专利名称：转子旋转装置的接合杆锁定器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及蒸气透平及转子的旋转连动装置(rotor turning gear)，尤其是涉及锁定用于啮合这种转子旋转装置的接合杆的设备。
大部分大型电力机械，如蒸汽透平，在加温，冷却期间，特别是当在停机若干天期间或许又需要临时重新启动蒸汽透平时，通常要装备旋转装置以便使它们的转子旋转得慢些。这些旋转装置的目的在于使转子保持接近于周围均匀温度，以保证转子基本上保持可靠的，平衡的状态。
常规的旋转装置一般包括使一个齿轮系旋转的马达装置，它用来作为啮合安装在转子轴上的联接齿轮。为了从联接齿轮啮合和/或断开齿轮系，旋转装置一般包括操纵杆，它在啮合和断开位置之间靠压缩空气操作。当这些旋转装置啮合时，转子轴将以规定的速度转动。在蒸汽透平启动期间，当转子轴的速度增加到超过规定速度时，旋转装置将自动地断开。
这些常规的旋转装置发生的一个问题是，它们的偶然性的断开问题。就是说，由于完全是一个偶然的能量源，如密封套泄漏的蒸汽进入蒸汽透平，由啮合旋转装置转动的转子轴可能暂时超过规定的速度。因此，可以很容易地了解到，在转子轴的速度由于偶然性能源的排除而出现不希望有的降低的这些情况之下，不管这些情况的可能性如何，这种旋转装置将过早地断开。
在现有技术中，一个看起来很简单解决这个问题的方案是，具有接合杆的旋转装置，当它们的旋转装置啮合时，总是使这种接合杆锁定到位。然而，由于所有的旋转传动装置根据要求必须能自动地断开，现有技术未曾有过任何利用接合杆锁定装置的解决方法。
因此，本发明的一个总的目标是根据锁定常规的转子旋转装置的一种装置，更准确地说，本发明的目的旨在提供一个接合杆锁定装置，它不仅能防止转子旋转装置偶然性的断开，而按要求还允许使这种转子旋转装置自动断开。
简单地说，本发明的这些和其它一些目标是用一个具有接合杆的常规的转子旋转装置通过一个接合杆锁定装置来完成的，该锁定装置通常包括一个保持接合杆锁定在它的啮合位置的电磁装置以及电磁装置的激励装置。根据本发明的第一实施例的电磁装置包括一个销钉，使销钉与接合杆适配在一起的装置以及使销钉伸出以啮合适配装置的电磁线图装置。更可取的是，接合杆锁定装置还包括一个附加在销钉一端的柱塞以及使销钉从适配装置的啮合位置当中出来移到一个退回位置的弹簧。
根据本发明的第二实施例，这种电磁装置包括一个在激励时已予先确定了强度的有引力的电磁铁以及将电磁铁并列安装到接合杆的相适应的装置，因此，引力使接合杆保持在它的啮合位置。引力的予定强度仍然适于克服作用在接合杆上的任何偶然性的断开力。
根据本发明的一个重要方面，接合杆锁定装置还包括控制电路装置，它不仅防止使转子旋转装置从转子轴偶然地断开，而且还根据要求能使这种转子旋转装置自动断开。控制电路最好还包括电源以激励电磁铁或电磁线圈装置，以及常开的开关装置以防止接合杆锁定装置啮合(当接合杆完全啮合且蒸汽透平单元“被锁定”时的情况除外)。
本发明从以下对其详细说明并结合附图将变得更易明白，其中
图1是局部断面图，根据本发明它说明转子旋转装置包括一个接合杆锁定装置;
图2是根据本发明第一实施例在图1中示出接合杆锁定装置的部件图;以及图3是根据本发明第二实施例在图1中示出的接合杆锁定装置的部件图。
现在，参考附图，在不同视图中的相同的或对应的部件都标有同一元件编号。图1示出常规电力机械12(例如，蒸汽透平)的转子轴10的一部分。在电力机械12加温、冷却期间，特别停机若干天又需临时启动电力机械12时，通过常规的转子旋转装置14，使这种轴10旋转得慢些。这是通过带有耦合间隔齿轮16与转子旋转装置14的啮合完成的，齿轮16一般位于透平转子轴10的发电机端。用这样的已知的方式，为了保证一个基本可靠的工作条件和保持转子轴10的平衡，使转子轴10基本上保持与周围有相同的温度。
转子旋转装置14，一般说来，包括提供使转子轴10转慢所需原动力的马达装置18;一个将这种原动力从马达装置18传输到耦合间隔齿轮16的齿轮系20;啮合转子旋转装置14的连锁装置22;远距离驱动连锁装置22的装置24以及安置齿轮系20、连锁装置22和驱动装置24的机壳26。
这种马达装置18相应地包括一个有同步速度约为1200转/分的交流旋转装置电动机。置于基座底板28，通过利用相宜的装置，如许多螺栓30，将马达装置18连接在机壳26上。旋转装置的马达轴32的部分从马达装置18伸出来，且提供一个使马达装置18连到齿轮系20的连接点。齿轮系20通过具有附加在机壳26上的上部轴承36的链形联接器34使伸出部分固定。这样，马达装置18的转动，通过链形联接器34传输到下部轴承36支承的蜗杆轴38上。在工作轴38的一段上，约在其中间部分，齿轮40形成对蜗杆齿轮42的啮合，蜗杆齿轮42由一个第一小齿轮轴44支承且固定到该小齿轮轴上。
第一小齿轮轴44在其一端构成一个齿轮46，它适于与一个减速齿轮48相啮合。在这样的一个转子旋转装置14的有代表性的装置中，马达装置18以约1150转/分的速度顺时针方向转动，并且经由在蜗杆轴38上所构成的齿轮40将它的原动力传输到蜗杆齿轮42上。这个蜗杆齿轮42同样也将其原动力传输到第一小齿轮轴44上，并且，因此引起在第一小齿轮轴44上所构成的齿轮46以反时针方向转动，其转速约为38.33转/分。
减速齿轮48是由主小齿轮轴50支承且由它来固定的，同时，在主小齿轮轴50的中间部分，使齿轮52做成与一个滑动小齿轮554相啮合，该滑动小齿轮54同样也通过滑动小齿轮轴56支承。在上述引出的典型装置中，(即，其中第一小齿轮轴44反时针方向旋转，转速约为38.33转/分)，第一小齿轮轴的齿轮46也是反时针方向旋转，将每个原动力从第一小齿轮轴44传送到减速齿轮48，减速齿轮48依次按顺时针方向转动，并使转动速度减低到约10.57转/分。由于在主小齿轮轴齿轮52与滑动小齿轮54之间的啮合，引起滑动小齿轮54反时针方向转动，转速约为1-1/2转/分。
为了转子旋转装置的啮合，载有主小齿轮轴50和滑动小齿轮轴56的滑动小齿轮侧板58，通过联接装置22进行连接。转子旋转装置14通常与电磁空气阀(未示出)相接，它在驱动装置24中控制着一个双动式空气气缸60。空气进入空气气缸60的一端(以后称“啮合空气”)与转子旋转装置44啮合，而空气进入空气气缸60的另外一端(以后称“断开空气”)使转子旋转装置14断开。随着“啮合空气”通入，在联接装置22中接合杆62移动到“进入”，或图1中实线示出的啮合位置。这就产生一个向前的运动，通过联接装置22的座传输到滑动小齿轮侧板58上，顶着连接在机壳装置26上的停车机构64，滑动小齿轮侧板58同样也被推向前，使滑动小齿轮54与耦合间隔齿轮16相啮合。
当转子轴10的速度增加到超出上述规定速度时，由转动耦合间隔齿轮16上的齿所产生的力矩将使滑动小齿轮54释放。然后，滑动小齿轮54从转子轴10上脱离，并且往回运动，使滑动小齿轮侧板58和联接装置22移动到断开位置。当接合杆62移动到它的“向外”或断开位置时，如图1中部分剖视所示，开关装置(未示出)接通，使一个断开电磁阀(未示出)驱动，它使“断开空气”加到空气气缸60的另一端以便使整个旋转装置有可能断开。“断开空气”加到气缸60上，这样就使接合杆62运动到“向外”或断开位置，接合杆62依次使联接装置22作相反的运动，并且离开停车机构64把滑动小齿轮侧板58拉回来，使停车机构64和滑动小齿轮52上的齿轮54保持在断开位置。
众所周知，转子轴10的速度可能暂时地增加到超出它的规定值，因而就会导致旋转装置14的偶然性的断开。那就是说，由于多半是暂时性的能量源，如密封套泄漏蒸汽注入蒸汽透平，由啮合旋转装置14转动的转子轴10就暂时趋过规定速度。因此，为了使接合杆62保持在它的按要求啮合的位置，本发明提供的一种接合杆锁定装置66，它具有为在极接近于接合杆62的地方安装接合杆锁定装置66以及能调节定位接合杆锁定装置66的一个或更多的垫片70的一种装置68。
根据本发明的一个实施例，如图2中图解示出，接合杆锁定装置66包括一个销钉72，它适于与接合杆62上的孔74相适配。这种销钉72包括在其一端的一个柱塞76且通过一个电磁线圈78工作在它退回与伸展位置之间。如图2所示，销钉72在正常情况下，通过一个弹簧80使其保持在一个退回的位置，弹簧80安置在柱塞76和电磁线圈78之间。当需要使接合杆62锁定在它的啮合位置时(如图1中实线示出)，控制电路82激励电磁线图78，因而使它将销钉72伸入到做在接合杆62上的孔74中与之啮合。
根据本发明的最佳实施例，控制电路装置82包括一个可以含有交流或直流的电源84;防止接合杆锁定装置66偶然啮合的第一和第二开关装置86和88;以及当按钮选择器92或开关装置86闭合时，且开关装置88也闭合时，一个从电源84将电流传送到电磁线圈78的继电器90。更为可取的是，第一开关装置86一直“断开”到接合杆62断开为止。但是，当接合杆62将其移动到完全啮合的位置以啮合带有耦合间隔齿轮16(图1)的转子旋转装置14时，接合杆62则将闭合第一开关装置86，使电流从电源84通入继电器90。然而，如果第二开关仍处在断开位置，这个电流是不会流入的。
第二开关装置88适于常闭状态，并使这样的闭合一直保持到电力机械或蒸汽透平12未被锁定为止。那就是说，当常规的自动停机作用或一个适宜的EH(即电动液压的)脱扣集管的压力不足的情况存在时，第二开关装置88将处在闭合位置。当脱扣集管的压力增加到足够高，指示出电力机械12准备投入运行时，第二开关装置88将断开以防止接合杆锁定装置66发生任何偶然性的啮合。
通过确信当电力机械或蒸汽透平12的速度有意地增加(即，当蒸汽透平“被锁定”)时，接合杆62可以随便断开，这种第一和第二开关装置86，88联锁功能得以保护转子旋转装置14及其联接马达装置18。如果当蒸汽透平12正确地运行时(即，“被锁定”)转子旋转装置14偶然地被移动，使耦合间隔齿轮16啮合(图1)，这种新奇的特性是通过防止电磁线圈78被激励来实现的。当接合杆62被移动到它的啮合位置时，这也对销钉72起防止伸展的作用。
根据本发明在图3中图解示出的另一实施例，接合杆锁定装置66′包括一个电磁铁94，当激励时，如以下详述的，电磁铁94具有这样一个予先确定了强度的引力，致使接合杆62保持在它的啮合位置，接合杆锁定装置66′，如象图2中示出的接合杆锁定装置66那样，包括装置68(例如，安装托架)使接合杆锁定装置66安装到极靠近于接合杆62的地方;以及为调节定位接合杆锁定装置66′的一个或更多的垫片70，无论任何偶然断开的力(例如，密封套泄漏蒸汽注入蒸汽透平12)都能使引力适于接合杆62处在它的完全啮合的位置，当需要使接合杆62锁定在它的啮合位置时，如在图1中由实线示出的)，控制电路装置82激励电磁铁94，并且产生其引力将接合杆62吸引到一个锁定的、完全啮合的位置。
根据本发明目前的最佳实施例，控制电路装置82包括一个电源84;防止接合杆锁定装置66′的偶然性啮合的第一和第二开关装置86和88;以及一个当按钮选择开关92或开关装置86闭合而开关88也闭合时，为使直流电流传送到电磁铁94的直流电源96，更可取的是，使第一开关装置86一直“断开”到接合杆62断开为步。当接合杆62移动到它完全啮合的位置以啮合带有耦合间隔齿轮16(图1)的转子旋转装置14时，接合杆62将使第一开关装置86闭合，使电流从电源96流向电磁铁94。然而，如果第二开关装置88仍保持开断的话，那么这个电流是不会流入的。
第二开关装置88适于常闭状态且保持闭合直到电力机械或蒸汽透平12尚未“被锁定”。那就是说，当常规的自动停机功能或一个相应的EH(即，电动液压的)脱扣集管压力不足的情况存在时，第二开关装置88将处在闭合位置。当电动液压脱扣集管压力增加到足够高度，同时表明电力机械12准备投入运行时，第二开关装置88将断开以防止接合杆锁定装置66′的任何偶然性的啮合。
当电力机械或蒸汽透平12的速度有意地增加时，(即，当蒸汽透平12“被锁定”时)，由于确知接合杆62可以随意断开，这种第一和第二开关装置86，88的联锁作用可以保护转子旋转装置14和它的联接马达装置18。如果当蒸汽透平12正确地运行时(即，“被锁定”)，转子旋转装置14偶然地被移动到使耦合间隔齿轮16(图1)啮合，这种新奇的特征是通过阻止电磁铁94受到激励而实现的。
到这里为止已经被揭示的是一个常规的转子旋转装置的接合杆锁定装置。这些优先实施例的每一个通常包括为了使接合杆保持在完全啮合的位置的电磁铁装置，以及电磁铁的激励装置。接合杆锁定装置66和66′二者都提供控制电路装置，它不仅能防止来自旋转的转子轴的转子旋转装置的任何偶然性的断开，而且按要求能使这种转子旋转装置自动断开。根据以上主张，显然;许多改进和变动是可能的。例如，这种转子旋转装置的一个接合杆锁定装位可以简单地包括一个永久磁铁。它对偶然断开的力有足够的强度以保持接合杆“被锁定”在它完全啮合的位置。不同于上述密封套蒸汽透平的各种偶然断开力在这种技术中已为那些普通技术所熟知。所以，应当理解到，本发明可以以不同于此中具体所述的那样被实地应用。
附图中引用的参考标号识别图例 参考编号 图电源 84 2电源 84 3直流电源 96 权利要求
1.一种蒸汽透平包括一个转动轴(10)，使轴(10)转动的转子旋转装置(14)，以及使转子旋转装置(14)啮合和断开的接合杆(62)，其特征在于，为使接合杆(62)锁定在一个啮合位置所提供的装置(66，66′)。
2.根据权利要求1所述的蒸汽透平，其特征在于，所述锁定装置(66，66′)包括一个安排在刚体支架(68)上并且在所述啮合位置处靠近地并列于接合杆(62)上的一个永久磁铁。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽透平，其特征在于，所述锁定装置(66，66′)包括一个选择锁定装置。
4.根据权利要求3所述的蒸汽透平，其特征在于，所述选择锁定装置包括保持所述接合杆(62)锁定在它的啮合位置的电磁装置(66，66′);以及所述电磁装置的激励装置(82)。
5.根据权利要求4所述的蒸汽透平，其特征在于，所述电磁装置(66′)包括一块电磁铁(94)，在激励时它具有一个予定强度的引力适于克服作用在接合杆(62)上的断开力;以及支承并置于接合杆(62)的所述电磁铁的装置(68)，从而，所述引力使接合杆(62)保持在所述啮合位置。
6.根据权利要求5所述的蒸汽透平，其特征在于，所述电磁装置(66)包括一个销钉(72);使所述销钉(72)与接合杆(62)相适配的装置(74);以及当接合杆(62)处在所述啮合位置时，适于使所述销钉(72)伸展与所述适配装置(74)啮合的电磁线圈(78)。
7.根据权利要求6所述的蒸汽透平，其特征在于，一个附加在所述销钉(72)一端的一个塞柱(76);以及为使所述销钉(72)移到离开与所述适配装置(74)啮合的一个退回位置，装在所述销钉(72)附近，在所述电磁线圈(78)和所述柱塞(76)之间的一个弹簧(80)。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的蒸汽透平，其特征在于，通过控制电路装置(82)联接到所述锁定装置(66，66′)以防止所述锁定装置偶然性的啮合，所述控制电路装置(82)包括一个电源(84);联接在所述电源(84)和所述锁定装置(66，66′)之间的并且当接合杆(62)处在断开位置时，适合于断开的第一开关装置(86);以及与所述第一开关装置(86)串接并且当转动轴(10)转动，其速度基本上高于转子旋转装置(14)的某一速度时，适合于断开的第二开关装置(88)。
9.根据权利要求8所述的蒸汽透平，其特征在于，当所述第一和第二开关(86，88)闭合时，为了驱动所述锁定装置(66)，在所述第二开关(88)和所述锁定装置(66)之间联接一个继电器(90)。
全文摘要
在一个蒸汽透平中，转子旋转装置的一个接合杆锁定装置包括一个选择锁定装置，它被安置到使接合杆保持在它的啮合位置上；以及驱动选择锁定装置的控制电路系统。在第一实施例的情况下，选择锁定装置包括一块电磁铁。另一方面，在第二实施例的情况下，选择锁定装置包括一个柱塞-销钉装置，通过电磁线圈驱动，使柱塞-销钉伸到接合杆上的一个孔中，并且通过装在销钉周围在柱塞和电磁线圈之间的一个弹簧，使柱塞-销钉从孔中脱离到一个退回的位置上。
文档编号F01D21/00GK1053942SQ9110070
公开日1991年8月21日 申请日期1991年2月9日 优先权日1990年2月9日
发明者吉尔伯特·费雷德里克·海德, 戴卫·布鲁斯·贝劳格 申请人:西屋电气公司