CN102088221A - 安全性提高的密封电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全性提高的密封电机。安全性提高的密封电机包括容纳定子(3)和转子(4)的壳体(2)，其中转子(4)由从壳体(2)伸出的转子轴(5)支撑。在壳体(2)和转子轴(5)之间提供有密封环(7)，用于使壳体的内部相对外部环境被密封。该电机还包括壳体(2)和转子轴(5)之间的应急密封环(10)，其在电机的正常操作期间可采用非激活的配置，并且在密封环(7)故障的情况下采用激活的配置。

Description

安全性提高的密封电机

技术领域

本发明涉及一种安全性提高的密封电机；尤其本发明涉及一种大型密封发电机。

背景技术

参考图1，密封发电机1已知包括容纳定子3和转子4的壳体2，其中转子4通过轴承6由转子轴5支撑。

此外，为了使壳体2的内部相对外部环境被密封，密封环7(一个在转子轴5的驱动端，另一个在转子轴5的非驱动端)被提供在壳体2和转子轴5之间。

而且，通常滑片(viper)8被提供在轴承6和密封环7之间，以有助于密封作用。

密封环7被连接到供应回路(未示出)，其在那里馈入油，使得密封被保证。

然而，万一密封环供应回路处发生问题，密封不再能保证，壳体2内部容纳的气体部分进入密封环和供应回路，并通常到达供应回路的集油室，并且一部分通过滑片8泄露到壳体2的外部。

由于通常在壳体2内部容纳的气体是H₂，可能产生很危险的爆炸混合物。

发明内容

因此本发明的技术目的是提供一种安全性提高的密封电机，通过它已知技术的所述问题被消除。

在这个技术目的的范围内，本发明一方面提供一种电机，即使在密封环和/或密封环供应回路故障的情况下其操作也是安全的，因为防止了爆炸混合物(例如H₂/空气混合物)的形成。

根据本发明的技术目的、以及这些和进一步的方面是通过提供依照所附权利要求的电机来实现的。

附图说明

从根据本发明的电机的优选但非唯一的实施例的描述，本发明的其它特点和优势将更显而易见，其是通过附图中的非限制性实例来说明的，在附图中：

图1是诸如大型发电机的传统电机的示意图；

图2是本发明一个实施例中的诸如大型发电机的电机的局部示意图；

图3和4示出本发明的一个实施例中的分别具有激活的和未激活的应急密封环的电机的细节；以及

图5和6示出应急密封环的两个不同实施例。

具体实施方式

安全性提高的电机具有一些与传统密封电机相同的特征，为此已经参考传统电机使用的相同参考标记始终被用来表示相同的部件。

密封电机1已知包括容纳定子3和转子4的壳体2，其中转子4由从壳体2伸出的转子轴5支撑。

在壳体2和转子轴5之间，密封环7被提供，以使壳体的内部相对外部环境被密封。

这些密封环7优选是通常的密封环，诸如例如单、双或者甚至是三回路密封环；总之很清楚的是密封环也可以是与引用的特定类型密封环不同的。

此外，同样提供了用于支撑转子轴5的轴承6和有助于密封的滑片8；滑片8被提供在轴承6和密封环7之间。

有利地，应急密封环10被提供在壳体2和转子轴5之间，其可采用未激活的配置或者激活的配置。

特别地，在电机的正常操作期间，应急密封环10采用未激活的配置(例如图4中所示)，以使得在正常操作期间，应急密封环不操作，并且不起任何密封作用，并且不影响电机操作。

相反，在密封环7故障的情况下(即，如果在正常操作期间保证密封的故障发生在密封环处)，应急密封环10可采用激活的配置(例如图3中所示的)，其中应急密封环10是可操作的，并且除密封环7之外或代替密封环7保证密封。

特别地，两个应急密封环10被提供，每个位于转子轴的一个端部。

如图中所示的，应急密封环10可被连接到滑片8。

应急密封环10具有一个部分12，其在环10被激活时能抵靠转子轴5移动以实现密封。

提供了一个应急密封回路14，其被布置来供应加压的气体，该气体使可移动部分12抵靠转子轴5移动。

应急密封回路14包括容纳加压的气体的箱16(例如充满40巴或更高压力的N₂或氩的加压的瓶)；和将箱16连接到应急密封环10的导管18(图3和4只示出了一个密封环，然而很明显第二个密封环连接在导管18的端部)。

而且，控制阀20被提供在导管18上，以控制供应到应急密封环10的气体；控制阀20例如是螺线管激活的阀，其连接到厂用电池。

特别地，控制阀20在数量上是两个，并且排气支路22在两个控制阀20之间被连接到导管18；排气支路22被布置以将气体排放到导管18的外部，其中气体能够通过面向箱16的阀20泄漏。

另外的控制阀24被提供在这个排气支路22上；同样阀24优选是螺线管激活的阀，其连接到厂用电池。

优选控制阀20是螺线管阀，其在没有能量供应时具有打开的结构，另外的控制阀24是螺线管阀，其在没有能量供应时具有闭合的结构。万一发生故障并且这些阀没有接收任何电功率供应，那么这些阀使系统被激活。

如果结构如此要求，减压阀26也可被提供在箱16和控制阀20之间。

而且，还提供一个安全排气支路28，其连接到控制阀20下游的导管18的一部分；该安全排气支路28还被提供有安全阀30。

此外，压力传感器32、34和36还被分别提供在箱16和控制阀20之间、两个控制阀20之间、以及均处于两个控制阀20的下游。

这些压力传感器32、34和36使系统被监控，并且万一在面向箱16的控制阀20处出现泄漏、或者如果导管18中的压力超过安全值，阀24和30被驱动。

图5示出应急密封环10的一个实施例。

应急密封环10具有环形中空体38，应急密封环10限定了室40和可移动部分12。

室40被布置成接收来自箱16的气体41，以使可移动部分12被激活，并向转子轴5移动。

特别地，中空体38由诸如弹性材料的可变形材料制成，并具有朝向转子轴5的带有类似可折叠结构的部分38a。

其它面包括嵌入在那里的由金属板制成的、例如由钢制成的加强结构。

在这方面，金属板42、44被嵌入在面向滑片8的一面、以及与类似可折叠部分38a相对的一面；这些金属板被相互连接，例如被焊接。

另一个金属板46被嵌入在与滑片8相对的一面；该板46被连接到金属板44(例如它被焊接到板44，或板44和46制造成单一片件)，并限定了弹簧元件，所述弹簧元件在加压的气体41被引入室40时如箭头F所示的旋转、并且在室40被减压时移动回它的重置位置。

因此，当金属板46如箭头F所指示的旋转时，可移动部分12被抵靠转子轴5轴向挤压。

图6示出应急密封环的一个不同实施例，其使可移动部分12抵靠转子轴5径向移动。

该应急密封环与参考图5已经描述的实施例类似；特别地，它具有嵌入在环形中空体38中的金属板结构48，其中环形中空体38限定了室40和可移动部分12。

中空体38由诸如弹性材料的可变形材料制成，并具有朝向转子轴5的带有类似可折叠结构的部分38a，其使该中空体径向变形，并且当加压的气体被引入室40时，可移动部分12径向挤靠转子轴5。

本发明的电机的操作从描述和说明的那些是显而易见的，并且实际上如下所述。

在正常操作期间，控制阀20被关闭，而且另一个控制阀24被打开；应急密封环未被激活，并且不执行任何密封作用。

这使得面向箱16的控制阀20处的泄漏可能通过排气支路22被排放。

万一发生故障，使得没有油或仅有少量油被供应到密封环7(因此密封环7的密封作用降低)，自动控制系统45驱动控制阀20打开并且另一个控制阀24关闭。

在这种结构中，气体(诸如例如容纳在箱16中的高压N₂)被供应(最后经过减压阀26而处于减小的压力)到导管18中，并因此供应到每个应急密封环10的室40中。

当在室40中时(图5的实施例)，高压气体使中空体38的具有嵌入在那里的金属板46的面如箭头F所示的旋转，并且可移动部分12向着转子轴5轴向移动(在图5的实施例中)。

可选地(图6的实施例)，当在室40中时，高压气体41使类似可折叠结构38a展开，并且可移动部分12向着转子轴5径向移动。

只要发电机运行不正常并处于安全配置(即，在用CO₂或N₂净化后)，那么应急密封环就保持在激活配置。

通过减小发电站电池的可获得时间，本发明的安全性提高的密封电机的成本减小是可能的。

自然地，所述特征可相对于彼此独立地提供。

在实践中所使用的材料和尺寸根据需求和技术状态将是可选的。

附图标记：

1         电机

2         壳体

3         定子

4         转子

5         转子轴

6         轴承

7         密封环

8         滑片

10        应急密封环

12        10的可移动部分

14        应急密封回路

16        箱

18        导管

20        控制阀

22        排气支路

24        另一个控制阀

26        减压阀

28        安全支路

30        安全阀

32，34，36压力传感器

38        10的中空体

38a       38的部分

40        10的室

41        气体

42，44，46金属板

45        自动控制系统

48        金属板结构

F         箭头

Claims (13)

1.一种安全性提高的密封电机，包括容纳定子(3)和转子(4)的壳体(2)，其中转子(4)由从壳体(2)伸出的转子轴(5)支撑，其中在壳体(2)和转子轴(5)之间提供有密封环(7)，用于使壳体的内部相对外部环境被密封，其特征在于，包括在壳体(2)和转子轴(5)之间的应急密封环(10)，其在电机正常操作期间可采用非激活的配置，并且在密封环(7)故障的情况下采用激活的配置。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，包括两个应急密封环(10)，每个位于转子轴的一端。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，每个所述应急密封环(10)至少具有部分(12)，其在应急密封环被激活时能抵靠转子轴(5)移动，以实现密封。

4.如权利要求3所述的电机，其特征在于：包括应急密封回路(14)，其被配置为供应加压的气体，所述加压的气体导致可移动部分(12)抵靠转子轴(5)移动。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于：所述应急密封回路(14)包括至少一个箱(16)，其容纳加压的气体；以及一个导管(18)，其将箱(16)连接到应急密封环(10)，至少一个控制阀(20)被提供在所述导管(18)上，以控制供应到应急密封环(10)的气体。

6.如权利要求5所述的电机，其特征在于：包括两个控制阀(20)；以及，在两个控制阀(20)之间连接到导管(18)的排气支路(22)，其被布置为排放气体到导管(18)的外部，另一个控制阀(24)被提供在所述排气支路(22)上。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于：包括在箱(16)和控制阀(20)之间的减压阀(26)。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于：包括安全排气支路(28)，其连接到控制阀(20)下游的所述导管(18)的部分，并被提供有安全阀(30)。

9.如权利要求7所述的电机，其特征在于：所述应急密封环(10)具有环形中空体(38)，其限定了室(40)和可移动部分(12)，其中来自箱(16)的气体可被馈入室(40)，以激活可移动部分(12)从而使其朝着转子轴(5)移动。

10.如权利要求9所述的电机，其特征在于：环形中空体(38)由可变形材料制成，其具有嵌入其中的加强结构。

11.如权利要求10所述的电机，其特征在于：中空环形体(38)的面向转子轴(5)的部分(38a)具有类似可折叠的结构，并且加强结构被嵌入在中空环形体(38)的其它面。

12.如权利要求5所述的电机，其特征在于：包括自动控制系统(45)，如果在密封环处发生故障，所述自动控制系统驱动控制阀(20)打开。

13.如权利要求6和12所述的电机，其特征在于：如果在密封环处发生故障，自动控制系统(45)还驱动另一个控制阀(24)关闭。

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