一种实时观察记录流态的转轮及方法与流程

本发明属于冲击式转轮，特别涉及一种实时观察记录流态的转轮及方法。

背景技术：

1、冲击式水轮机是借助于喷嘴机构引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使转轮旋转做功，从而完成将水能转换成机械能的一种水力原动机。冲击式水轮机使用范围广，它将来自压力管道的水，经喷嘴后转换为高速射流，切向冲击转轮，推动转轮旋转，从而带动发电机转子转动发电。在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置和做工次数的不同，可分为切击式水轮机、斜击式水轮机和双击式水轮机。

2、冲击式水轮机受到高速水力的冲击作用，水流中通常还含有泥沙等杂质，导致过流表明发生较大磨损，引起转轮失效，磨损后水流的异常流动，降会降低水轮机效率。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种实时观察记录流态的转轮及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种实时观察记录流态的转轮，包括转轮主体，转轮主体的圆周上设置有若干水斗，转轮主体内设置有线缆孔，线缆孔的另一端延伸到水斗背部的低应力区域，线缆孔的位于水斗背部的开口处安装有摄像头，摄像头的线缆布置于线缆孔内。

4、本发明的摄像头安装在水斗背部的无水流区域，该区域为低应力区，且靠近高应力区，除可清晰观察水斗表明的过流状态外，也可通过摄像头实时观察高风险区域是否出现裂纹。本发明通过随转轮转动的高清针孔摄像头，摄像头与转轮相对静止，可实时清晰监测高应力区是否出现裂纹，水流在水斗表明的流动情况，提前发现异常情况，避免出现严重事故。

5、线缆孔布置在转轮内，从水斗背部无水流区域延伸到转轮主体，则线缆布置于线缆孔内以后不会对转轮工作造成影响。线缆孔能对线缆进行保护，线缆从线缆孔穿出后穿到主轴内，在通过水轮机主轴中心孔，发电机主轴中心孔，从发电机主轴上端合适位置穿出，通过转动连接头与外部电源和数据线连接，数据接入中控室，可实时观察水流状态。

6、作为本发明的优选方案，所述线缆孔的位于水斗背部的开口处还安装有光源，光源的线缆布置于线缆孔内。光源与摄像头配套，保证摄像头监控区域有足够光线。

7、作为本发明的优选方案，所述线缆孔的数量为一个或两个，线缆孔的数量为两个时，光源和摄像头分设于两个线缆孔的开口处。线缆孔的数量为一个时，摄像头和光源均安装到该线缆孔的开口处。

8、作为本发明的优选方案，对于中小型转轮，线缆孔延伸到转轮主体的内侧。中小型转轮的厚度更薄，则直接将线缆孔延伸到转轮主体内侧，再穿入主轴内，避免线缆暴露。

9、作为本发明的优选方案，所述线缆孔沿转轮主体的径向布置。线缆孔沿最小路径布置，减小线缆孔加工难度。

10、作为本发明的优选方案，对于大型转轮，线缆孔延伸到转轮主体的法兰面上。大型转轮的厚度较厚，则将线缆孔从转轮主体的法兰面穿出，可缩短线缆孔的路径，方便线缆孔加工。线缆从线缆孔穿出后，再穿入主轴。

11、作为本发明的优选方案，所述线缆孔的数量为两个，两个线缆孔分别从转轮主体的两侧法兰面穿出。将两个线缆孔分别从两侧法兰面穿出，可将两个线缆孔错开。

12、作为本发明的优选方案，所述摄像头的线缆从线缆孔穿出后穿入主轴内。摄像头的线缆在发电机主轴上端引出至中控室，进行实时的画面显示和存盘记录。

13、一种实时观察记录流态的方法，包括以下步骤：

14、s1：在转轮主体内设置有若干线缆孔，线缆孔的另一端延伸到水斗背部的低应力区，线缆孔的开口处安装有摄像头与配套光源，摄像头的线缆布置于线缆孔内；

15、s2：摄像头的线缆通过转轮主体连接至水轮机主轴中心孔，再通过发电机中心孔，摄像机的线缆连接到发电机主轴端引出电源线与数据线，摄像头将监测数据传输到控制室进行实施观察与记录。

16、本发明的有益效果为：

17、1.本发明的水斗背部安装随转轮转动的高清摄像头，摄像头靠近高应力区，则可通过摄像头实时观察高风险区域是否出现裂纹，从而降低裂纹扩展到失效情况的风险。

18、2.摄像头安装在无水流区域，摄像头镜片不会有被水流冲刷丢失和泥沙磨损破坏的风险，可以长期可靠的提供实时的水斗表明水流的流动情况画面，为电站安全运行提供可靠保障。

19、3.本发明的线缆孔布置在转轮内，从水斗背部无水流区域延伸到转轮主体，线缆裸露部分较少，且线缆可以可靠的固定在线缆孔内，线缆不会对转轮工作造成影响，且线缆也不会受到水流的冲刷破坏。

技术特征：

1.一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：包括转轮主体(1)，转轮主体(1)的圆周上设置有若干水斗(2)，转轮主体(1)内设置有线缆孔(3)，线缆孔(3)的另一端延伸到水斗(2)背部的低应力区域，线缆孔(3)的位于水斗(2)背部的开口处安装有摄像头，摄像头的线缆布置于线缆孔(3)内。

2.根据权利要求1所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：所述线缆孔(3)的位于水斗(2)背部的开口处还安装有光源，光源的线缆布置于线缆孔(3)内。

3.根据权利要求2所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：所述线缆孔(3)的数量为一个或两个，线缆孔(3)的数量为两个时，光源和摄像头分设于两个线缆孔(3)的开口处。

4.根据权利要求1所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：对于中小型转轮，线缆孔(3)延伸到转轮主体(1)的内侧。

5.根据权利要求4所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：所述线缆孔(3)沿转轮主体(1)的径向布置。

6.根据权利要求1所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：对于大型转轮，线缆孔(3)延伸到转轮主体(1)的法兰面(4)上。

7.根据权利要求6所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：所述线缆孔(3)的数量为两个，两个线缆孔(3)分别从转轮主体(1)的两侧法兰面(4)穿出。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种实时观察记录流态的转轮，其特征在于：所述摄像头的线缆从线缆孔(3)穿出后穿入主轴内。

9.一种实时观察记录流态的方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明属于冲击式转轮技术领域，特别涉及一种实时观察记录流态的转轮及方法。其技术方案为：一种实时观察记录流态的转轮，包括转轮主体，转轮主体的圆周上设置有若干水斗，转轮主体内设置有若干线缆孔，线缆孔的另一端延伸到水斗背部的低应力区，线缆孔的开口处安装有摄像头与配套光源，摄像头的线缆布置于线缆孔内；线缆通过转轮中心体连接至转轮中间通孔，沿着水轮机主轴中心孔、发电机中心孔，在发电机主轴端引出电源线与数据线，将监测数据传输到控制室进行实施观察与记录。本发明提供了一种实时观察记录流态的转轮及方法。技术研发人员：张春,梁权伟,许义群,熊建军,邹茂娟,宋渭滨,柏勇受保护的技术使用者：雅江清洁能源科学技术研究（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18