字屋頂形狀的傾4牛部以用於引導噴射水。該環和/人側 面與其鄰接的導葉將噴射水高效地引開，以使得即使在水平布置的
情況下無損失地可以達到三個至六個或更多噴嘴的噴嘴數量，這在 相同功率的情況下獲得了更小的和更快旋轉的葉輪以及因此也獲 得了更小的發電機。因此，在此所顯示的發明也適合於具有一個和 多個噴嘴的緊湊型水輪機的方案。
根據發電站運營商的不同要求，對於根據本發明的球閥應用來 說可以實現多種驅動可能性，這些驅動可能性包括從用於克服彈力 的關閉或開啟來充分利用落差直至油壓式的、氣動的或電動的驅動。
費斯託股份&商業合資公司，埃斯林根市魯伊特大街82號，郵 編D-73734 ( Firma Festo AG&Co.KQ Ruiterstrasse 82， D-73734 ) ^貞導了一個^求閥項目VAPB，其利用額定壓力63 bar和額定直徑10 至100mm的不鏽鋼結構形式CR。水也被做為介質。殼體是三個部 分的，並用螺栓擰緊。單獨的殼體部件可作為特殊結構與用於衝擊 式-或斜擊式水輪機的噴嘴管頭的殼體部件相連接，以因此構建所期 望的裝置。用於迴轉驅動裝置的裝配法蘭才艮據DIN ISO 5211標準用 於具有氣動或電動驅動的自動化裝置而設計。該公司也提供用於球 閥的迴轉驅動裝置。
聯合企業HKS旋轉驅動裝置有限責任公司，位於諾伊基爾興/ 勞齊茨地區的波尼海姆環；洛23 號，郵編D-01904 (Unternehmensgruppe HKS Drehantriebe GmbH in Boennigheimer Ring23, D-01904 Neukirch/Lausitz )專業/人事在迴轉驅動裝置領域的 部件如球閥的生產。在此，擺動角為90+/-1°。該擺動運動通過具有 多節陡螺紋的活塞而實現。
8本來球閥可以較快地旋轉90°。但是這僅僅是受限制地被期望， 這是因為應該避免相對於流動的壓力沖擊。由於這個原因其優點在 於，控制關閉運動使其符合預定的性能。然而獨立地存在著問題， 即在負載減少的情況下不應該再向葉4侖輸入功率，以防止水輪才幾燒 斷。在小型的設備中，燒斷更確切地說具有次要的意義，因為發電 機和水輪機具有在轉速提高時具有充足的儲備。在中型和大型設備 中，必須防止燒斷，這通常利用單獨的射流偏轉而實現。
在本發明中通過下述方法實現有效的射流偏轉，即球閥的旋轉 軸線相交於噴嘴管頭的在葉輪平面中的軸線並在球的通孔上裝置 有朝向噴嘴出口的溝槽，這使得球表面在旋轉了角度|3之後才嵌接 入在自由射流中。與之相反地，通孔已經在角度p範圍中利用通孔 轉變方向的末端而4吏自由射流乂人葉4侖平面偏離開。以這種方式產生 自由射流的偏轉和攪動，以及在水輪機軸處的功率的顯著降低，而 不會產生大的壓力衝擊。在球閥可控制關閉速度的情況下，關閉速 度的特性可以匹配於溝槽的幾何形狀和角度|3。當噴嘴孔和通孔的 軸線在球體裡對準，而球體的旋轉軸相對於噴嘴管頭的軸線偏移偏 心度e時，獲得對射流偏轉的另一個改進。球體的直徑則必須選擇 為大約更大一些；但是同時可以使溝槽和角p選擇為更大一些。
通過使球的內腔具有比球入口的直徑Dl更大的直徑，由此獲 4尋了在通孔裡自由射流在空氣流通方面的改進。以這種方式在,人通 孔向自由射流的內部裡產生了更小的真空。
如果將通向該內腔的孔i殳置在J求上，該孔在開啟位置上將內腔 與在軸7"R環和密封環之間的環形腔連4妄在一起，以及在殼體外部i殳 置有通向內腔的止回閥，則可以附加地/使外部空氣流入內腔並補償 空氣的損失。在關閉的^求閥中，環形月空和/人那裡進氣的止回閥則處 於水柱的壓力之下。
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下面參照實施例說明本發明。圖中示意性地示出了現有才支術中 的具有可調節噴嘴針的噴嘴，並在同樣的比例尺的情況下相比較地 就同樣的流動比率和流量而言示出具有才艮據本發明的關斷才幾構的 剛性噴嘴。這也使得就位置需求而言的視覺上的比較成為可能。圖
中示出
圖1示意性地示出了在現有技術中的內調節式噴嘴，其具有用 於控制流量的噴嘴針，
圖2示意性示出了用於具有集成球閥的根據本發明的剛性噴嘴 的第一種布置，其旋轉軸線垂直於繪圖平面，
圖3示意性地示出了用於具有集成球閥的根據本發明的剛性噴 嘴的另一種布置，其旋轉軸線位於繪圖平面中，
圖3a示意性地示出了在開啟位置上的與圖2相似的具有^^閥 的噴嘴，然而在^求體的通孔裡具有溝槽，
圖3b示意性地示出了圖3a的具有J求閥的噴嘴，然而是在J求閥 在關閉方向上旋轉了角度P之後，
圖3c示意性地示出了與圖2相似的具有球閥的噴嘴，然而其 具有變大了的球以及在球體的旋轉軸線與在球體中的噴嘴管頭和 通孔對準的軸線之間的偏心度e，
圖4示意性地示出了具有球閥的剛性噴嘴，該球閥具有根據圖 3的在外殼體環上的調節裝置，
10圖5示意性地和縮小地示出了才艮據圖4的外殼體環，該殼體環 具有多個固定在其上的噴嘴和用於集成的球閥的驅動裝置，
圖6示意性地和縮小地示出了才艮據圖4和圖5的外殼體環的截 面圖，其具有用於集成的5求閥的驅動裝置，
圖7示意性地和縮小地示出了常規的水輪機外殼的截面圖，具 有根據圖3的固定在其上的噴嘴和用於集成的球閥的驅動裝置，
圖8示意性地示出了具有球閥的噴嘴，其球在開啟位置上具有 在內腔裡的更好的空氣循環，
圖9示意性地示出了根據圖8的布置，其中額外的外部空氣通 過止回閥到達內月空，
圖10示意性地示出了在關閉位置上的圖9的布置。
具體實施例方式
下面對於相同的元件應用相同的標號。
在圖1中，具有噴嘴針14的傳統的內調節式噴嘴軸向可移動 地安裝在中心體13中，並通過壓力彈簧19和液壓活塞18運動， 該液壓活塞通過套管21和螺母22固定在朝向主軸17延長的噴嘴 針上。該主軸17支撐在軸的支承部位16上。中心體13和安裝在 其中的部件通過翅片15與實際的殼體2相連4妄，正如噴p觜體3也 是，其與錐狀的針尖中心對準。殼體部件2通過螺栓23裝配在一 起，並通過密封件24連接。液壓連接器通過翅片15引導至殼體2 的外面。同樣也是錐狀的噴嘴管頭6與縱向軸線形成一半的圓錐角 a。在錐狀部位裡朝向縱向軸加速的水流在從噴嘴管頭6中射出後 形成自由射流l，該自由射流收縮的直徑d小於噴嘴的直徑DO。噴嘴針14可以運動到噴嘴裡直到關閉。自由射流1的量以及因此可 以發出的功率通過噴嘴針14的軸向的位置來調整。
在圖2中，剛性的、也就是i兌具有一半的圓錐角a的不可調整 的噴嘴產生了自由射流1,該自由射流在從噴嘴中射出後經過距離 b收縮到直徑d,該直徑明顯小於噴嘴出口的直徑D0。球閥4直接 連接在噴嘴管頭6上，其球4a具有直徑為Dl的通孔5，該直徑大 於收縮的自由射流的直徑d。在開啟狀態由通孔5強制^立平的J求4a 的前端面11至噴嘴口的距離為b,也就是說至具有角度a的錐狀部 位的端部，該端部具有最小且一直潤溼的直徑DO。 J求4a的表面被 容納在軸承環和密封環12中，而且在開啟位置上是未加負荷的。 在關閉的位置上，相對小的關閉力施加在位於射出側上的軸承環和 密封環上，該關閉力通過水柱和在軸承和密封環12以及球4之間 的具有最大直徑的圓面積來確定。
噴嘴管頭6由抗磨材料製成並具有半圓錐角a。噴嘴側的軸承 環和密封環被壓入到噴嘴管頭6中。此外，示出了用於噴嘴體3和 球閥4的分離的殼體2和7，這些殼體利用供應管線25的法蘭通過 螺栓23而互相擰緊。
在圖3中，具有球閥的噴嘴在其功能上與圖2的部件相一致。 殼體部件2， 7設計為一個部件。噴嘴側的保持和密封環被壓入到 噴嘴管頭6中。應力螺栓34在預應力下將噴嘴管頭6保持在其位 置上，並確保了球體4a的位置。在球閥4的旋轉軸線31的方向上， 轉動銷32利用突出部插入到球體4a的狹槽裡。為了進行安裝，首 先將射出側的軸承環和密封環12 /人輸入側移入殼體7裡，緊4妄著 將轉動銷32 乂人內部向這裡移入，並將^求體4a利用其狹槽在噴嘴軸 線的方向上移入，如同螺絲刀的切削刃 一樣包圍轉動銷的伸出部 分。在將噴嘴管頭6插上後，可以利用應力螺4全34從射出側來確
12保整體。密封件24使殼體7在被封閉的位置上相對於噴嘴管頭6 和轉動銷32密封。
在圖3a和3b中示出修改過的球體4a。截面在這裡垂直於球體 4a和旋轉驅動裝置的旋轉軸線31。在根據圖4的布置中，旋轉軸 線31平行於葉4侖平面28,以及自由射流1在直至4t轉時而偏轉一 個角度，因為在入口側上的球表面通過在通孔5裡的溝槽27而回 轉了該角度3。因為除此之外在通孔5裡的相對側使附加的溝槽27a 向內部利用角E而前移，所以在圖3b中作用於自由射流l'的偏轉 角為大約+c。在才艮據圖4的應用的情況下，^J岡的^:轉軸線31位 於葉4侖平面中，並且自由射流1從葉4侖平面偏轉。偏轉的自由射流 l'從庫鬥葉片切削刃的側面運動離開，^支如通孔10在環形體8裡具 有的直徑D3足夠大，以致於該通孔不阻礙偏轉，則這也可以通過 局部的偏轉而實現。沒有通過部分的關閉而在供應管線裡產生必不 可少的壓力衝擊，這就導致了顯著的功率下降。這樣一種裝置，其 關閉速度是可控制的，使其符合於預定的性能，則其可以在負載減 少的情況下防止水豸侖才幾夂免壞。
在圖3c中，球直徑D2選擇為比在圖3中大了大約20°/。。除此 之外，球和擺動驅動裝置的旋轉軸線31從噴嘴管頭6的軸線35轉 置了偏心度e。噴嘴管頭6的軸線35和在^求體4裡的通孔5對齊， 也就是i兌通孔與球體4是不對稱的，以及J求體的中心距噴嘴管頭的 軸線35是偏心度e。因此為了與偏心度e相適應，球的軸承環和密 封環的軸承面積也必須^爹正。偏心度e的這種4晉施與在圖3a中所述 的溝槽27， 27a相接合，以獲得最大偏轉。即使在球閥4上通過球 4a的改變而可能導致被潤溼的部件一般來說較快地磨損，而這僅僅 是有限的不利影響，因為其並不經常被操作和在正常運行中是未加 負荷的。此外非常普遍的情況下，噴嘴管頭6—和也許被安裝了的 噴嘴針—由於衝砂/冰川沖刷的原因而必須每年更換一至兩次，這同
13時也可以更換在相同的設備裡的球閥處的可能的易損件，由於球閥 而不會限制設備的可用性。如果用於較大的射流偏轉需要更大的偏
心度e,則球直徑也可以選4奪為大於上述的相對於用於具有中心通 孔的3求的直徑D2的20%。
在圖4中的具有球閥的噴嘴在其功能上與圖3的元件相對應。
附加地示出，用於噴嘴管頭6和球閥4的殼體7是如何利用法 蘭通過螺-全23而4氐靠在環形體8上^皮固定的，該環形體利用其加 工平面確保了對齊自由射流1。環形體8在其內側上達到直至葉壽侖 29的庫鬥葉片30附近(見圖5)。該環形體在其內側上具有人字屋 頂形狀的傾斜部9 (見圖6 )，該傾斜部從葉輪平面呈錐狀地脫離， 以4吏得噴射水乂人庫鬥葉片部位向外偏轉。對於每一個自由射流，在 環形體8裡i殳置有通孔10,在該通；L裡乂於自由射流1進4亍防護以免 受到噴射水的影響，並且該通孔具有直徑D3,該直徑大於在該部 位裡收縮的自由射流的直徑。球閥4的旋轉軸線31在這種情況下 平行於葉4侖平面28。
在圖5中，六個噴嘴體3， 7以相同的距離分布在環形體8上， 這些噴嘴體具有噴嘴管頭6，該噴嘴管頭具有球閥4和擺動驅動裝 置26。 i殳備的安裝，也就是"i兌就葉4侖的軸線而言，可以是垂直的或 水平的。球閥4和擺動驅動裝置26的軸31位於葉4侖平面28上， 該球閥就球閥所預設的尺寸而言符合於前述公司FIKS的標準圖。 噴嘴管頭6和球閥4利用共同的殼體7而被引導至戽鬥葉片30非 常接近的部位。這這種布置的情況下，通孔5在關閉時圍繞擺動驅 動裝置的旋轉軸線31旋轉，其中球表面在噴嘴側上朝自由射流1 旋轉並且通孔5的壁在射出側上朝該自由射流旋轉。這裡也如在圖 3a中所示，溝槽27和/或3求體4a和擺動驅動裝置26的旋轉軸線的 朝向葉輪平面平行偏移偏心度e是可能的，噴嘴管頭6和通孔5的 軸線保留在該葉4侖平面裡。
14在圖6中，將球旋轉驅動裝置在水輪機殼體的端面36上伸出。 為此在該實施例中，球閥4的旋轉軸線31、轉動銷和轉動銷延長部 32a垂直於葉4&平面28，並且在殼體外部安裝有; 走轉驅動裝置26， 該旋轉驅動裝置由搖4幹和直線電動才幾或液壓活塞。在該應用中，^求 體的旋轉軸線31垂直於葉4侖平面28，並且自由射流l'的偏轉在該 葉輪平面中進行。噴嘴體3或者具有球閥4的殼體7在環形體8中 剛性i也連4妄，該環形體具有人字屋頂形4犬的傾殺牛部9。具有^求閥4 的噴嘴例如根據圖3， 3a設計或者根據圖3c設計具有偏心度e。可 以將多個噴嘴聯接在一起並且利用1, 2， 3， 4, 5或6個噴嘴實現 分級的運行。為了進4於六級的運4於，除了噴嘴1之外可以分別將噴 嘴2和3，以及噴嘴4， 5和6聯接在一起，以實現六級運行並節省 旋轉驅動裝置。因此，在這種情況下，只有三個旋轉驅動裝置是必 需的，這樣在緊急關閉的情況下為旋轉驅動裝置預設分級的、膜片 控制的(在液壓活塞的情況下)關閉時間，以將在壓力管道裡的水 中的壓力衝擊保持較低。設備的安裝，也就是說就葉輪29的軸線 33而言，可以是垂直的或水平的。
圖7與圖6相一致。唯獨是具有殼體7的噴嘴3，正如在傳統 的設備中 一樣通常分別直接固定在供應管線25上。
在圖8中，連接到噴嘴6上的球閥4配備有球4a，該球的通孔 5在射入直徑Dl後面變寬，以產生用於圍繞自由射流1的更大空 氣室的空間。由自由射流l所攜出的空氣可以由在通孔的擴大的射 出橫截面上流入的和在內腔裡循環的空氣所替代。
在圖9和10中，射出4黃截面如在直徑D1上的射入部上一樣保 持原狀。在開放位置上，與自由射流一起攜出的空氣通過孔37和 通過止回閥36而得到補償，該穿孔將內腔38與在軸承環和密封環 12之間的環形腔39連接在一起，該止回閥從外部與環形腔連接。 在關閉位置上(圖10 ),內腔38通過孔37而被注入，以及水柱停
15留在止回閥36上。在環形月空39中的少量的也i午還剩下的殘留空氣 將在最短的時間內凝結並在水中溶解。參考標號
1自由射流20密封環
r偏轉的自由射流21套管
2殼體22螺母
3噴嘴體23螺栓
4球閥24密封件
4a球25供應管線
5 it孑匕26旋轉或擺動驅動裝置
6噴嘴管頭(抗磨環)
7殼體27溝槽
8環形體27a溝槽
9傾斜部28葉4侖平面
10通孔29葉輪
11端面30隻又庫鬥葉片
12軸壽義環和密封環31旋轉軸線
13中心體32轉動銷
14噴嘴針32a轉動銷延長部
15翅片33水輪機軸線
16支7"R部^[立34應力螺才全
17主軸35軸線(噴嘴管頭6)
18液壓活塞36止回閥
19壓力彈簧37孑U
17b距離
DO噴嘴直徑
d直徑(收縮的自由射流)
Dl直徑(通孔)
e偏心度
a半圓錐角
(3角度
s角度
38內腔 39環形腔 40 4罷動部4立
D2直徑(球) D2'直徑"求擴大) D3通孑L (環形體)
權利要求
1. 一種在衝擊式或斜擊式水輪機中的具有關斷機構的噴嘴，其中，自由射流(1)從剛性的、逐漸變細的噴嘴體(3)中射出，所述噴嘴體設置在殼體(2)中，其特徵在於，在流動方向上，具有圓柱形的通孔(5)的球閥(4)連接在所述殼體(2)和所述噴嘴體(3)上，所述通孔的直徑D1略微大於在收縮區域裡的自由射流直徑d；其中，在開啟的球閥的情況下，球體(4a)的通孔以距離b置於所述噴嘴體(3)之前，所述距離至少為最小噴嘴直徑D0的10％，以使得具有收縮的所述直徑d的所述自由射流(1)無損失地穿過所述通孔噴射，所述直徑小於所述噴嘴直徑D0並且小於所述通孔(5)的直徑D1，當在關閉的球閥的情況下，軸承環和密封環(12)的圓環形球面將水柱保持住。
2. 根據權利要求1所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於，所 述球體(4a)的外直徑D2小於噴嘴開口的直徑DO的2.5倍。
3. 根據權利要求1或2所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 所述球閥(4)的殼體(7)可以與所述噴嘴體(3)的所述殼 體(2)剛性地連4妄。
4. 根據權利要求1或2所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 所述3求閥(4)的所述殼體(7)設計具有所述噴嘴體(3)的 所述殼體(2)。
5.根據權利要-的噴嘴，其特徵在於，所述球閥的所述殼體(7)可以與環形體(8)連接，所述環形體包圍裝配有雙庫鬥葉片(30)的葉 庫侖(29)，所述環形體在朝向所述雙庫鬥葉片的方向上具有人 字屋頂形狀的傾斜部(9)以用於噴射水，並且所述環形體在 所述自由射流(1 )的方向上具有通孔(10 )。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的具有關斷機構的噴嘴，其 特徵在於，所述3求閥(4)通過旋轉或擺動驅動裝置(26， 32， 32a)實現旋轉運動。
7. 根據權利要求6所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於，所 述旋轉或擺動驅動裝置(26, 32, 32a)的關閉速度可根據預 定的特性曲線控制。
8. 根據權利要求1至7所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 所述J求閥(4)的炎:轉軸線(31)垂直於葉輪平面(28)。
9. 根據權利要求1至7所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於，中。"、 、 、 J
10. 才艮據權利要求1至9所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 所述球(4a)的所述通孔(5 )具有朝向噴嘴出口的溝槽(27 )， 以使得出口側的球表面在關閉運動之後才以角度P嵌入所述 自由射流(1),而在流出側上的所述通孔在移動越過角度|3 時已經4吏自由射流(r)偏轉。
11. 根據權利要求IO所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 所述通孔(5 )以其軸線略微地相對於所述自由射流的軸線平 行地偏移。
12. 根據權利要求1至10中任一項所述的具有關斷機構的噴嘴， 其特徵在於，所述噴嘴管頭(6 )的軸線(35 )和所述通孔(5 ) 對齊，而所述球(4a)的所述旋轉軸線(31 )相對於所述噴嘴 管頭的所述軸線(35)偏移偏心度e。
13. 根據權利要求1至9中任一項所述的具有關斷機構的噴嘴，其 特徵在於，所述球(4a)在內部具有內腔(38),所述內腔的 直徑大於在所述通孔(5)的射入側上的直徑D1，以在所述球 閥開啟的情況下改善空氣的循環。
14. 根據權利要求13所述的具有關斷機構的噴嘴，其特徵在於， 在所述軸岸義環和密委於環(12 )之間的環形月空(39 )通過止回閥(36)連接至外部空氣，並且所述球體(4a)具有孔(37)， 所述孔在所述球閥(4)開啟的情況下將所述內腔(38)與所 述環形爿空(39)連4妄在一起以用於空氣流通。
全文摘要
本發明涉及一種在衝擊式水輪機或斜擊式水輪機中的具有關斷機構的噴嘴。在剛性的噴嘴管頭(6)中產生自由射流(1)。開啟的球閥(4)直接連接在該噴嘴管頭(6)上，收縮的自由射流利用其較小的直徑d以無接觸的方式穿過該球閥的具有直徑D1的通孔(5)。在通孔(5)中的入口上的球體(4a)的端面(11)到具有直徑為D0的噴嘴出口的距離為b，該距離至少為直徑D0的10％，以使得自由射流無損失地通過通孔噴射。在關閉的球閥(4)的情況下，軸承環和密封環(12)的圓環形球面承載水柱，其中，球閥的直徑比在供應管線中的球閥大約小八倍。
文檔編號F03B1/04GK101484689SQ200780025302
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月14日 優先權日2006年7月3日
發明者約瑟夫·埃爾拉赫 申請人:埃爾拉赫諮詢Jec公司