一种液控汽机超速跳闸阀的制作方法

1.本发明涉及汽轮机技术领域，更具体地说，涉及一种液控汽机超速跳闸阀。


背景技术：

2.现有技术中，汽轮机属于高速运转且自平衡能力较差的转动机械，其运行中需要严格按照额定转速运行生产，由于汽轮机的转子质量较大、且转速较高，约为3000r/min-12000r/min，其转动惯量必然非常大。若因为事故原因而超速不受控制，汽轮机的转子会飞出而造成极其严重的安全事故。例如，汽轮机的转子轻微超速时，可能造成设备的隐伤，影响设备的使用寿命，并对运行具有很大的隐患，如果汽轮机的转子严重超速时，其转动部件将直接严重损坏，如叶片及其连接件(围带、拉金等)出现飞脱现象，或叶轮及发电机护环发生破裂现象，更严重的可能将导致转子折断、整个机组的毁坏，甚至厂房的损坏、人身的伤亡。
3.目前，汽轮机的超速保护主要包括以下两种手段：
4.第一种：采用测速卡的方式将汽轮机的转子转速采集并传递到控制系统，由控制系统根据设定值对转速进行判断，若转速接近设定值，则发送现场停机的电信号至电磁阀。
5.第二种：汽轮机带有机械飞锤，在转子转动的过程中，离心力将飞锤打出，飞锤打出后通过杠杆触电撞击在汽轮机的危急遮断机构上，危机遮断机构的滑阀往下移动，从而卸掉安全油打闸，此时汽轮机可自动停机。
6.然而，第一种措施方案的缺陷为若电磁阀出现故障，则该功能失效。第二种措施方案的缺陷为有些汽轮机无此功能，完全依靠第一种措施方案完成。并且，第二种措施方案存在飞锤弹簧刚度不好，意外飞出或飞锤卡涩无法击出的情况，进而会出现误动和拒动的情况，最终也会导致超速保护失效。
7.综上所述，如何提高汽轮机的超速保护效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明的目的是提供一种液控汽机超速跳闸阀，可有效提高汽轮机的超速保护效果。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种液控汽机超速跳闸阀，包括：
11.轴头主油泵，其与汽轮机的转子连接，用于在所述转子转动过程向汽轮机整个油系统供油；
12.压力调整阀，其与所述轴头主油泵的出油管连接，用于将所述汽轮机的油压变化转化为所述压力调整阀的调压阀芯的位移变化、并通过锥形油口的卸油量将系统油压控制在额定压力；
13.油控跳闸阀，其用于控制安全油口是否接通第一回油口，所述安全油口用于容纳
安全油，所述第一回油口与回油箱连通，当所述调压阀芯移动至预设位移时，所述压力调整阀和所述油控跳闸阀连通，以使所述安全油口和所述第一回油口连通。
14.优选的，所述压力调整阀包括调压阀体、设于所述调压阀体的第一腔体内的调压弹簧以及设于所述调压阀体的第二腔体内的所述调压阀芯，所述第一腔体和所述第二腔体连通，所述第二腔体设有与所述出油管连接的进油口，所述第一腔体设有用于连接所述回油箱的第二回油口，所述调压阀芯穿入所述第一腔体内与所述调压弹簧抵接，所述调压阀芯和所述进油口之间设有用于容纳油液的空腔；
15.所述第二腔体沿轴向设有第一接口和与所述油控跳闸阀连接的第二接口，所述第二接口与所述第一接口非对齐设置，所述调压阀芯包括呈锥形分布的第一封堵部和呈工字型分布的第二封堵部，所述第一封堵部位于所述第一腔体和所述第二腔体连通处，所述第二封堵部位于所述第一接口和所述第二接口之间，当所述调压阀芯的移动距离大于或等于所述预设位移时，所述第一接口和所述第二接口连通。
16.优选的，所述第二腔体沿轴向设有至少一个泄油口。
17.优选的，所述压力调整阀的端部设有用于穿入调压杆的第一穿孔，所述调压杆和所述调压弹簧的弹性端连接，所述调压弹簧的另一弹性端与所述调压阀芯抵接，且所述调压杆、所述调压弹簧以及所述调压阀芯的中心线对齐。
18.优选的，所述油控跳闸阀包括油控阀体、设于所述油控阀体内的油控弹簧以及与所述油控弹簧抵接的油控阀芯，所述油控阀体的端部设有与所述第二接口连通的入油口，所述油控阀芯和所述入油口连通；
19.所述油控阀体沿轴向设有所述安全油口和所述第一回油口，所述第一回油口和所述安全油口非对齐设置，所述油控阀芯呈工字型分布，当所述油控阀芯的移动距离大于或等于预设距离时，所述第一回油口和所述安全油口连通。
20.优选的，所述油控跳闸阀的端部设有用于穿入油控杆的第二穿孔，所述油控杆和所述油控弹簧的弹性端连接，所述调压弹簧的另一弹性端与所述油控阀芯抵接，且所述油控杆、所述油控弹簧以及所述油控阀芯的中心线对齐。
21.优选的，还包括设于所述第二接口和所述入油口之间的回收装置，所述回收装置用于回收流入所述油控跳闸阀内的油液。
22.优选的，所述回收装置包括用于容纳油液的储油箱和用于控制所述储油箱开闭的复位阀。
23.在使用本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀时，汽轮机的转子持续转动，油液可随着转子的转动不断涌入轴头主油泵内。为了维持系统油压按额定压力运行，压力调整阀可对轴头主油泵的出油压力进行调节。例如，当汽轮机的转子转速升高至临界转速时，轴头主油泵的出油压力增大至临界压力，若转速大于临界转速则可能出现转子飞脱或折断等现象。为了维持油压的稳定，压力调整阀可将转速、油压变化信号转换为调压阀芯的位移信号，使得压力调整阀的调压阀芯向一侧移动。当调压阀芯移动至预设位移时，压力调整阀和油控跳闸阀连通，从而使得安全油口和第一回油口连通，安全油口的安全油会接通回油箱，进而快速卸掉安全油，而一旦安全油消失，则汽轮机会紧急停机，最终实现汽轮机的超速保护。并且，本方案的结构简单、使用方便，可实时根据转子的实际转动情况进行控制调节，可及时有效的对汽轮机进行超速保护。
24.综上所述，本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀，可有效提高汽轮机的超速保护效果。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀的结构示意图；
27.图2为压力调整阀的局部放大图。
28.图1和图2中：
29.1为轴头主油泵、2为压力调整阀、21为调压阀体、211为第一腔体、 212为第二腔体、22为调压阀芯、221为第一封堵部、222为第二封堵部、23 为进油口、24为第二回油口、25为第一接口、26为第二接口、27为泄油口、28为调压弹簧、29为调压杆、3为油控跳闸阀、31为安全油口、32为第一回油口、33为油控阀体、34为油控弹簧、35为油控阀芯、36为入油口、37为油控杆、4为回收装置、41为储油箱、42为复位阀。
具体实施方式
30.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。
31.本发明的核心是提供一种液控汽机超速跳闸阀，可有效提高汽轮机的超速保护效果。
32.请参考图1和图2，图1为本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀的结构示意图；图2为压力调整阀的局部放大图。本具体实施例提供了一种液控汽机超速跳闸阀，包括：
33.轴头主油泵1，其与汽轮机的转子连接，用于在转子转动过程向汽轮机整个油系统供油；
34.压力调整阀2，其与轴头主油泵1的出油管连接，用于将汽轮机的油压变化转化为压力调整阀2的调压阀芯22的位移变化、并通过锥形油口的卸油量将系统油压控制在额定压力；
35.油控跳闸阀3，其用于控制安全油口31是否接通第一回油口32，安全油口31用于容纳安全油，第一回油口32与回油箱连通，当调压阀芯22移动至预设位移时，压力调整阀2和油控跳闸阀3连通，以使安全油口31和第一回油口32连通，其中，预设位移由转子的危险转速要求值来决定。
36.可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对轴头主油泵1、压力调整阀2以及油控跳闸阀3的形状、结构、尺寸、位置等进行确定。
37.在使用本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀时，汽轮机的转子持续转动，油液可随着转子的转动不断涌入轴头主油泵1内。为了维持系统油压按额定压力运行，压力调整阀
2可对轴头主油泵1的出油压力进行调节。例如，当汽轮机的转子转速升高至临界转速时，轴头主油泵1的出油压力增大至临界压力，若转速大于临界转速则可能出现转子飞脱或折断等现象。为了维持油压的稳定，压力调整阀2可将转速、油压变化信号转换为调压阀芯22 的位移信号，使得压力调整阀2的调压阀芯22向一侧移动。当调压阀芯22 移动至预设位移时，压力调整阀2和油控跳闸阀3连通，从而使得安全油口 31和第一回油口32连通，安全油口31的安全油会接通回油箱，进而快速卸掉安全油，而一旦安全油消失，则汽轮机会紧急停机，最终实现汽轮机的超速保护。并且，本方案的结构简单、使用方便，可实时根据转子的实际转动情况进行控制调节，可及时有效的对汽轮机进行超速保护。
38.综上所述，本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀，可有效提高汽轮机的超速保护效果。
39.在上述实施例的基础上，优选的，压力调整阀2包括调压阀体21、设于调压阀体21的第一腔体211内的调压弹簧28以及设于调压阀体21的第二腔体212内的调压阀芯22，第一腔体211和第二腔体212连通，第二腔体212 设有与出油管连接的进油口23，第一腔体211设有用于连接回油箱的第二回油口24，调压阀芯22穿入第一腔体211内与调压弹簧28抵接，调压阀芯22 和进油口23之间设有用于容纳油液的空腔；
40.第二腔体212沿轴向设有第一接口25和与油控跳闸阀3连接的第二接口 26，第二接口26与第一接口25非对齐设置，调压阀芯22包括呈锥形分布的第一封堵部221和呈工字型分布的第二封堵部222，第一封堵部221位于第一腔体211和第二腔体212连通处，第二封堵部222位于第一接口25和第二接口26之间，当调压阀芯22的移动距离大于或等于预设位移时，第一接口 25和第二接口26连通。
41.需要说明的是，压力调整阀2的结构如图1所示，可以将调压阀芯22设置为异形结构，其由左往右依次连接有第一封堵部221、第一柱状结构、喇叭状结构、第二柱状结构、工字结构以及第二封堵部222，且第一柱状结构和第二腔体212之间设有间隔，第二柱状结构和第二腔体212贴合设置，工字结构和第二封堵部222的凸出端均与第二腔体212贴合设置。并且，可以将第二回油口24设置在调压弹簧28靠近调压阀芯22的一侧。
42.还需要说明的是，当汽轮机的转速增大时，油液压力增大，通过进油口 23进入空腔的油压增大，会破坏调压阀芯22和调压弹簧28之间的平衡，使得调压阀芯22向左侧移动，锥形结构不再封堵第一腔体211，油液可进入第一腔体211内、并通过第二回油口24流回至回油箱，以使调压阀体21内的油压减小，以对轴头主油泵1的出油压力进行有效调节。当汽轮机的转速减小时，油液压力减小，通过进油口23进入空腔的油压减小，会破坏调压阀芯22和调压弹簧28之间的平衡，使得调压阀芯22向右侧移动，锥形结构继续封堵第一腔体211，随着油液不断的进入空腔内，使得空腔内压力不断增大、当其增大至大于调压弹簧28的作用力时，可使调压阀芯22向左侧移动，使得锥形结构不再封堵第一腔体211，油液进入第一腔体211内、并通过第二回油口24流回至回油箱，以使调压阀体21内的油压减小，对轴头主油泵1的出油压力进行有效调节。也即本装置将转子的转速变化带来的油压变化转化为调压阀芯22的位移变化，通过调压阀芯22的移动进行油压调节、并可实现汽轮机的超速保护。
43.优选的，第二腔体212沿轴向设有至少一个泄油口27。当调压阀芯22 随着油压变化而左右移动时，调压阀芯22的凹陷部分移动至泄油口27处时，可进行泄油操作，以使调压阀芯22和第二腔体212内的高压油液向外排出，有利于实现减压的目的。
44.优选的，压力调整阀2的端部设有用于穿入调压杆29的第一穿孔，调压杆29和调压弹簧28的弹性端连接，调压弹簧28的另一弹性端与调压阀芯 22抵接，且调压杆29、调压弹簧28以及调压阀芯22的中心线对齐。
45.需要说明的是，压力调整阀2并联在汽轮机的轴头主油泵1的出油管路上，用于调整系统油压，并起到过压保护作用，从而维持系统油压保持不变。其中，调压杆29主要用于调整压力调整阀2的动作值，也即通过控制调压杆29的移动，可对调压阀芯22的移动位移进行准确控制。
46.在上述实施例的基础上，优选的，油控跳闸阀3包括油控阀体33、设于油控阀体33内的油控弹簧34以及与油控弹簧34抵接的油控阀芯35，油控阀体33的端部设有与第二接口26连通的入油口36，油控阀芯35和入油口 36连通；
47.油控阀体33沿轴向设有安全油口31和第一回油口32，第一回油口32 和安全油口31非对齐设置，油控阀芯35呈工字型分布，当油控阀芯35的移动距离大于或等于预设距离时，第一回油口32和安全油口31连通。
48.需要说明的是，当第一接口25和第二接口26连通后，油液可通过第一接口25流入第二接口26，再由第二接口26流至油控跳闸阀3的入油口36，随着油液流入油控跳闸阀3内，油控阀芯35将在油压作用下向左侧移动，当油控阀芯35的左移距离大于或等于预设距离时，第一回油口32和安全油口 31连通，此时会快速卸掉安全油，从而使得汽轮机紧急停机。若无油液流入油控跳闸阀3内，则不会出现安全油快速卸载、汽轮机急停的现象。
49.优选的，油控跳闸阀3的端部设有用于穿入油控杆37的第二穿孔，油控杆37和油控弹簧34的弹性端连接，调压弹簧28的另一弹性端与油控阀芯 35抵接，且油控杆37、油控弹簧34以及油控阀芯35的中心线对齐。通过控制油控杆37的移动，可对油控阀芯35的移动位移进行准确控制，进而对安全油口31和第一回油口32的连通情况进行控制。
50.还需要进一步说明的是，当汽轮机转速升高时，轴头主油泵1的出口油压会发生变化，为了维持系统油压的稳定，压力调整阀2的调压阀芯22会往左移动，此时的轴头主油泵1的出口油液可通过调压阀芯22的锥面接通第二回油口24，且转子的转速越高、调压阀芯22的位移越大，则排油量也越大。该过程可将转速信号转换为调压阀芯22的位移信号。
51.并且，调压阀芯22右端的第一接口25和第二接口26接入至油控跳闸阀 3的最下端，在转子转速允许范围内，第一接口25和第二接口26并未连通。设定转子的危险转速值为nr/min，该转速对应的输出油压信号会对应一个位移信号，在该位移情况下，调压阀芯22往左移动至第一接口25和第二接口26连通，此时，油液可通过第二接口26流入油控跳闸阀3的右侧腔室。而后，可推动油控阀芯35快速向左移动，使得安全油口31接通第一回油口32，从而快速卸掉安全油、使得汽轮机紧急停机，实现汽轮机的超速保护。
52.优选的，还包括设于第二接口26和入油口36之间的回收装置4，回收装置4用于回收流入油控跳闸阀3内的油液。其中，回收装置4的作用是在机组再次具备启动条件时，启动回收装置4，以使油控跳闸阀3的油控阀芯 35可在油控弹簧34作用下复位，使得安全油口31内再次输入安全油，以便于再次启动汽轮机。
53.优选的，回收装置4包括用于容纳油液的储油箱41和用于控制储油箱 41开闭的复位阀42。因此，当需要回收油控跳闸阀3内的油液时，可以打开位于入油口36和储油箱41之间的复位阀42，油控弹簧34可推动油控阀芯 35右移，从而推动油液向外流出，最后，油液可
流入储油箱41内，以使油控阀芯35恢复至初始状态，此时得安全油口31内可再次输入安全油，以便于再次启动汽轮机。其中，可以将储油箱41设置为回油箱，也即通过复位阀42后油液可回流至回油箱。当然，也可以将储油箱41设置为其它箱体结构。
54.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一接口25和第二接口26、第一穿孔和第二穿孔、第一回油口32和第二回油口24、第一腔体211和第二腔体212、第一封堵部221和第二封堵部222，其中，第一和第二是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
55.另外，还需要说明的是，本技术的“左右”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
57.以上对本发明所提供的液控汽机超速跳闸阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。