水轮机进水球阀液动球阀
水轮机主阀(球阀)自动控制
2013年度本科生毕业论文
水轮机主阀（球阀）自动控制
院－系：工学院
专业：电气工程及其自动化
年级：
学生姓名：
学号：
导师及职称：
2013年4月
2013 Annual Graduation Thesis of the College Undergraduate
Hydraulic turbine main valve (ball
valve) control
Department:engineering institute
Major:Electrical engineering and automation
Grade:
Student’s Name:
Student No.:
Tutor:
April, 2013
毕业论文（设计）原创性声明
本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：
毕业论文（设计）授权使用说明
本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：
日期：日期：
毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单
水轮机进水球阀
水轮机进水球阀的结构设计
时间:2012-02-24 来源:国电新疆艾比湖流域开发有限公司编辑：刘晓伟
介绍了水轮机进水球阀的主要组成部分及各部分的作用和结构设计特点,这些新结构的使用,使进水球阀的总体布局更加合理,性能更先进。阐述了水轮机进水球阀的工作原理、控制原理、运输保管和安装要求等事项。
1、概述
水轮机是水电站的重要机电设备之一。为了保证水轮机安全和可靠的运行,水轮机的入水口处均装设有进水球阀,上游与压力钢管连接,下游与水轮机进水蜗壳连接。一方面在水轮机及发电机组检修时通过该阀切断压力钢管内的水流,保证检修的安全,另一方面在水轮机及发电机出现异常时可有效切断水流,防止事故的发生。由于水轮机运行的特殊要求,通用球阀在水电站的运行中不能满足工况系统的使用要求,导致机组无法运行的现象也时有发生。为了确保水轮机组能平稳、可靠和安全的运行,在消化吸收国外先进技术的基础上,采用全新的设计理念,研制开发出新型水轮机进水球阀。
2、主要构成部分及作用
水轮机进水球阀主要由主阀部分、驱动部分、旁通管路、上游凑合节、下游伸缩节、锁定部分、支撑部分及配套部分等组成(图1) 。
(1)主阀部分(标配)
包括阀体、球体、阀杆及阀座(活塞止水环)等,该部分是整个阀门的核心,其作用是接通或切断水流。
(2)驱动部分(标配)
对于电动操作的水轮机进水球阀,其驱动部分为电动装置。对于液动操作水轮机进水球阀,其驱动部分为液压接力器与拐臂(对于摇摆缸)等,该部分的作用是驱动主阀进行启闭动作。
(3)旁通管路(推荐采用)
包括旁通阀、检修阀(仅用于旁通阀)、钢管和弯头等,该部分的作用是在阀门启闭前平衡上下游压差,避免在全压差下启闭阀门出现水锤现象以及有效地降低阀门的操作转矩。
进水球阀课件
阀轴两端密封渗漏
1、填料压盖螺栓松动 1、拧紧填料压盖螺栓 2、填料或O形密封圈磨 2、修整或更换填料、O 损或损坏 型密封圈
谢 谢 各 位 ！
wenku.baidu.com 检修密封
我们知道球阀检修密封和工作密封都是采用压力水进行操 作。检修密封止漏换采用手动控制。正常工作时检修密封不 投入只有在检修时才投入，必要时可以投入手动检修密封锁 定。 2. 手动检修密封锁定装臵轴向安装在球阀上游侧进水法兰根 部，共有8组。 3. 每组锁定装臵主要由安装在内侧的锁锭杆和一个安装在外 侧的锁定锁定螺杆组成内侧的锁锭杆可通过其端部的螺孔从 上游侧拉出以便更换密封圈。
和全关两种状态，不允许部分开启来调节流量，以免造成过大的水 力损失和影响水流稳定而引起过大的振动。水轮机进水阀是水电站 进水管线系统中截断或接通水流的控制设备。其主要作用如下：
为水轮发电机组检修提供安全工作条件，即机组检修时，在静水 中关闭进水阀，截断机组进水。
1.
当水轮机组需长时间停用时，截断上游来水，以减少导叶漏水及 因漏水造成的间隙之间的气蚀损坏。还可避免机组长期运行后,因导 叶漏水量增大而不能停机的问题。重新开机 时还可缩短机组所需的 时间。
水轮机进水球阀设有上、下游两个密封装臵，即在出水端
设臵工作密封，在进水端设臵检修密封。正常工作时仅工作密 封投入使用；当工作密封需要检修时，为了不排空压力钢管， 且不影响其它机组的正常运行，检修密封投入工作。 工作密封和检修密封的止漏环均采用不锈钢材料，止漏环
液动水轮机进水球阀结构与技术参数
液动水轮机进水球阀结构与技术参数
一、概述
液动水轮机是利用水压将机械能转换成电能的一种设备，而进水球阀作为液动水轮机中的重要部分，控制液体的进出，是保证液动水轮机正常运行的重要装置。本文将对液动水轮机进水球阀的结构与技术参数进行简要介绍。
二、结构
液动水轮机进水球阀是一种纯液压控制的球阀，其主要由阀门本体、导向件、弹簧、密封元件和支撑板等部分组成。
1.阀门本体：阀门本体是由球体和球座组成，球体与球座之间设置密封
元件，可以实现液体的完全封闭。
2.导向件：导向件主要起到导向作用，使阀门在工作过程中保持在一定
的轨迹上运动。
3.弹簧：阀门本体与导向件之间设置弹簧，可以恢复阀门到关闭状态。
4.密封元件：密封元件主要是用来保证液体的密封性，防止液体泄漏。
5.支撑板：支撑板支撑着整个阀门本体，使其保持在正确的位置上。
三、技术参数
技术参数是评估液动水轮机进水球阀性能的重要指标，常见的技术参数如下：
1.阀门直径：阀门直径一般是由液动水轮机设计流量和进口压力来决定
的，直径越大，通流能力越大。
2.工作压力：工作压力是指液动水轮机进水球阀工作时的液体压力，通
常要考虑到最大工作压力和最小工作压力。
3.最大承受压力：最大承受压力是指液动水轮机进水球阀可以承受的最
大压力，一般要考虑到液动水轮机运行时的压力冲击以及其他意外情况。
4.流量系数：流量系数是指通过球阀的液体流量与进口流量之比，也称
为流量压降指数，是评估球阀流量性能重要的指标。
5.温度范围：液动水轮机进水球阀在使用过程中要考虑到液体的温度，
最大温度是球阀可以承受的最高温度，最低温度是球阀可以承受的最低温度。
水轮机进水阀及筒形阀安装安全技术要求(标准版)
( 安全技术 )
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水轮机进水阀及筒形阀安装安全技术要求(标准版)
Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people
make mistakes
水轮机进水阀及筒形阀安装安全技术要求
(标准版)
²蝴蝶阀和球阀安装的规定
1）组装蝴蝶阀活门用的方木支墩应牢靠，并应相互连成整体。
2）蝴蝶阀和球阀平压阀、排气阀等操作阀门安装前应进行密封试验。试验时阀门应支撑牢固。
3）真空破坏阀进行压力检查时，应固定好弹簧，防止弹簧伤人。操作过程中应防止手或杂物进入密封面之间。
4）伸缩节安装时，钢管与活动法兰之间配合间隙应保持均匀。
5）蝴蝶阀和球阀动作试验前，应检查钢管内和活门附近有无障碍物及人员。试验时应在进人门处挂“禁止入内”警示标志，并设专人监护。
6）进入蝴蝶阀和球阀、钢管内检查或工作时，应关闭油源，投
入机械锁锭，并应挂上“有人工作，禁止操作”警示标志，设专人监护。
7）进水阀试验前，油压装置安全阀应由具备相应资质的单位进行压力整定试验合格。进水阀有水调试应按厂家相关规定进行，并服从机组启动试运行委员会统一指挥。
²筒形阀安装的规定
1）筒体组装时，组装支墩应与基础固定牢靠。
2）筒体组装后，应检查其水平及圆度。当圆度超差过大时，应按设计要求进行处理，不宜采用火焰校正。
水处理工程中各类阀门的区别与特点
阀门的种类
1. 按作用和用途分类
(1) 截断阀：截断阀又称闭路阀，截止阀，其作用是接通或截断管路中的介质。截断阀种类包括闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和隔膜阀等。
(2) 止回阀：止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介质倒流。其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电机反转，以及容器介质的泄放。水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。
(3) 安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。
(4) 调节阀：调节阀类包括调节阀、节流阀和减压阀，其作用是调节介质的压力、流量等参数。
(5) 分流阀：分流阀类包括各种分配阀和疏水阀等，其作用是分配、分离或混合管路中的介质。
(6) 排气阀：排气阀是管道系统中必不可少的辅助元件，广泛应用于锅炉、空调、石油天然气、给排水管道中。往往安装在制高点或弯头等处，排除管道中多余气体、提高管道路使用效率及降低能耗。
2. 按公称压力分类
(1) 真空阀：指工作压力低于标准大气压的阀门。
(2) 低压阀：指公称压力PN≤的阀门。
(3) 中压阀：指公称压力PN为、、的阀门。
(4) 高压阀：指工称压力PN为10~80Mpa的阀门。
(5) 超高压阀：指公称压力PN≥100Mpa的阀门。
3. 按工作温度分类
(1) 超低温阀：用于介质工作温度 t<-100℃的阀门。
(2) 低温阀：用于介质工作温度-100℃≤t≤-29℃的阀门。
(3) 常温阀：用于介质工作温度-29℃
(4) 中温阀：用于介质工作温度120℃≤t≤425℃的阀门。
(5) 高温阀：用于介质工作温度t>450℃的阀门。
进水球阀课件
进水球阀运行程序及工作原理
开阀
关阀
开启旁通阀
阀前后压力差达 到设定值
退出工作密封
止漏环退出
开启旁通阀
旁通阀已打开
关闭进水球阀
进水球阀关闭到位
退出液压锁定
锁定已解除
开启进水球阀
进水球阀开启到位
关闭旁通阀
关闭到位
开阀完成
液压锁定投入
投入到位
投入工作封
止漏环投入到位
关闭旁通阀
关闭到位
关阀完成
球阀密封装置
旁通阀及旁通系统:由旁通弯管、旁通直管、旁通阀、旁通检修阀、 密封件、紧固件等组成，布置在上游连接管与下游连接管之间。在主阀 开启前，打开旁通阀向蜗壳充水平压，（球阀开启必须在阀门两侧的压 力差大于1.0Mpa时进行）降低开阀力矩，减少开阀过程中阀轴与轴承之 间的摩擦，延长阀门的使用寿命。旁通检修阀、便于旁通管路和液压针 阀的检修和安装。
旁通阀一般采用电 (液)动蝶阀、电动球阀，水头较高时采用液动针型 阀。旁通阀前串接一台检修阀,作为旁通阀检修用。检修阀一般采用手动 蝶阀，也可采用球阀、闸阀等。针阀开关时间调整在10 ～20S之间，在 调试过程中可以调整针阀进出油口的节流片进行扩孔处理，来达到实际 需要的开关时间。
空气阀: 也可以叫做自动进排气系统由自动进排气阀（空 气阀）、检修闸阀、管路等组成。安装在下游连接管顶部， 在打开进水阀过程中，自动排除进水阀下游蜗壳内空气；在 关闭进水阀过程中，由于蜗壳排空，管内出现真空自动补气。 检修阀工作过程中处于常开状态，只有自动进排气阀需要维 修时才关闭检修阀，对自动进排气阀进行维修。在机组正常 运行时，空气阀闸阀处于全开位置。
水轮机进水阀-液控球阀结构特点
文章编号:100225855(2008)022*******
新型水轮机进水球阀的结构和原理
彭世辉,叶勇
(上海电建阀门有限公司,上海201811)
摘要 介绍了一种新型水轮机进水球阀的结构特点、性能参数和工作原理。对阀门的液压接力器开启和重锤势能关闭、单阀座偏心密封和内压平衡阀门进出口端压差等结构进行了讨论和分析。
关键词 水轮机;进水球阀;液压传动;重锤式;阀座
中图分类号:TH134 文献标识码:A
The design and principle of a ne w type of inlet ball valves for w ater turbo
()
Abstract:The text introduces the structure features,characteristic parameters and workingprinciple of a new type of Inlet Ball Valves for Water Turbo,discussing and analysing ahydraulic relay to open the ball valve and a weightily hammer to close the ball valve,andthe structure of a single eccentric valve seat that can balance the pressure difference betweenthe inlet and outlet of the ball valve.
球阀的种类及分类
球阀的种类及分类
球阀的种类及分类
球阀是以球体为关闭部件的阀门，主要由阀体、阀座、球体、阀杆、手柄(或其他驱动装置，如电动执行机构、气动执行机构或液压执行机构)组成。它由阀杆驱动，围绕球阀的轴线旋转。主要用于切断、分配和改变管道中介质的流向。
球阀的种类很多，包括不同的工作原理，不同的介质，不同的应用场所。用户应根据工况要求选择不同类型的球阀，球阀类型根据现场实际工况进行分类。
按结构形式可分：
一、浮动球球阀
球阀的球是浮动的。在介质压力的作用下，球体能产生一定的位移，并压紧在出口端的密封面上，保证出口端的密封。
浮动球阀结构简单，密封性能好，但承载工作介质的球体的载荷全部传递到出口密封圈上，因此需要考虑密封圈材料能否承受球体介质的工作载荷。这种结构广泛应用于中低压球阀。
二、固定球球阀
球阀的球是固定的，受压后不动。带有固定球的球阀都有浮动阀座。被介质压紧后，阀座移动，使密封圈紧压在球体上，保证密封。通常在球的上下轴上安装轴承，操作扭矩小，适用于高压大口径的阀门。
为了降低球阀的工作扭矩，增加密封的可用性，近年来出现了油封球阀，它不仅在密封面之间注入专用润滑油形成油膜，
而且增强了密封性能，降低了工作扭矩，更适用于高压大口径球阀。
三、弹性球球阀
球阀的球体是有弹性的。球和阀座密封圈都是金属材料，密封压力很高。根据介质本身的压力，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。
弹性球体通过在球体内壁下端开设弹性凹槽来获得弹性。当通道关闭时，利用阀杆的楔形头使球体膨胀，压住阀座，实现密封。在旋转球体之前，松开楔形头，球体将恢复原状，使球体与阀座之间有一个小间隙，这样可以减少密封面的摩擦力和操作扭矩。
水轮机进水球阀液动球阀
主阀轴端盖密封的结构、轴承的调整与更换。
1、端盖紧固件、 2、填料压盖 3、成型填料 4、调节螺柱 5、端盖 6、上（下）阀轴 7、〇型密封圈 8、〇型密封圈 9、钢套 10、〇型密封圈 11、自润滑轴承 12、Yx型密封圈 13、调整垫片 14、主阀行程开关 15、主阀开关指示机构
球阀轴端密封的调整与更换
• 但需要说明的是，若仅是球体密封圈表面的轻度划痕，则只需按 以下方法检查并执行即可。
• 观察球体移动密封圈、球体密封圈密封表面，若密封表面只有少 量凹痕或划伤，阀体移动密封圈上可用D507焊条补焊，然后打磨、 抛光修复；球体密封圈可用D507焊条补焊补焊修复，拆卸密封圈 前在球体、阀体相邻部位做好标记，便于修复后按原对应位置重 装。
1、密封面间夹杂污垢、泥沙或其他异物2、 1、清洗密封面2、修整或更换3、清除止水环移 密封圈磨损或者损坏3、密封面接触过盈 动部位表面异物4、检查水系统工作压力是否正 量太小 常。 1、密封环上〇型密封圈损坏2、水系统压 力太小3、密封腔内有异物或结垢 1=检测杆上〇型密封圈损坏 1、更换〇型密封圈2、提高水系统工作压力3、 清洗密封腔 更换〇型密封圈
• 球阀运行当中，长锁定杆处出现渗漏，可逆时针旋转取下长锁定杆，将长锁定杆上 两根〇型密封圈取下换上新的密封圈即可，重新装上长锁定杆。 • 其他几处〇型密封圈在设备每次拆下大修过程中进行更换。
水轮机进水球阀-技术协议 上海电建阀门
1.3 标准与工艺
1.3.1 标准 进水球阀的设计、制造、工厂试验、包装、运输、交货、安装、现场试验、试运行、 验收、运行和维护均应符合国家标准、部颁标准和相关规程规范（最新的有效版本） 。 如果某些要求在国家标准、部颁标准和规程规范中没有作出规定，则采用国际标准 或外国标准。对于采用的这些国际标准或外国标准，卖方应提供两份中／英文文件供买 方审查。 如果卖方使用的设计和制造方法或者工艺流程或材料所依据的标准没有包括在以 上标准内，则应将这些标准提交给买方审查。卖方只有在已证明替代的标准相当或优于 上述标准，并已得到买方的书面许可或接受以后，才能使用替代的标准。提交审查的标 准应是中／英文。 1.3.2 工艺要求 卖方提供的合同设备加工工艺应符合适用的有关标准的要求。特别是防潮、防腐、 防结露、焊接等方面要充分考虑本标设备的工作环境的特殊要求，必须严格执行国家标 准和部颁标准。 设备制造采用先进的工艺，以保证各种运行情况下运行可靠，所有部件的结构、尺
5
水电站水轮机进水球阀
上海电建阀门有限公司 技术规范书
许采用局部消除内应力的方法。 焊接件接缝坡口应设计合理，坡口表面应平整、无缺陷、油污及其他杂物。 焊缝外观一般应处理平整圆滑，对于需采用 X 射线探伤的焊缝，表面应铲平磨光。 重要部件上的焊缝打磨处理时，应不削弱其结构强度。
1.7 无损检测
无损检测应按国家标准有关规定、或参考美国 ASTM 标准规定进行。 无损检测方法主要采用磁粉法、染色法和超声波探伤。射线探伤用于高应力部件或 某些关键部件的探伤。 如用其它方法检查、 解释不清或有疑问时， 也可采用射线探伤法。 承包方应将无损检测的详细工艺提交工程师审查。
水轮机进水球阀介绍资料
水利水电专用阀系列产品简介
水利水电专用 液压移动双密封球阀
水利水电专用阀系列产品简介
基本尺寸
序号
公称直径 D
B
B2
L
L2
H
备注
1
500
900
450
1480
880
560
2
600
1040 520
1680
920
700
3
700
1280 640
1880
950
760
4
800
1400 700
2030
980
850
水利水电专用阀系列产品简介
液压移动密封半球阀
液压移动密封半球阀是我公司吸收国内外先进技术，开发 研制的新产品。该产品适用于水利输水管道、泵站进出口 管道以及水电站进水管道，用作水流的截断和开启。 结构和性能特点 1、液压移动密封
阀门设有移动密封环（阀座），在液压系统的控制下可 沿管道轴线方向往复移动。当阀门处在关闭位置时，密封 环在液压油的作用下投入，向前紧压在活门（阀芯）封水 环上，实现关断并密封。阀门开启时，在液压系统的控制 下密封环先向后移动退出，与活门脱离，活门旋转90o开启 。在活门旋转过程中，密封副之间无摩擦，密封副寿命也 大大提高，同时也减小了操作扭矩。
公司简介
公司简介
生产装备：
水轮机进水球阀
The Hydraulic Controlled Spherical Valve has maintenance seal in upstream and working seal in downstream. Maintenance seal is manual controlled, working seal is automatically controlled. Movable sealing ring of maintenance seal and working seal can be moved along the pipeline direction to form sealing with the fixed ring on the plug. Sealing pairs is friction-free in the operation. The valve has small driving torque, long life-span and best safety and reliability.
The pressure oil operating system adopts pressure oil storing tank or harmmer. The valve can realize open, closing, closing by dynamic water to ensure safety of set equipments behind valve in case of emergency (even if power supply fails).
水电站球阀控制系统(一)
水电站球阀控制系统（一）
中国泵业网进水阀在水轮发电机组中起着非常重要的作用：当机组停机时，关闭进水阀门用于减小水流损失；当机组发生故障而调速器失灵时，能在动水下紧急关闭，迅速切断水流，避免事故的继续扩大。
球阀是进水阀的一种。近年来随着我国大型冲击式水轮发电机组的不断发展，对制造和控制技术的要求也日益提高，对进水球阀的控制就显得尤为重要。早期的球阀控制系统在电气控制上采用常规的继电器逻辑控制方式，由于组成的元器件均组装在大小不同的盘柜中，转接点多、配线复杂，从而导致控制装置的故障易发，可靠性欠佳，且逻辑关系复杂，控制方式单一，信息量少，仅能满足基本功能；在机械液压控制上采用管路加阀门的方式，配管复杂，有可能产生大的泄漏，互换性、通用性差，使用压力范围窄。目前电厂对机组的自动化要求不断提高，传统控制方式已不能满足用户要求。针对这一现象，东方电机控制公司对球阀控制进行了大量的改进，采用现代电子控制技术和二通插装阀与专用集成控制阀块结构，开发出新型球阀控制装置，现已成功应用于金窝电站、仁宗海电站等大中型冲击式机组。本文对该控制装置的组成、功能、特点等作一简要介绍。
2球阀控制系统的组成
球阀控制系统主要由电气控制系统和液压控制系统组成”电气控
制系统一般采用PLC电气控制，液压控制系统一般采用液压控制阀组。其主要部件特点分述如下：
2.1电气控制系统
电气控制系统采用PLC电气控制柜或壁挂式PLC电气控制箱。PLC电气控制柜是电气控制系统的核心部件，采用PLC可编程序控制器，柜体面板上的显示采用工业触摸屏，这种方式成本较高且占用空间较大，但功能完善，方便使用和维护；壁挂式PLC电气控制箱是可编程序控制器只作为核心控制部件，其余显示部分仍采用指示灯等，这种方式结构较简单，成本也较低，功能也很强大且对现场空间要求不高。所以一般机组如无特殊要求我公司均采用壁挂式PLC电气控制箱，本文就只对PLC电气控制箱做简要介绍。
水轮机进水球阀介绍
d
901 1112 1328 1530 1760
L1
2570 2880 2950 3280 3640
L2
600 600 600 700 700
D1
108 108 108 159 159
H
1680 1915 2215 2480 2750
H1
900 1000 1150 1350 1450
24-39 28-42 32-48 36-48 40-55
水利水电专用阀系列产品简介
2、线性调节特性 活塞式调流阀的调节作用是：阀体设计为环状通道，在阀门出口端阀 体的内腔为内圆锥，阀芯为外圆锥，通过阀芯的轴向移动，改变锥管状 流道的宽度，实现水流流量的调节，流量与阀门的开度成线性特性。 3、最佳的防气蚀结构 阀腔内无论任何位置的水流断面均为环状，在出口处向轴心收缩，从 而达到最佳防气蚀，避免因节流而可能产生的气蚀对阀体和管道的破坏 4、最佳的防振动效果 由于流道的轴对称结构，介质在高速流动下，也不会产生振动。 5、可配置手动或电动调节 活塞式调流阀可配置为蜗杆传动的手动调节，蜗杆传动为不可逆传动 ，因而具有自锁作用。根据用户需求，也可配置为电动调节，实现自动 化远控。
水利水电专用阀系列产品简介
基本结构
水利水电专用阀系列产品简介
基本尺寸
水利水电专用阀系列产品简介
1 水轮机进水阀及常用阀门
空气阀：为了在蝶阀关闭时向阀后补气，和 在蝶阀开启前向阀后充水时排气，必须在阀 门下游侧压力钢管的顶部设置空气阀。
该阀由一个空心浮筒悬挂在导向活塞之下，浮筒 浮在蜗壳或管道中的水面上，空气阀的通气孔与 大气相通。当水还没充满钢管时，空气阀的空心 浮筒在自重的作用下而开启，使蜗壳内的空气在 充入的水体的排挤下，经空气阀排出；当管道和 蜗壳充满水后，浮筒上浮至极限位置，蜗壳和管 道与大气隔断，以防止水流外溢。当进水阀和旁 通阀都关闭后，在进行蜗壳排水时，随着钢管内 的水位下降，空气阀的空 心浮筒在自重作用下而开 启，自由空气经空气阀向 蜗壳充气。
第1章 水轮机进水阀及常用阀门
主要内容 1、进水阀的作用及设置条件 2、进水阀的型式及其主要构件 3、进水阀的操作系统 4、水电站常用阀门的种类、作用与结构 重点难点 1、进水阀的作用 2、蝴蝶阀、球阀和筒形阀的结构与特点 3、蝴蝶阀的操作条件及操作过程
第1.1节 进水阀的作用及设置条件
1、进水阀定义
法国 加拿大 加拿大 加拿大 法国 法国 法国 法国
加拿大
法国 法国 葡萄牙 加拿大 原苏联 原苏联 原苏联 中国
中国 中国 中国
中国 中国
中国 中国
2>装置结构 筒形阀主要由筒体、操动机构和同步控制机构 组成。筒体是薄而短的大直径圆筒。操动机构用 于控制筒体上下运动以启闭筒形阀。同步控制机 构用于协调筒形阀的 多套操动机构动作一 致，从而保证筒形阀 的平稳启闭并避免在 动水关闭时水流冲击 引起的晃动。
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1.2.2.3主阀轴承的更换
• 阀修期门经过一个大修期的长时间运行，阀轴轴承会有一定的磨损，轴与轴 承间隙增大，当影响球阀使用时，必需更换阀轴轴承。
• 更换时，从管道上拆下主阀，将球体进行有效的固定、支撑，保证轴承不再 支撑球体重量。拆除曲柄，松开调节螺母，取下填料压盖，取出填料，拆下 轴端密封端盖，用M30螺栓将钢套和轴承一同取出，将取出个零部件逐一检 查，对损坏部分进行修复或更换，按零部件装配关系，完成组装。
1、位置开关 2、螺钉 3、指针 4、位置指示牌 5、上检测杆 6、调节螺钉 7、压盖 8、填料 9、填料座 10、上游连接法兰 11、〇型密封圈 12、〇型密封圈 13、端盖锁定座 14、短锁定杠
1.4.2检修密封手动锁定装置密封件的更换
• 球阀检修密封锁定装置只有在检修密封投入后，为确保设备下游检修人员安全，人 工投入检修密封密封锁定装置。（若干处）
主阀密封圈的结构与更换(球阀工作、检修密封结构示意图)
1、球体 2、〇型密封圈 3、螺钉 4、球体密封圈 5、阀体移动密封 环 6-8、Yx型密封圈 9、〇型密封圈 10、阀体(左、右） 端盖 11、〇型密封圈 12、〇型密封圈 13、〇型密封圈 14、〇型密封圈 15、密封腔排油口 （工作、检修密封 各两处） 16、密封腔油、水 排放口（工作、检 修密封各两处） 17、上游连接管法 兰（或下游伸缩器 法兰）
• 但需要说明的是，若仅是球体密封圈表面的轻度划痕，则只Biblioteka Baidu按 以下方法检查并执行即可。
• 观察球体移动密封圈、球体密封圈密封表面，若密封表面只有少 量凹痕或划伤，阀体移动密封圈上可用D507焊条补焊，然后打磨、 抛光修复；球体密封圈可用D507焊条补焊补焊修复，拆卸密封圈 前在球体、阀体相邻部位做好标记，便于修复后按原对应位置重 装。
• 球阀运行当中，长锁定杆处出现渗漏，可逆时针旋转取下长锁定杆，将长锁定杆上 两根〇型密封圈取下换上新的密封圈即可，重新装上长锁定杆。 • 其他几处〇型密封圈在设备每次拆下大修过程中进行更换。
2.套筒式伸缩器密封圈的结构、调整与更换
说明： 1、通过调紧压盖已无法达到伸缩器密封时，应对伸缩器密 封圈进行更换。 2、马丁米高密封圈为截面绳状填料，将绳头切成45度斜角， 沿伸缩器外壁逐渐压入填料函，至两端成45度重叠对接， 多出的部分切除，压入过程中填料不得出现扭转、折叠等 现象。 3、每压入一圈填料，在压盖上间隔装上适量调节螺钉将填 料函底部，在用同样的方法将剩下的四圈填料逐一压入填 料函，注意在每装一圈填料时接头处要与上一圈接头错开 一定的角度。
水轮机进水球阀液动球阀
水轮机进水球阀系统的构成
• 水轮机液动球阀系统主要包括液动球阀，上游连接管、下游连接 管、进水管伸缩器、旁通压差控制部分、自动进排气部分。
1、压力变送器 2、压力表 3、压力控制器 4、旁通检修闸 阀（手动球阀） 5、旁通管〇型 密封圈 6、液动球阀 （主阀） 7、主阀伸缩器
• 阀门轴密封由填料和〇型密封圈组成，填料的材料为夹织物橡胶，由于其在 工作过程中与阀轴摩擦而磨损，导致阀门轴端产生渗漏，需要调整。如果磨 损严重，超过填料的补偿极限时，必须对其进行更换。
上、下阀轴填料的调整
更换时：拆除曲柄，松开调节螺母，取下填料压盖，取出损坏的填料，将新 填料换上，重新上好填料压盖，均匀拧紧调节螺母，装上曲柄。阀轴填料共 由上中下三种填料组成，1个上填料，3个中填料，1个下填料，组成一组， 应对一组全部进行更换。
3.空气阀的结构与其密封件调整与更换
该部分请参阅进水蝶阀部分内容
• 4.旁通阀的结构及其密封件调整与更换
• 详见进水液动蝶阀相应部分
液动球阀水系统的工作原理与操作
（ 液 压 及 水 系 统 工 作 原 理 图 ）
水系统操作说明
• 对大径口球阀，为了防止误操作造成对阀门的损害，其水系统与液压系统及 机械采用了互锁方式。即，阀门必须处于全关状态才能进行水系统的操作， 检修密封和工作密封必须处于退出状态才能打开液压系统油路，从而才能进 行阀门的操作。具体说明如下： • 工作密封需要投入时，球阀必须处于关闭状态。当球阀关到位后，在行程触 板曲柄的作用下，行程阀2动作，压力水回路连通，当接收到工作密封投入 信号后，工作密封电磁阀得电，沉淀箱内的压力水通过过滤器、电磁阀、行 程阀2进入到球阀工作密封活塞下游腔，推动阀体工作密封圈向球体运动， 两密封面接触，形成一定的密封比压；工作密封投入，并保压。在工作密封 投入过程中，压力水进入到行程阀3，推动换向阀使主接力器主油路关闭。
过过滤器，电磁阀，行程阀1进入球阀检修密封下游腔。推动阀体检修密封圈与球
体密封圈脱离，检修密封解除。检修密封副投入和解除时均有信号给出。
一般故障及排除方法
• 球阀液动部分
故障情况 法兰密封面及各部件连 接处渗漏 阀轴两端支承渗漏 活门密封面泄露 故障原因 排除方法 1、密封面间夹杂污垢、泥沙或其他异物2、 1、清洗密封面2、修整或更换3、均匀拧紧连接 密封圈磨损或者损坏3、密封面接触过盈 紧固件。 量太小 1、填料压盖螺柱松动2、填料或〇型密封 圈磨损或损坏 1、拧紧填料压盖螺栓 2、修整或更换填料及〇型密封圈
1.3球阀工作、检修密封检测装置的结构与密封件的更换
1.3.1、球阀工作、检修密封检测装置组成及结构见图2.5
液动球阀的工作、检修密封检测装置，安装在球阀两端上游连接管和下游 伸缩节器外侧法兰根部，各两处。上下检测杆随球阀阀体密封圈的投入和退 出一起移动，来检测球阀工作、检修密封的具体位置。
2.5工作、检修密封检测装置
密封环不能动作 工作密封指示杆、检修 密封指示杆及锁定杆部 位泄露 球阀顶部排气阀、密封 环排气、排气阀等连接 处泄露 油缸启动不灵活
1、连接部位不紧或松动2、密封垫或〇型 密封圈磨损或者损坏 1、油缸内部密封圈磨损或损坏2、活塞生 锈
1、连接部位拧紧连接紧固件2、修整或更换密 封垫或〇型密封圈 1、修整或更换2、取锈并上润滑油
1、密封面间夹杂污垢、泥沙或其他异物2、 1、清洗密封面2、修整或更换3、清除止水环移 密封圈磨损或者损坏3、密封面接触过盈 动部位表面异物4、检查水系统工作压力是否正 量太小 常。 1、密封环上〇型密封圈损坏2、水系统压 力太小3、密封腔内有异物或结垢 1=检测杆上〇型密封圈损坏 1、更换〇型密封圈2、提高水系统工作压力3、 清洗密封腔 更换〇型密封圈
8、旁通阀（液动针型阀） 9、空气阀 10、空气检修阀(手动球阀） 11、空气管路〇型密封圈
12、上游连接管 13、接力器地脚螺栓 14、主阀地脚螺栓 15、主阀排水阀〇型密封圈 16、主 阀排水阀（手动球阀） 17、排水管〇型密封圈 18、排水阀（手动球阀） 19、配水环管〇型密封圈 20、配水环管法兰
球阀工作密封的更换
• 阀体移动密封圈、球体密封圈运行当中受高压、高速水的长期冲 蚀，密封圈表面会受到一定的损坏，如若两密封圈表面损坏严重、 受损面积过大，而出现球阀密封漏水量增大的情况，就必须对其 进行更换。
• 阀体检修密封和工作密封是移动式，密封圈采用Yx型截面密封圈 对滑动表面进行密封，Yx型截面材料为丁腈橡胶（WA8533）。长 期工作因老化渐渐失去弹性或在工作过程中收到磨损，不可避免 地导致阀体密封正常工作，可赞不更换；如密封的驱动采用液压 站供油，密封面出现渗漏，将会发生油水混合，若油、水混合现 象严重，表明阀体密封圈投入后球阀密封面效果不好，同时也会 对液压系统的使用造成不利影响，这时应需要对Yx密封圈进行更 换。更换时，按与更换球体密封圈的流程进行。
• 球阀需要打开时，先解除工作密封，当接收到开阀信号后，工作 密封电磁阀得电，沉淀箱内的压力通过过滤器、电磁阀、行程阀 2进入到球阀工作密封活塞上游腔，推动阀体工作密封圈离开球 体运动，两密封面脱开，工作密封解除。当工作密封解除后，行 程阀3活塞杆退回，换向阀动作，接力器主油路接通。
• 当球阀检修密封需要投入时，球必须处于关闭状态。当球阀关到位后，在行程触板 曲柄作用下工作，行程阀1动作，用于控制检修密封动作的水系统回路接通，此时， 手动操作自保持球阀（用内六角扳手旋转检修密封自保持球阀），沉淀箱内的压力 通过过滤器，电磁阀，行程阀1进入到球阀检修密封活塞上游腔，推动阀体检修密 封圈向球体运动，两密封面接触，检修密封投入，并保压。解除检修密封时，手动 操作自保持球阀（用内六角扳手旋转检修密封自保持球阀），沉淀箱内的压力水通
水轮机进水球阀系统液动球阀各主要部分的结构、使用与维护。
1、检修密封 检测装置。 2、检修密封 手动锁定装置。 3、主阀吊装 吊耳 4、主阀排气 阀（接头） 5、阀体 6、球体 7、阀轴 8、阀轴密封 9、接力器
10、操作机构手动锁定 11、曲柄 12、密封腔排气接头（工作、检修密封各两处） 13、站脚垫板 14、站脚调节楔子板 15、主阀开度指示装置 16、密封腔油 17、工作密封检测装置(两处） 18、密封腔排油管（工作、检修密封各两处，主阀正下方）
主阀轴端盖密封的结构、轴承的调整与更换。
1、端盖紧固件、 2、填料压盖 3、成型填料 4、调节螺柱 5、端盖 6、上（下）阀轴 7、〇型密封圈 8、〇型密封圈 9、钢套 10、〇型密封圈 11、自润滑轴承 12、Yx型密封圈 13、调整垫片 14、主阀行程开关 15、主阀开关指示机构
球阀轴端密封的调整与更换
关闭球阀
检修密封投入， 其机械锁定投入
投入球阀机 械锁定
拆除排气、 排水管路
拆除伸缩 节
拆除工作密封检 测装置填料
排空密封腔 内水或油
拆除工作密 封检测杆
拆下阀体移 动密封环
拆下球体密 封圈
更换球阀体 密封圈
更换移动部位 密封圈
球阀密封圈的更换
• 球阀检修密封更换时，必须将球阀整个从管路上拆下，拆球阀前 将所有检修密封锁定杆逆时针退出卸下，其他更换过程与工作密 封一致。