專利名稱：水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置。
本實用新型的目的是為水輪發(fā)電機組提供一種在故障狀態(tài)下的可靠的安全保護裝置。
這種裝置可廣泛地用于水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機組的運行過速保護，也可以用作火電機組、水泵等機械設(shè)備運行的過速保護。
水輪發(fā)電機組是水力發(fā)電站的主要設(shè)備。長期以來人們采取了許多措施來保證其的安全、穩(wěn)定運行。目前，國內(nèi)各電站大都采用各類電氣過速保護裝置來完成上述任務(wù)，以避免機組因事故超速而引發(fā)的重大損失。但這些保護裝置存在著如下的不足其一，當電器元件因某些原因，拒動或誤動時，不能可靠地防止機組的轉(zhuǎn)速升高；其二，當廠用電因故停電時，電氣保護裝置則不能投入，機組運行處于無保護狀態(tài)，一旦發(fā)生起速乃至飛車事件，后果不堪設(shè)想。國內(nèi)的大型動力機械上，目前只有汽輪發(fā)電機組采用了機械過速保護裝置，但因汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速相比相差太大，所以該裝置不適用于水輪發(fā)電機。國內(nèi)各水電廠均未采用機械過速保護裝置。
本實用新型的任務(wù)在于給水輪發(fā)電機組提供了一種在任何情況下都可以起保護作用的安全裝置，它不僅結(jié)構(gòu)較為簡單，而且工作準確、可靠。從而保證水輪發(fā)電機組能夠在各種異常情況下都有郊地防止過速飛車的事故發(fā)生。保證了機組的長期安全、穩(wěn)定運行。
本實用新型由過速環(huán)和控制閥所組成。其工作原理為一齒圈牢固地安裝在水輪機大軸上，與機組同步運行，齒圈上布置了由彈簧控制的離心飛擺，當機組正常運行時，彈簧的作用力大于離心擺的離心力，離心擺不動作；當機組超速運行時，離心擺的離心力大于彈簧的作用力，離心擺向外甩出，打擊控制閥的撞塊，自動接通緊急停機油路使機組停機并同時發(fā)出停機信號。


圖1為過速環(huán)的平面圖；圖2為過速環(huán)的剖面圖；圖3為控制閥的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖詳細地說明本實用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作過程。
機械過速保護裝置由過速環(huán)和控制閥兩大部分組成。過速環(huán)由襯環(huán)(8)、齒圈(1)、離心擺(3)、彈簧(4)、頂桿(7)、芯軸(10)、限位銷(2)等組成(見附
圖1.2)。襯環(huán)為分半式，由夾緊螺栓緊固在機組大軸上。齒圈也為分半螺栓把合，由螺栓與襯環(huán)連接。齒圈下方有4個調(diào)節(jié)螺桿(9)，供裝置在安裝時調(diào)整與大軸同心度用，調(diào)整完畢后鎖緊。齒圈外圓有齒槽，用于測速、取測頻信號等。齒圈上面布置離心擺(3)，可繞其轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，行程由偏心限位銷(2)所控制。機組正常工作時，被頂桿(7)壓縮的彈簧(4)的彈力作用在離心擺(3)上，該力與離心擺運行時的離心力相平衡，則擺塊不發(fā)生動作。當機組轉(zhuǎn)速上升超過允許值時，離心擺的離心力大于彈簧的作用力，則會繞固定轉(zhuǎn)動中心擺動一個角度△θ，使其外圓的最大半徑有一增值△L，此時，擺塊將會撞擊控制閥的撞塊(11)，使之產(chǎn)生動作，調(diào)整彈簧彈力的帶有細牙螺紋的頂桿(7)上配置指針(6)，以顯示動作整定值。頂桿還附有鎖緊裝置，保證運行中頂桿不松動。彈簧邊還設(shè)有安全罩，保證在運行中彈簧不會飛出。為運轉(zhuǎn)平衡，本裝置還設(shè)了配重塊。過速環(huán)能方便地整定、準確地顯示、安全地運行、可靠地動作。
控制閥由閥體(13)、閥芯(14)、撞塊(11)、回復(fù)手柄(16)、彈簧(12)及行程開關(guān)(15)組成(見附圖3)。機組正常運行時，撞塊頂住閥芯，使閥芯不動作，撞塊尖端與離心擺外圓保持一段距離△L。當機組超速而離心擺動作時，甩出的離心擺外圓打擊撞塊尖端，使撞塊動作，失去對閥芯的控制，閥芯在彈簧的作用下，迅速移動，接通緊急停機油路，使機組停機，行程開關(guān)同時發(fā)出機組過速停機信號。當機組重新啟動時，需手動回復(fù)手柄(16)，使撞塊(11)、閥芯(14)處于初始位置。該裝置可在廠內(nèi)生產(chǎn)時預(yù)先整定動作值，并鎖緊，以保證運行準確可靠。在電廠運行時，可作小范圍的調(diào)整。
該裝置可以有過速環(huán)加控制閥，過速環(huán)加電氣開關(guān)等配置方式；還有低速、中速、高速三種類型；并且還有分半式整環(huán)式等多種結(jié)構(gòu)形式。過速環(huán)也可以加測頭形成測速或測頻裝置，滿足電廠不同要求。
該裝置為國內(nèi)首創(chuàng)，較之以往的電器保護更為可靠。尤其是在電廠廠用電停電時，仍可以十分可靠地保證機組不過速，成功地解決了長期以來人們擔心的電廠廠用電停電時機組運行安全無保障這一大難題，避免了機組飛車這一重大事故的發(fā)生的可能。這一裝置是水電廠水輪發(fā)電機組運行的，可以信賴的保險裝置。
權(quán)利要求1.一種水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置。具有過速環(huán)和控制閥。其特征在于過速環(huán)裝有可以作為測頻用的齒圈。齒圈平面上布置了離心擺(3)和與離心擺塊平衡的彈簧(4)，以及調(diào)整彈力的頂桿(7)，顯示調(diào)速狀態(tài)的指針(6)。過速環(huán)中還裝有可以用來調(diào)整齒圈同心度的襯環(huán)(8)以及調(diào)節(jié)螺桿(9)。控制閥有可以繞軸心轉(zhuǎn)動的撞塊(11)和由撞塊控制的閥芯(14)及回復(fù)手柄(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于離心擺塊(3)通過芯軸(10)安裝在齒盤端，并可繞芯軸(10)轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于調(diào)整彈簧(4)的彈力的頂桿(7)有細牙螺紋，并配有鎖緊裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于調(diào)整彈簧(4)的彈力的頂桿(7)配置了指針(6)，以顯示頂桿的調(diào)整狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于離心擺(3)的轉(zhuǎn)動角度由限位銷(2)的偏心值所確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于齒圈裝在襯環(huán)之上，齒圈下方有用于調(diào)整同心用的調(diào)節(jié)螺桿(9)和鎖緊螺母。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于控制閥的撞塊(11)，具有凸出的尖端和控制閥芯的凹槽，并能繞軸心轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置，其特征在于控制閥具有球形未端回復(fù)手柄(16)。
專利摘要水輪發(fā)電機組機械過速保護裝置由安裝在水輪發(fā)電機組大軸上并與之同步運轉(zhuǎn)的齒圈(1)以及安裝在齒圈(1)旁的控制閥組成。齒圈(1)上設(shè)有一個由離心擺塊彈簧(4)控制的離心擺塊(3),它與控制閥前端撞塊(11)尖端的距離為ΔL。在水輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速超出允許值時,離心擺塊(3)向外伸出ΔL距離打擊控制閥前端的撞塊(11)尖端而使控制閥動作,通過控制閥油路的改變使水輪發(fā)電機組迅速自動緊急停機。
文檔編號F16P7/02GK2413141SQ9923857
公開日2001年1月3日 申請日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者林昌杰, 陳育平, 鄧顯文 申請人:武漢三鑫自控設(shè)備有限公司