专利名称：水轮发电机组机械过速保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种水轮发电机组机械过速保护装置。
本实用新型的目的是为水轮发电机组提供一种在故障状态下的可靠的安全保护装置。
这种装置可广泛地用于水力发电厂水轮发电机组的运行过速保护，也可以用作火电机组、水泵等机械设备运行的过速保护。
水轮发电机组是水力发电站的主要设备。长期以来人们采取了许多措施来保证其的安全、稳定运行。目前，国内各电站大都采用各类电气过速保护装置来完成上述任务，以避免机组因事故超速而引发的重大损失。但这些保护装置存在着如下的不足其一，当电器元件因某些原因，拒动或误动时，不能可靠地防止机组的转速升高；其二，当厂用电因故停电时，电气保护装置则不能投入，机组运行处于无保护状态，一旦发生起速乃至飞车事件，后果不堪设想。国内的大型动力机械上，目前只有汽轮发电机组采用了机械过速保护装置，但因汽轮发电机的转速与水轮发电机的转速相比相差太大，所以该装置不适用于水轮发电机。国内各水电厂均未采用机械过速保护装置。
本实用新型的任务在于给水轮发电机组提供了一种在任何情况下都可以起保护作用的安全装置，它不仅结构较为简单，而且工作准确、可靠。从而保证水轮发电机组能够在各种异常情况下都有郊地防止过速飞车的事故发生。保证了机组的长期安全、稳定运行。
本实用新型由过速环和控制阀所组成。其工作原理为一齿圈牢固地安装在水轮机大轴上，与机组同步运行，齿圈上布置了由弹簧控制的离心飞摆，当机组正常运行时，弹簧的作用力大于离心摆的离心力，离心摆不动作；当机组超速运行时，离心摆的离心力大于弹簧的作用力，离心摆向外甩出，打击控制阀的撞块，自动接通紧急停机油路使机组停机并同时发出停机信号。
图1为过速环的平面图；图2为过速环的剖面图；图3为控制阀的结构图。
以下结合附图详细地说明本实用新型的具体结构和工作过程。
机械过速保护装置由过速环和控制阀两大部分组成。过速环由衬环(8)、齿圈(1)、离心摆(3)、弹簧(4)、顶杆(7)、芯轴(10)、限位销(2)等组成(见附
图1.2)。衬环为分半式，由夹紧螺栓紧固在机组大轴上。齿圈也为分半螺栓把合，由螺栓与衬环连接。齿圈下方有4个调节螺杆(9)，供装置在安装时调整与大轴同心度用，调整完毕后锁紧。齿圈外圆有齿槽，用于测速、取测频信号等。齿圈上面布置离心摆(3)，可绕其转动中心转动，行程由偏心限位销(2)所控制。机组正常工作时，被顶杆(7)压缩的弹簧(4)的弹力作用在离心摆(3)上，该力与离心摆运行时的离心力相平衡，则摆块不发生动作。当机组转速上升超过允许值时，离心摆的离心力大于弹簧的作用力，则会绕固定转动中心摆动一个角度△θ，使其外圆的最大半径有一增值△L，此时，摆块将会撞击控制阀的撞块(11)，使之产生动作，调整弹簧弹力的带有细牙螺纹的顶杆(7)上配置指针(6)，以显示动作整定值。顶杆还附有锁紧装置，保证运行中顶杆不松动。弹簧边还设有安全罩，保证在运行中弹簧不会飞出。为运转平衡，本装置还设了配重块。过速环能方便地整定、准确地显示、安全地运行、可靠地动作。
控制阀由阀体(13)、阀芯(14)、撞块(11)、回复手柄(16)、弹簧(12)及行程开关(15)组成(见附图3)。机组正常运行时，撞块顶住阀芯，使阀芯不动作，撞块尖端与离心摆外圆保持一段距离△L。当机组超速而离心摆动作时，甩出的离心摆外圆打击撞块尖端，使撞块动作，失去对阀芯的控制，阀芯在弹簧的作用下，迅速移动，接通紧急停机油路，使机组停机，行程开关同时发出机组过速停机信号。当机组重新启动时，需手动回复手柄(16)，使撞块(11)、阀芯(14)处于初始位置。该装置可在厂内生产时预先整定动作值，并锁紧，以保证运行准确可靠。在电厂运行时，可作小范围的调整。
该装置可以有过速环加控制阀，过速环加电气开关等配置方式；还有低速、中速、高速三种类型；并且还有分半式整环式等多种结构形式。过速环也可以加测头形成测速或测频装置，满足电厂不同要求。
该装置为国内首创，较之以往的电器保护更为可靠。尤其是在电厂厂用电停电时，仍可以十分可靠地保证机组不过速，成功地解决了长期以来人们担心的电厂厂用电停电时机组运行安全无保障这一大难题，避免了机组飞车这一重大事故的发生的可能。这一装置是水电厂水轮发电机组运行的，可以信赖的保险装置。
权利要求1.一种水轮发电机组机械过速保护装置。具有过速环和控制阀。其特征在于过速环装有可以作为测频用的齿圈。齿圈平面上布置了离心摆(3)和与离心摆块平衡的弹簧(4)，以及调整弹力的顶杆(7)，显示调速状态的指针(6)。过速环中还装有可以用来调整齿圈同心度的衬环(8)以及调节螺杆(9)。控制阀有可以绕轴心转动的撞块(11)和由撞块控制的阀芯(14)及回复手柄(16)。
2.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于离心摆块(3)通过芯轴(10)安装在齿盘端，并可绕芯轴(10)转动。
3.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于调整弹簧(4)的弹力的顶杆(7)有细牙螺纹，并配有锁紧装置。
4.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于调整弹簧(4)的弹力的顶杆(7)配置了指针(6)，以显示顶杆的调整状态。
5.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于离心摆(3)的转动角度由限位销(2)的偏心值所确定。
6.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于齿圈装在衬环之上，齿圈下方有用于调整同心用的调节螺杆(9)和锁紧螺母。
7.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于控制阀的撞块(11)，具有凸出的尖端和控制阀芯的凹槽，并能绕轴心转动。
8.根据权利要求1所述的水轮发电机组机械过速保护装置，其特征在于控制阀具有球形未端回复手柄(16)。
专利摘要水轮发电机组机械过速保护装置由安装在水轮发电机组大轴上并与之同步运转的齿圈(1)以及安装在齿圈(1)旁的控制阀组成。齿圈(1)上设有一个由离心摆块弹簧(4)控制的离心摆块(3),它与控制阀前端撞块(11)尖端的距离为ΔL。在水轮发电机组的转速超出允许值时,离心摆块(3)向外伸出ΔL距离打击控制阀前端的撞块(11)尖端而使控制阀动作,通过控制阀油路的改变使水轮发电机组迅速自动紧急停机。
文档编号F16P7/02GK2413141SQ9923857
公开日2001年1月3日 申请日期1999年9月22日 优先权日1999年9月22日
发明者林昌杰, 陈育平, 邓显文 申请人:武汉三鑫自控设备有限公司