一种水轮机的失速保护装置的制作方法

本发明涉及电工设备技术领域，具体为一种水轮机的失速保护装置。

背景技术：

电工设备是指利用电磁能完成一定功能的电工装置，主要分为发电设备、输变电设备、用电设备等几大类，其中的发电设备是用于产生电能的设备，包括电厂锅炉、汽轮机、水轮机等动力机械和发电机，像其中的水轮机就是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。

现代水轮机大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电，在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电，做完功的水则通过尾水管道排向下游，水头越高、水流量越大，水轮机的输出功率也就越大，当水头过高时，就会导致水流量超大，水轮机的输出功率就会超过额定功率，会造成水轮机进行超负荷运转，导致水轮机使用寿命变短，如果长时间超负荷运转甚至会造成水轮机内部配件的损坏，需要花费大量的人力物力去维修。

所以针对这些问题，我们需要一种水轮机的失速保护装置来解决。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水轮机的失速保护装置，具备控制水轮机转速过快时，触发让水轮机减速的优点，解决了当发电站水头过高时，导致流量超大，水轮机的输出功率就会超过额定功率，会造成水轮机进行超负荷运转，导致水轮机使用寿命变短，如果长时间超负荷运转甚至会造成水轮机内部配件的损坏，需要花费大量的人力物力去维修的问题。

(二)技术方案

为实现上述控制水轮机转速过快时，触发让水轮机减速的目的，本发明提供如下技术方案：一种水轮机的失速保护装置，包括外壳，所述外壳的内部固定连接有固定柱，固定柱的外部转动连接有减速轴，减速轴的外部固定连接有外杆，外杆的外部固定连接有减速圈，减速轴的外部固定连接有内杆，固定柱的外部固定连接有密封壳，密封壳的内部活动连接有电流变体，密封壳的内部固定连接有导电柱，外壳的外部固定连接有连接壳，连接壳的外部固定连接有磁铁，外壳的外部活动连接有从动轴，从动轴的外部固定连接有从动轮，从动轴的外部固定连接有内轮，从动轴的外部固定连接有复位弹簧，复位弹簧远离从动轴的一端固定连接有活动块，从动轴的外部活动连接有外轮，外轮的内部固定连接有铜棒，外壳的内部活动连接有主动轴，主动轴的外部固定连接有摩擦垫。

优选的，所述固定柱、减速轴、外杆、减速圈、内杆、密封壳、电流变体、导电柱构成了一个减速机构，该减速机构不少于六个，所有减速机构均在外壳内部等角度均匀分布，一个减速机构内的内杆、导电柱均与电流变体活动连接。

优选的，所述减速圈的外部固定连接有一层刹车片，一个减速机构的外杆、减速圈均不少于六个，所有外杆均在减速轴外部等角度均匀分布。

优选的，所述磁铁有两个，两个磁铁分别为s极磁铁和n极磁铁，s极磁铁和n极磁铁规格相匹配，s极磁铁的外部固定连接有连接杆，连接杆远离s极磁铁的一端固定连接在n极磁铁的外部，连接杆有四个，四个连接杆均以连接壳中心线对称分布，铜棒与连接杆无接触，铜棒与磁铁位置相对应且规格相匹配。

优选的，所述连接壳的外部固定连接有固定杆，固定杆远离连接壳的一端固定连接在s极磁铁的外部，固定杆有两个，两个固定杆均以连接壳中心线对称分布。

优选的，所述外轮的外部固定连接有传动杆，传动杆不少于六个，所有传动杆均在外轮的外部等角度均匀分布，活动块和传动杆数量相同位置相对应规格相匹配。

优选的，所述摩擦垫不少于六个，所有摩擦垫均在主动轴外部等角度均匀分布，主动轴的表面设置有一圈齿牙，齿牙与从动轮规格相匹配，从动轮啮合在主动轴的外部。

优选的，所述导电柱与外部电源电连接，铜棒、外部电源均与控制中枢电连接。

优选的，所述导电柱初始状态不通电，复位弹簧的初始状态是未产生形变的状态。

优选的，所述外轮为绝缘体，铜棒主要采用黄铜材质。

优选的，所述活动块运动刚好卡接到传动杆的外部时，这时水轮机刚好超出额定功率超负荷运转。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种水轮机的失速保护装置，具备以下有益效果：

1、该水轮机的失速保护装置，通过连接壳、磁铁、从动轴、内轮、复位弹簧、活动块、外轮、铜棒的相互配合使用，达到了水轮机只要发生了失速，在离心力的作用下铜棒就会运动切割磁感线产生感应电流，从而触发后续的减速机构运行，这样就能确保在水轮机失速后，减速机构就可以被立马触发开始运行，更加适合实际情况的使用。

2、该水轮机的失速保护装置，通过外壳、固定柱、减速轴、外杆、减速圈、内杆、密封壳、电流变体、导电柱、主动轴、摩擦垫的相互配合使用，使得水轮机转速过快时，减速圈立刻停止运动与摩擦垫产生摩擦力，从而达到了水轮机过负荷转动被减缓的效果，同时也延长了水轮机的使用寿命，保护了水轮机内部配件，减少了维修节约成本。

附图说明

图1为本发明正面局剖结构示意图；

图2为本发明图1中a处结构放大示意图；

图3为本发明触发机构结构示意图；

图4为本发明图3局部放大结构示意图。

图中：1、外壳；2、固定柱；3、减速轴；4、外杆；5、减速圈；6、内杆；7、密封壳；8、电流变体；9、导电柱；10、连接壳；11、磁铁；12、从动轴；13、从动轮；14、内轮；15、复位弹簧；16、活动块；17、外轮；18、铜棒；19、主动轴；20、摩擦垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种水轮机的失速保护装置，包括外壳1，外壳1的内部固定连接有固定柱2，固定柱2的外部转动连接有减速轴3，减速轴3的外部固定连接有外杆4，外杆4的外部固定连接有减速圈5，减速圈5的外部固定连接有一层刹车片，一个减速机构的外杆4、减速圈5均不少于六个，所有外杆4均在减速轴3外部等角度均匀分布，减速轴3的外部固定连接有内杆6，固定柱2的外部固定连接有密封壳7，密封壳7的内部活动连接有电流变体8，密封壳7的内部固定连接有导电柱9，固定柱2、减速轴3、外杆4、减速圈5、内杆6、密封壳7、电流变体8、导电柱9构成了一个减速机构，该减速机构不少于六个，所有减速机构均在外壳1内部等角度均匀分布，一个减速机构内的内杆6、导电柱9均与电流变体8活动连接。

外壳1的外部固定连接有连接壳10，连接壳10的外部固定连接有磁铁11，连接壳10的外部固定连接有固定杆，固定杆远离连接壳10的一端固定连接在s极磁铁11的外部，固定杆有两个，两个固定杆均以连接壳10中心线对称分布，外壳1的外部活动连接有从动轴12，从动轴12的外部固定连接有从动轮13，从动轴12的外部固定连接有内轮14，从动轴12的外部固定连接有复位弹簧15，导电柱9初始状态不通电，复位弹簧15的初始状态是未产生形变的状态，复位弹簧15远离从动轴12的一端固定连接有活动块16，从动轴12的外部活动连接有外轮17，外轮17的外部固定连接有传动杆，传动杆不少于六个，所有传动杆均在外轮17的外部等角度均匀分布，活动块16和传动杆数量相同位置相对应规格相匹配，活动块16运动刚好卡接到传动杆的外部时，这时水轮机刚好超出额定功率超负荷运转。

外轮17的内部固定连接有铜棒18，外轮17为绝缘体，铜棒18主要采用黄铜材质，磁铁11有两个，两个磁铁11分别为s极磁铁11和n极磁铁11，s极磁铁11和n极磁铁11规格相匹配，s极磁铁11的外部固定连接有连接杆，连接杆远离s极磁铁11的一端固定连接在n极磁铁11的外部，连接杆有四个，四个连接杆均以连接壳10中心线对称分布，铜棒18与连接杆无接触，铜棒18与磁铁11位置相对应且规格相匹配，通过连接壳10、磁铁11、从动轴12、内轮14、复位弹簧15、活动块16、外轮17、铜棒18的相互配合使用，达到了水轮机只要发生了失速，在离心力的作用下铜棒18就会运动切割磁感线产生感应电流，从而触发后续的减速机构运行，这样就能确保在水轮机失速后，减速机构就可以被立马触发开始运行，更加适合实际情况的使用。

外壳1的内部活动连接有主动轴19，主动轴19的外部固定连接有摩擦垫20，摩擦垫20不少于六个，所有摩擦垫20均在主动轴19外部等角度均匀分布，主动轴19的表面设置有一圈齿牙，齿牙与从动轮13规格相匹配，从动轮13啮合在主动轴19的外部，导电柱9与外部电源电连接，铜棒18、外部电源均与控制中枢电连接，通过外壳1、固定柱2、减速轴3、外杆4、减速圈5、内杆6、密封壳7、电流变体8、导电柱9、主动轴19、摩擦垫20的相互配合使用，使得水轮机转速过快时，减速圈5立刻停止运动与摩擦垫20产生摩擦力，从而达到了水轮机过负荷转动被减缓的效果，同时也延长了水轮机的使用寿命，保护了水轮机内部配件，减少了维修节约成本。

工作原理:水轮机失速时，主动轴19高速转动，主动轴19高速转动带动从动轮13转动，从动轮13转动带动从动轴12转动，从动轴12转动在离心力的作用下使得活动块16运动，活动块16运动使得复位弹簧15发生形变，活动块16运动卡接到传动杆的外部，这时活动块16运动带动传动杆运动，传动杆运动带动外轮17转动，外轮17转动带动铜棒18在s极磁铁11和n极磁铁11之间做切割磁感线运动并使其内部产生感应电流，这样会使得控制中枢控制外部电源给导电柱9通电，电流变体8由液态变成固态，固态的电流变体8限制内杆6的运动趋势，使得内杆6无法运动，内杆6无法运动使得减速轴3无法运动，减速轴3无法运动使得外杆4无法运动，外杆4无法运动使得减速圈5无法运动，此时减速圈5与摩擦垫20产生摩擦力减缓主动轴19转动，完成对于水轮机的限速。

水轮机恢复到额定转速及以下时，在复位弹簧15回弹力作用下活动块16发生运动，活动块16运动到不再卡接传动杆时外轮17逐渐停止转动，外轮17停止转动使得铜棒18停止切割磁感线运动不再产生感应电流，这时控制中枢控制外部电源不再给导电柱9通电，电流变体8由固态变回液态，液态的电流变体8不再限制内杆6运动，使得内杆6恢复运动，同理内杆6恢复运动在减速轴3、外杆4的作用下使得减速圈5恢复运动，此时减速圈5与摩擦垫20不再产生摩擦力，水轮机恢复正常运转。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。