CN101666246B - 流体环境内机械跳闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械跳闸装置，具体涉及流体环境内机械跳闸装置，目的是提供一种在流体环境下使用的流体环境内机械跳闸装置。其特征是：所述的飞锤包括母飞锤(5)和子飞锤(8)，其中，母飞锤(5)为密闭壳体；子飞锤(8)位于母飞锤(5)腔内，其运动轨迹与母飞锤(5)轴向平行，子飞锤(8)的质心偏离跳闸装置中心、靠近飞出端。本发明将子飞锤置于在母飞锤的密封保护下，使其一直处于空气中，克服了流体环境下液压、流体温度等因素的不确定性，当主轴转速达到设定的跳闸转速时，子飞锤飞出，进而带动整体飞锤飞出，消除机械跳闸装置在流体环境内流体对其的影响，并且具有较高的灵敏性；本发明结构简单紧凑，便于安装，且具有较高的可调性。

Description

流体环境内机械跳闸装置

技术领域

本发明属于机械跳闸装置，具体涉及一种流体环境内机械跳闸装置。

背景技术

通常，透平机组使用的机械跳闸机构有两种形式：一个是销子式，另一个是飞环式，它们使用时都安装在主轴1内。如图1、2所示。图中尺寸“x”表示件飞锤体3的质心位置，尺寸“s”表示飞锤体动作的距离，弹簧2在装配后有一定的预紧量。即：当主轴1转速增大到跳闸转速时，飞锤体3由于质心偏移主轴1轴心产生的离心力大于了弹簧2的预紧力，从而飞出距离“s”的位移并敲打相应的触发器，通过触发器而关闭主汽门，完成停机功能。但是，这样的结构只能解决处于空气环境当中的机械跳闸，因为当整个装置处于水环境中时，单个飞锤体3由于水对其的影响，包括水压、水温等因素的不确定性，无法实现在常规空气环境中工作的过程工作，不能满足流体环境下的工况。

目前，尚未有能够在流体环境下使用的机械跳闸装置的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在流体环境下使用的流体环境内机械跳闸装置。

本发明是这样实现的：

流体环境内机械跳闸装置，包括飞锤，其中，所述的飞锤包括母飞锤和子飞锤，其中，母飞锤为密闭壳体；子飞锤位于母飞锤腔内，其运动轨迹与母飞锤轴向平行，子飞锤的质心偏离跳闸装置中心、靠近飞出端。

如上所述的机械跳闸装置的质心偏离跳闸装置中心、远离飞出端。

如上所述的母飞锤上部外侧设有环状凸台，其内部腔体上宽下窄，腔体下部的直径与子飞锤下部的直径相匹配，母飞锤腔体上部的直径与子飞锤上部的直径相匹配；子飞锤为圆柱状，子飞锤的上部设有环状凸台。

它还包括套装在母飞锤外侧的母飞锤弹簧和子飞锤外侧的子飞锤弹簧；母飞锤弹簧的一端抵在母飞锤的环状凸台下端；子飞锤弹簧的一端抵在子飞锤的环状凸台下端。

如上所述的子飞锤弹簧的一端抵在母飞锤腔体的底部。

它还包括一端开口的冒盖，冒盖的外部与母飞锤腔体上部的尺寸相匹配，它倒置安装在母飞锤上，与母飞锤组合成密封壳体，冒盖的下端顶住子飞锤。

它还包括调整螺塞、基垫、固定螺塞和冒盖；其中，母飞锤为上端开口的圆筒状，上部外侧设有环状凸台，其内部腔体上宽下窄，腔体下部的直径与子飞锤下部的直径相匹配；子飞锤为上宽下窄的圆柱状，子飞锤的上部设有环状凸台，子飞锤的中部开有配置质心位置的环状凹槽；子飞锤上部直径大于母飞锤腔体下部的直径；调整螺塞、母飞锤、母飞锤弹簧和固定螺塞安装在主轴的通孔内；调整螺塞固定安装在主轴通孔的一侧，固定螺塞固定安装在主轴通孔的另一侧；母飞锤弹簧套装在母飞锤上，卡在固定螺塞顶端与母飞锤凸台的下端之间；母飞锤的下部伸入固定螺塞内部，底部顶在固定螺塞内部底部；母飞锤的上部安装在调整螺塞内部，母飞锤的凸台卡在主轴通孔内的凸台与调整螺塞下部之间；基垫、子飞锤和子飞锤弹簧安装在母飞锤内部；基垫和子飞锤弹簧套装在子飞锤外侧，基垫的下端压在母飞锤腔体上部的底部；子飞锤弹簧的下端压在基垫的顶端，子飞锤弹簧的上端顶在子飞锤上部的凸台下端；冒盖卡装在母飞锤顶部，冒盖的下部伸入母飞锤内部，通过螺纹与母飞锤固定连接，冒盖的下端压在子飞锤的凸台上端。

本发明的有益效果是：

1.本发明将子飞锤置于在母飞锤的密封保护下，使其一直处于常规状态——空气中，克服了流体环境下液压、流体温度等因素的不确定性，当主轴转速达到设定的跳闸转速时，子飞锤飞出，进而带动整体飞锤飞出，消除机械跳闸装置在流体环境内流体对其的影响，并且具有较高的灵敏性；

2.本发明结构简单紧凑，便于安装，且具有较高的可调性。

附图说明

图1是现有的透平机组使用的销子式机械跳闸机构的结构示意图；

图2是现有的透平机组使用的飞环式机械跳闸机构的结构示意图；

图3是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的结构示意图；

图4是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的母飞锤的结构示意图；

图5是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的子飞锤的结构示意图；

图6是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的调整螺塞的结构示意图；

图7是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的基垫的结构示意图；

图8是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的固定螺塞的结构示意图；

图9是本发明的一种流体环境内机械跳闸装置的冒盖的结构示意图；

图中：1.主轴，2.弹簧，3.飞锤体，4.调整螺塞，5.母飞锤，6.母飞锤弹簧，7.基垫，8.子飞锤，9.锁紧螺钉，10.固定螺塞，11.子飞锤弹簧，12.冒盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种流体环境内机械跳闸装置进行介绍：

如图3所示，一种流体环境内机械跳闸装置，包括其中母飞锤5、母飞锤弹簧6、子飞锤8、子飞锤弹簧11、调整螺塞4、基垫7、锁紧螺钉9、固定螺塞10和冒盖12。主轴1开有一个贯穿主轴1中心的中间带有凸台的通孔；调整螺塞4、母飞锤5、母飞锤弹簧6和固定螺塞10安装在主轴1的通孔内，调整螺塞4通过螺纹固定安装在主轴1通孔的一侧，固定螺塞10通过锁紧螺钉9和螺纹固定安装在主轴1通孔的另一侧；母飞锤弹簧6套装在母飞锤5上，卡在固定螺塞10顶端与母飞锤5凸台的下端之间；母飞锤5的下部伸入固定螺塞10内部，底部顶在固定螺塞10内部底部；母飞锤5的上部安装在调整螺塞4内部，母飞锤5的凸台卡在主轴1通孔内的凸台与调整螺塞4下部之间。基垫7、子飞锤8和子飞锤弹簧11安装在母飞锤5内部；基垫7和子飞锤弹簧11套装在子飞锤8外侧，基垫7的下端压在母飞锤5内部上部凹槽的底部；子飞锤弹簧11的下端压在基垫7的顶端，子飞锤弹簧11的上端顶在子飞锤8上部的凸台下端；冒盖12靠螺纹安装在母飞锤5顶部，冒盖12的下部伸入母飞锤5内部，冒盖12与母飞锤5固定连接，冒盖12的下端压在子飞锤8的凸台上端。

如图4所示，母飞锤5为上半部分带有用于卡住母飞锤弹簧6的环状凸台的高强度金属制开口圆筒状，其内部腔体上宽下窄，腔体下部的直径与子飞锤8下部的直径相匹配，腔体上部的直径与子飞锤8上部的直径相匹配，母飞锤5的轴向长度小于主轴1的直径。

如图5所示，子飞锤8为上宽下窄的高密度金属制圆柱状，子飞锤8的上部设有用于卡住子飞锤弹簧11的环状凸台，子飞锤8的中部开有配置质心位置的环状凹槽，凹槽的具体尺寸根据实际需要确定，子飞锤8的轴向长度小于母飞锤5的轴向长度；子飞锤8上部直径大于母飞锤5内部凹槽下部的直径，以使子飞锤8动作时能够卡住母飞锤8从而带动母飞锤8动作。

如图6所示，调整螺塞4为金属制圆筒状，其顶部与主轴1的外侧周线相吻合，其底部开有与子飞锤8顶部相吻合的凹槽，其外部直径与主轴1通孔的直径相匹配，其内部通孔与母飞锤5上部外侧形状相吻合。

如图7所示，基垫7为上宽下窄的金属制圆筒状，其上部外部直径与母飞锤5内部凹槽上部直径相匹配，其上部内部直径与子飞锤8的上部直径相匹配。

如图8所示，固定螺塞10为金属制圆筒状，其外部形状与主轴1通孔的直径相匹配，其底部与主轴1的外侧周线相吻合，其内部直径与母飞锤5下部外部直径相匹配。

如图9所示，冒盖12为倒置的金属制试管状，其外径与母飞锤5上部内部直径相匹配，其内径大于子飞锤8上部直径，其顶部与主轴1的外侧周线相吻合，其轴向长度与子飞锤8的轴向长度之和小于主轴1的直径。

上述的相匹配是指能够匹配安装。

上述金属指不锈钢，母飞锤5采用高强度的奥氏体不锈钢制成，如8Cr17、11Cr17。子飞锤8采用高密度金属制成，一般取密度大于8.5g/cm³的金属。

上述流体可以是水、油或浓度较低的泥浆。

母飞锤弹簧6和子飞锤弹簧11由金属制成，其长度根据实际需要确定。

安装时，先把基垫7放入母飞锤5内，再将子飞锤弹簧11套在子飞锤8外侧，然后将其放入母飞锤5内；把冒盖12旋入母飞锤5中，靠螺纹连接，组成整体的飞锤。在主轴1安装位置旋入靠螺纹连接的固定螺塞10，再从主轴1另一侧处依次放入母飞锤弹簧6和整体飞锤体，旋入靠螺纹连接的调整螺塞4，然后用专用工具调整整体飞锤的安装位置，即飞锤飞出端和主轴1表明齐平，最后再用锁紧螺钉9紧固调整螺塞4和固定螺塞10。

此时，整体飞锤体的质心处于飞锤体飞出端的反向轴线位置B点，即初始状态整体飞锤受到的离心力方向为反向飞出端，而子飞锤质心处于飞出端同向A点。

工作时，由于子飞锤8在母飞锤5的密封保护下，一直处于常规状态——空气，因此其的跳闸就可按照常规过程进行。当主轴1转速达到设定的跳闸转速时，子飞锤8的离心力克服了子飞锤弹簧11的预紧力而飞出，由此把整体飞锤的质心从B点带到了飞出端同向位置从而整体飞出，从而飞出击打相应的触发器，并通过相应的机械结构或发送信号使得机组主汽门关闭从而停机，防止了机组飞车的危险。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。如子飞锤弹簧可以设置在冒盖和子飞锤之间，安装完成时，子飞锤弹簧处于拉伸状态，起到与上述实施方式中的子飞锤弹簧11相同的作用。

Claims (7)

1.一种流体环境内机械跳闸装置，包括飞锤，其特征在于：所述的飞锤包括母飞锤(5)和子飞锤(8)，其中，母飞锤(5)为密闭壳体；子飞锤(8)位于母飞锤(5)腔内，其运动轨迹与母飞锤(5)轴向平行，子飞锤(8)的质心偏离主轴(1)中心、靠近飞出端。

2.根据权利要求1或2所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：所述的飞锤的质心偏离主轴(1)中心、远离飞出端。

3.根据权利要求1或2所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：所述的母飞锤(5)上部外侧设有环状凸台，其内部腔体上宽下窄，腔体下部的直径与子飞锤(8)下部的直径相匹配，母飞锤(5)腔体上部的直径与子飞锤(8)上部的直径相匹配；子飞锤(8)为圆柱状，子飞锤(8)的上部设有环状凸台。

4.根据权利要求1或2所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：它还包括套装在母飞锤(5)外侧的母飞锤弹簧(6)和子飞锤(8)外侧的子飞锤弹簧(11)；母飞锤弹簧(6)的一端抵在母飞锤(5)的环状凸台下端；子飞锤弹簧(11)的一端抵在子飞锤(8)的环状凸台下端。

5.根据权利要求4所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：所述的子飞锤弹簧(11)的一端抵在母飞锤(5)腔体的底部。

6.根据权利要求1或2所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：它还包括一端开口的冒盖(12)，冒盖(12)的外部与母飞锤(5)腔体上部的尺寸相匹配，它靠螺纹安装在母飞锤(5)顶部，冒盖(12)的下部伸入母飞锤(5)内部，冒盖(12)的下端压在子飞锤(8)的凸台上端。

7.根据权利要求1或2所述的一种流体环境内机械跳闸装置，其特征在于：它还包括调整螺塞(4)、基垫(7)、固定螺塞(10)和冒盖(12)；其中，母飞锤(5)为上端开口的圆筒状，上部外侧设有环状凸台，其内部腔体上宽下窄，腔体下部的直径与子飞锤(8)下部的直径相匹配；子飞锤(8)为上宽下窄的圆柱状，子飞锤(8)的上部设有环状凸台，子飞锤(8)的中部开有配置质心位置的环状凹槽；子飞锤(8)上部直径大于母飞锤(5)腔体下部的直径；调整螺塞(4)、母飞锤(5)、母飞锤弹簧(6)和固定螺塞(10)安装在主轴(1)的通孔内；调整螺塞(4)固定安装在主轴(1)通孔的一侧，固定螺塞(10)固定安装在主轴(1)通孔的另一侧；母飞锤弹簧(6)套装在母飞锤(5)上，卡在固定螺塞(10)顶端与母飞锤(5)凸台的下端之间；母飞锤(5)的下部伸入固定螺塞(10)内部，底部顶在固定螺塞(10)内部底部；母飞锤(5)的上部安装在调整螺塞(4)内部，母飞锤(5)的凸台卡在主轴(1)通孔内的凸台与调整螺塞(4)下部之间；基垫(7)、子飞锤(8)和子飞锤弹簧(11)安装在母飞锤(5)内部；基垫(7)和子飞锤弹簧(11)套装在子飞锤(8)外侧，基垫(7)的下端压在母飞锤(5)腔体上部的底部；子飞锤弹簧(11)的下端压在基垫(7)的顶端，子飞锤弹簧(11)的上端顶在子飞锤(8)上部的凸台下端；冒盖(12)卡装在母飞锤(5)顶部，冒盖(12)的下部伸入母飞锤(5)内部，通过螺纹与母飞锤(5)固定连接，冒盖(12)的下端压在子飞锤(8)的凸台上端。 

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