专利名称：发电机的自动排油系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如发电机的、具有内部压缩气体的大型涡轮发电机中的自动排油系统;更具体地涉及一种利用(1)加压油以防止加压气体逸出到外界以及(2)加压水以冷却电机定子绕组的自动排油系统。
通常在大型发电机中是用加压氢气来冷却其定子铁心和转子绕组的，这是因为与空气相比，氢气的冷却能力要好一些。为了防止气体经由各轴承逸出到外界，在与轴承邻接的转轴上都采用了馈油的氢气密封装置。为了防止可燃性的爆炸性的氢气逸出，要慎密地使该密封装置内的油压高于发电机中的气体压力。因为这种压差可能会使油、经由密封装置漏入发电机，所以需要安装导油器以使漏油导入外部的排油槽。在正常情况下，导油器可完全防止任何油漏入发电机内部，但是总不会是100%有效，也已发生过一些漏油情况。如果听任漏入发电机内部的油累积起来，则会导致发电机被迫停转和停电事故。
漏入发电机的油经常会聚集在发电机的下部。通常在发电机的下部机框延伸部分(它可罩住高压套管)中装有排油管路，以便收集漏入发电机的油和一些可能的漏水(如果该发电机是水冷的话)。在该管路内装有一个当排油管路内积满油液时就提供报警信号的油液检测器。因此操作人员或电厂维护人员可用人工方式将该管路中存有的漏油和水(如果存在的话)排出。
由于各种各样的非涡轮发电机制造厂所能控制的原因，操作人员和电厂维护人员有时不能对这种报警信号做出反应，因而不能清理排油管路，以致造成发电机被迫停电、停转和可能损坏等事故。
本发明的一个目的是要提供一种用于发电机中的改进型排油系统以防止在发电机内积满油液。
本发明的另一个目的是要提供一种用于发电机中的改进型自动排油系统以排放积存在发电机内的油液。
本发明为了达到上述和其它各目的，把发电机下部机框的排油管路连接到某一可调差压溢流阀的入口，把其另一入口接通到该发电机内的加压氢气，并把该阀的出口连接到排油槽或该电厂的储油罐。调节该阀使其在排油管路入口处的压力超过基准氢气压力达某一预定量时才动作或打开，而在压力低于某一预定量时才关闭。
在后附的权利要求书中陈述了被认为是本发明的特征的各项新颖特点。结合附图参阅以下描述就可最清楚地了解关于本发明的结构和操作方法以及本发明的其它目的和优点。
图1是采用了本发明的一个发电机排油系统的简图;
图2是说明本发明的操作所用的一种典型差压阀结构示意说明图。
参考图1，图中示出了一部发电机1，它包括一个机框或机壳2，在该机壳2内具有一个转子3，转子3是由该机框两侧的轴承支承在机框2内并且是可转动地安装着的，图中以标号4示出其中一个轴承。发电机1是属于传统设计型式，可以是美国通用电气公司所制造的许多型式。各轴承4支承于机框2两端，轴承4又支承转子3的转轴5以使该转子可被如联结到转轴5的涡轮(未示出)动力源所转动。各轴承4均以本专业中众所周知的各种方式供应润滑油(未示出)。转轴密封装置6在内侧上(更接近该发电机内部的)包围着转轴5，并与轴承4邻接。机框2的底部具有一个由悬臂8和底9组成的下部机框延伸部分7，悬臂8和底9组成一个在轴承4和转轴密封装置6下面、平行于转子3延伸的大致是矩形的箱体。机框2的内部供有冷却用加压氢气，该氢气来自氢气源15，后者通过穿过机壳2的孔眼17的氢气管进行供气。油19经过真空处理去除气泡后，被油泵12用压力从容有油19的油箱10、经过管路11和管路13送到密封装置6。泵12所提供的压力要由氢气源15所提供的氢气压力高，以防止氢气经各轴承4而漏到机壳2的外部。
转轴密封装置6包括两个浮动分割环，泵12馈给的加压油19送到这两个分割环之间，从而形成一种从各密封装置、沿着转轴5的两个方向上面流动的油流。为了防止油19向内流入发电机的内部，在各密封装置6的内侧装有导油器26。导油器26一般都能很有效地阻止油流入该发电机1的内部。但是也有油19漏过各导油器26的情况。可以使这些漏油通过重力而排到下部机框延伸部分7。图中以标号42示出了六个高压套管中的两个，它们穿过机框2、把该发电机的输出接通到供电线路或负载线(未示出)。这种高压套管42拥有内部气冷的通道(未示出)，这些通道会因漏油的累积而阻塞，以致酿成发电机1的过热、可能的电弧放电以及被迫停电或停转等事故。为了克服这个缺点，就在下部机框延伸部分7中装有一种排油装置。孔18将下部机框延伸部分7、经过排油管路20和滤油器41(滤除渣粒)接通到差压阀23的第一入口22。下部机框延伸部分7的底9可有若干条肋，以便构成使漏油导入排油管路20的通路。另外，也可以使下部机框延伸部分7稍微向排油管路20倾斜。通过管路13，把差压阀23的第二入口24与下部机框延伸部分7的上部(即机框2内的“干区”)接通，从而使机框2内的氢气压加到差压阀23的第二入口24。再通过管路28使差压阀23的出口27接通到排油槽10。
差压阀23可被调节，当被分别加到其第一和第二入口22和24的排油管路20和发电机1内部的氢气之间的压力差达到予定压差时，反抗差压阀内偏置簧张力，使该阀把排油管路20、经由阀23接通到管路28，以便排出排油管路20的油。举例来说，可把差压阀23调节得只要在第一入口22处油加气的压强超出第二入口24处的气压强达3PSIG(磅/in2)时就动作。这将发生在排油管路20中的油积得较多时、对发电机常用的型号的油19来说，高度达84吋的情况下。
参考图2就可清楚地了解油差压阀23的工作原理，图2是这种阀的简化示意图。参考图2，差压阀23包括一个外壳30，后者拥有一个可把排油管路20连通到阀塞或阀门31的顶部的第一入口22，阀门31可滑动地装配在外壳30内的圆筒形腔32内。第二入口24通过连接于阀塞31下部的圆筒形腔32的中央部分的氢气管路13连通到电力发电机2内的氢气压力。差压阀23的出口27连通到排油管路28。在正常时，盘簧37使阀塞31偏靠圆筒形腔32的顶面38。通过调节螺丝39就可调节盘簧37，因为前者可顶着盘簧37而旋进调整板40。
这样就把泄油19加上发电机1的机框2内的氢气的压力一起加到阀塞31的顶端，以便迫使阀塞31向下顶着盘簧37的偏置压力。然而，阀塞31底下也通过第二入口24而加有发电机1的机框2内的氢气压力，图迫使该阀塞向上顶着上述向下加到阀塞31顶端的压力。因此，当泄油的向下压力一超过由可调弹簧组件37、39和40所确定的预置压力时，就使阀塞31的圆柱部分34向下移动以打开出口27，使第一入口22与出口27相通，从而使泄油从排油管路20、经过阀塞31上面的腔室32、再经过出口27和管路28而流出。当从排油管路20已排出足够的油时，对抗盘簧37的油压就减小以使阀塞31向上移动;当泄油排到足以使阀塞31关住出口27，从而使排油管路20和管路28阻断时，就使差压阀23回复到准备再被自动驱动的状态。此时在排油管路20中收集有某一预定量的油。
应当知道，差压阀23所将籍以起动的差压就是在某一氢气气压基准范围内的预置基准，该预置基准就是排油管路20中的油量。当大型同步发电机的电负载降低时，操作人员可降低冷却氢气的压力，这样做可以降低在该负载情况下发电机的通风损耗。但是，由于本发明的工作原理是基于这样一种设计，使差压阀的一个输入是氢压，而另一个输入是氢压加上排油管路20中的油柱压，差压阀23的驱动力实质上是与氢压无关的。也就是说，差压阀23的驱动力可用下式表出差压＝(氢压+泄油油柱压力)-氢压＝泄油油柱压力。
因此，根据排油管路中的某一泄油定量或排油管路压力设定差压阀23的驱动力在很宽的氢气压力范围内都是有效的，而无需再调节差压控制器。
举例来说，只要差压阀23的第一入口22处的入口压力比排油管路20中油19的油柱压力低2PSIG或即油柱低于54英寸时，差压阀内的盘簧偏置弹力就会使该阀自动关闭。
排油管路20可包含一段透明的或玻璃管部分，以便观察确定管路20中的油平面，从而调节差压阀23使之在该油平面处起动。
此外，虽然本发明已联系来自涡轮机的泄油进行了描述，但是本发明同样也适用于含有水冷设施的涡轮机中所排出的油水混合液的情况。
此种自动排油系统可多方面地适用于其它用途，例如，它可用于为增加天然气气压所用的离心压缩机的密封油装置中。因此，尽管本发明已就某一最佳实施例进行了描述;但应当知道，在不脱离本发明的精神和范围下，可以在结构细节、各部件的设计和组合以及所用材料的类型等方面做出许多变化的。
权利要求
1.一种同诸如发电机的旋转机器相结合的供油装置，该发电机具有一个外壳，该外壳内容有加压气体和可转动地支承其转轴的轴承；这种供油装置的特征在于它包括--配置在邻接于所述轴承的转轴上的轴密封装置，它的用途是使所述气体保持在所述机器内；--以某一超过所述气体的压力向所述密封装置供油的装置，用以保持住所述机壳内的所述气体；--配置在所述机器内的所述转轴密封装置下面的排油槽，用以排出任何漏入所述机器内部的油；--其第一入口连通到所述排油槽的差压阀；--所述差压阀的第二入口连通到所述机器内的气压以及；--当差压阀起动时就和所述第一入口连通的所述差压阀的出口；从而一当所述第一入口处的压力超出所述第二入口处的压力的压力差达到某一值足以起动所述差压阀时，就使来自所述排油槽的油液经由所述差压阀的所述出口而放出。
2.如权利要求1的装置，其特征在于各导油器配置成与所述密封装置相邻接，以阻断油进入所述机器的内部。
3.如权利要求2的装置，其特征在于所述加压气体是为冷却用途而准备的氢气。
4.如权利要求3的装置，其特征在于所述差压阀的所述第二入口与所述机壳贯通，以便使该入口受到所述旋转机器内的氢气压力。
5.如权利要求4的装置，其特征在于为了冷却的目的而在所述机器内备有一种液体。
6.如权利要求1的装置，其特征在于所述排油槽配置于所述机壳下部机框延伸部分的底部。
7.如权利要求6的装置，其特征在于所述下部机壳延伸部分的底部包括用以把所述油液导入所述排油槽的装置。
8.如权利要求6的装置，其特征在于驱动所述差压阀的所述差压是可调节的。
9.如权利要求8的装置，其特征在于驱动所述差压阀的所述差压是近于3PSIG。
10.如权利要求9的装置，其特征在于一旦所述差压阀被驱动以使所述排油槽连通所述出口后，当所述差压降到某一预定值以下时，就复原以使所述排油槽同所述出口的连通阻断。
11.如权利要求10的装置，其特征在于所述差压预定值是在2PSIG以下。
12.如权利要求11的装置，其特征在于接通到所述第一入口的排油(液)槽的高度超过54英寸。
13.如权利要求4的装置，其特征在于加在所述第一入口上的所述排油(液)槽中的油压可独立地驱动所述差压阀、而同所述机器中的气体压力基本无关。
14.如权利要求8的装置，其特征在于所述排油(液)槽中的所述油(液)压可独立地驱动所述差压阀，而和所述机器中的气体压力变化基本无关。
15.如权利要求14的装置，其特征在于所述导油器被配置于所述转轴密封装置内侧。
全文摘要
一种排油系统，用于容有某种冷却用加压气体、且在邻接各转子轴承处有转轴密封装置以防止该加压气体经轴承逸出的那种类型的发电机。以某一高于该加压气体的压力供油，并提供从发电机底部自动排出漏油的装置。该自动排油装置包括一个差压阀，其第一入口连通到该发电机底部的排油装置，其第二入口连通到该发电机内的加压气体，其出口在该第一入口的差压一旦超过所述第二入口的压力达到某一预置值时就打通该排油系统的排油通路。
文档编号H02K5/124GK1043983SQ8910825
公开日1990年7月18日 申请日期1989年10月30日 优先权日1988年12月30日
发明者小弗雷德里克·约翰·林克 申请人:通用电气公司