CN104018896A - 一种危急遮断器及危急遮断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种危急遮断器及危急遮断系统，属于超速保护系统领域。所述危急遮断器，适用于安装在旋转物体上监测所述旋转物体的转速，所述危急遮断器包括：飞环外圈、飞环内圈、弹簧、螺栓和与所述螺栓螺纹连接的螺母，所述弹簧的初始状态为压缩状态，使得当所述旋转物体未超速时所述飞环内圈与所述第一弧线贴合；所述危急遮断系统，包括滑阀和危急遮断器，所述滑阀包括设置有通孔的阀体、阀芯和复位手柄，所述危急遮断器，体积更小，结构更紧凑；所述危急遮断系统，使整个危急遮断系统的结构更加紧凑，更适用于安装在原油运输船的货油泵的透平机上。

Description

一种危急遮断器及危急遮断系统

技术领域

本发明涉及超速保护系统领域，特别涉及一种危急遮断器及危急遮断系统。

背景技术

危急遮断器是一种保护装置，常配合滑阀共同使用，该危急遮断器包括飞环以及设置于飞环的内孔内的内圈，且该内孔与飞环同心且该内孔的直径大于内圈的直径，该飞环为同心圆环，通过在飞环的侧壁不同的距离上设置多个圆柱孔来使其成为偏心飞环，危急遮断器安装在透平机的主轴端部，当透平机超速时，危急遮断器能够及时制动透平机，使透平机停止运行。

具体地，当透平机的转速超过了允许值时，危急遮断器工作，飞环飞出，撞击滑阀的连杆拖钩机构，使拖钩脱落，滑阀向上移动，将滑阀所在的油路的油液泄走，危急遮断器实现遮断功能，使得透平机的驱动装置因失去高压油而迅速关闭，防止透平机因超速而造成安全事故，保障原油运输船的安全。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

原油运输船的货油泵上的透平机由于内部空间较小，且要求货油泵上透平机的体积非常紧凑，现有的危急遮断器因其飞环为同心圆环且需要配置拖钩，致使该危急遮断器的体积较大，不适于安装在原油运输船货油泵透平机的内部。

发明内容

为了解决现有技术中危急遮断器体积较大的问题，本发明实施例提供了一种危急遮断器及危急遮断系统。所述技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种危急遮断器，适用于安装在旋转物体上监测所述旋转物体的转速，所述危急遮断器包括：飞环外圈、飞环内圈、弹簧、螺栓和与所述螺栓螺纹连接的螺母，所述飞环外圈包括构成所述飞环外圈的轮廓的内孔和外圆，所述飞环内圈设置在所述内孔内，且所述飞环内圈固定在所述旋转物体的旋转轴上，其特征在于，所述内孔为腰形环，所述腰形环包括第一弧线和第二弧线，所述第一弧线的圆心与所述外圆的圆心重合，且所述第一弧线和所述第二弧线的半径均与所述飞环内圈的半径相同，所述飞环内圈上沿所述飞环内圈的直径设置有相互连通的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的大小与所述螺栓的大小相配合，所述第二空腔的大小与所述弹簧和所述螺母的大小相配合，所述弹簧套设在所述螺栓上，且所述弹簧的两端分别抵在所述第二空腔的侧壁和所述螺母上，所述螺栓的两端沿所述第一弧线和所述第二弧线的圆心的连线方向分别设置在所述飞环外圈上；

所述弹簧的初始状态为压缩状态，使得当所述旋转物体未超速时所述飞环内圈与所述第一弧线贴合。

具体地，所述飞环外圈沿所述第一弧线和所述第二弧线的圆心方向设置有两个通孔，所述螺栓的两端分别伸入并固定在所述两个通孔内。

具体地，所述螺栓沿圆周方向设置有环形凹槽，所述环形凹槽设置在靠近所述第一弧线的一侧，所述飞环外圈上设置有弹性销，所述弹性销布置于所述环形凹槽的槽口内。

具体地，所述螺母和所述飞环内圈上对应设置有导向结构。

具体地，所述飞环外圈上设置有若干直径和/或间距不等的圆柱孔。

具体地，所述圆柱孔的轴线沿所述飞环的直径方向布置。

具体地，所述内圈通过若干个紧固螺钉与所述旋转物体的旋转轴固定。

另一方面，本发明提供了一种危急遮断系统，适用于安装在透平机的主轴上监测所述透平机的转速，包括滑阀和上述危急遮断器，所述滑阀包括设置有通孔的阀体、阀芯和复位手柄，所述阀芯的长度方向与所述螺栓的轴线方向相同，所述阀芯的一端位于所述阀体的通孔内，所述阀芯的另一端置于所述阀体外，所述复位手柄的一端位于所述阀体的通孔内并与所述阀芯连接，所述阀体上设置有分别与系统油路和所述阀体的通孔连通的油口，所述阀芯上分别设置有相互连通的进油口和泄油口，且所述泄油口设置于所述阀体外的所述阀芯上；

当所述飞环内圈与所述第二弧线贴合时，所述飞环外圈与所述阀芯相接触并推动所述阀芯移动，使得所述阀体上的油口与所述进油口连通。

具体地，所述阀芯靠近所述危急遮断器的一端设置有接头，所述接头与所述阀芯螺纹连接且所述接头与所述飞环外圈相接触。

具体地，所述危急遮断系统还包括微动开关和初始状态为开启的两位电磁换向阀，且所述两位电磁换向阀设置在所述系统油路上，所述复位手柄远离所述阀体的一侧设置有挡板，所述挡板与所述微动开关对应设置，所述微动开关与所述两位电磁换向阀连接，当所述飞环内圈与所述第二弧线贴合时，所述挡板碰触所述微动开关，使所述两位电磁换向阀换向。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明通过开设腰形环的方式实现了飞环外圈的偏心动作，其腰形环上的第一、第二弧线的直径等于飞环内圈的直径，在相同的脱扣距离下，使得本发明提供的危急遮断器相对于现有技术的危急遮断器体积更小，且质量也随着体积的减小而减小，更适用于安装在原油运输船的货油泵的透平机上；本发明实施例提供的危急遮断系统，当危急遮断器处于遮蔽状态时，飞环外圈每旋转一圈，飞环外圈具有在其所在平面的直径呈连续性的增大或减小的结构特点，这可以使飞环外圈直接推动滑阀使滑阀泄油，进而关闭透平机，这样就省去了现有技术中的滑阀的连杆拖钩机构，使整个危急遮断系统的结构更加紧凑，更适用于安装在原油运输船的货油泵的透平机上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的危急遮断器使用状态结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的危急遮断器的侧视剖面结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的危急遮断器的俯视剖面结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的危急遮断系统处于初始状态的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的危急遮断系统处于遮蔽状态的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的危急遮断系统的侧视剖面结构图；

图7是本发明实施例二提供的危急遮断系统中微动开关和两位电磁换向阀的结构示意图。

图中：a-低速轴、b-齿轮箱、c-叶轮、1-飞环外圈、1a-第一弧线、1b-第二弧线、2-飞环内圈、2a-第一空腔、2b-第二空腔、3-弹簧、4-螺栓、4a-环形凹槽、5-螺母、5a-导向销、6-弹性销、7-导向槽、9-紧固螺钉、10-阀体、10a-油口、10b-密封圈、11-阀芯、11a-进油口、11b-泄油口、12-复位手柄、12a-挡板、13-接头、14-微动开关、15-两位电磁换向阀、16-危急遮断器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了更好地理解本发明实施例，下面参照图1简单介绍透平机。透平机是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器，可用于驱动原油运输船的货油泵。如图1所示，透平机包括：蒸汽透平箱和齿轮箱b，蒸汽透平箱内设有叶轮c，齿轮箱b内设有在叶轮c的带动下转动的主轴，主轴包括与叶轮c直接连接的高速轴d以及与高速轴d传动连接的低速轴a，容易知道，上述透平机的结构仅为举例，并不作为对本发明应用场景的限制。

实施例一

本发明实施例提供了一种危急遮断器，如图1、图2和图3所示，该危急遮断器16适用于安装在旋转物体上监测所述旋转物体的转速，在本实施例中，该旋转物体为透平机的主轴。如前所述，透平机的主轴包括低速轴a和高速轴d，本实施例提供的危急遮断器可以安装在高速轴d上也可以安装在低速轴a上，尤其适用于安装在低速轴a上。

该危急遮断器16包括：飞环外圈1、飞环内圈2、弹簧3、螺栓4和与螺栓4螺纹连接的螺母5，飞环外圈1包括构成飞环轮廓的内孔和外圆，该飞环内圈2设置在内孔内，且飞环内圈2固定在旋转物体的主轴上，内孔为腰形环，腰形环包括第一弧线1a和第二弧线1b，第一弧线1a的圆心与外圆的圆心重合，且第一弧线1a和第二弧线1b的半径均与飞环内圈2的半径相同，飞环内圈2上沿飞环内圈2的直径设置有相互连通的第一空腔2a和第二空腔2b，第一空腔2a的大小与螺栓4的大小相配合，第二空腔2b的大小与弹簧3和螺母5的大小相配合，弹簧3套设在螺栓4上，且弹簧3的两端分别抵在第二空腔2b的侧壁和螺母5上(通过拧紧螺母5可以调整弹簧3的压缩量)，螺栓4的两端沿第一弧线1a和第二弧线1b的圆心的连线方向分别设置在飞环外圈1上，其中，飞环内圈2和飞环外圈1均为圆柱体型。

弹簧3的初始状态为压缩状态，使得当旋转物体未超速时飞环内圈2与第一弧线1a贴合；旋转物体未超速是指旋转物体的转速没有超过透平机允许的最大转速值，且通过调节弹簧3于初始状态下的压缩量可控制其与透平机允许的最大转速值相匹配，具体地，当旋转物体未超速时，飞环外圈1所受的离心力(旋转物体的主轴在旋转时，带动飞环外圈1和飞环内圈2一起转动，转动的飞环外圈1会受到离心力作用，且离心力的大小与转速正相关)小于或等于弹簧3提供的弹簧力，此时，第一弧线1a始终和飞环内圈2贴合。

具体地，当旋转物体未超速时，在弹簧3的压缩力的作用下，使得第一弧线1a紧紧地压在飞环内圈2上，随着主轴的转速的升高，飞环外圈1受到的离心力增大，飞环外圈1逐渐克服弹簧3的压缩力，当飞环外圈1所受的离心力一旦大于弹簧3的压缩力，第二弧线1b会逐渐向飞环内圈2靠近，最终贴合在飞环内圈2上，使飞环外圈1在离心力的作用下完成偏心动作，飞环外圈1脱扣，即实现危急遮断器16的遮蔽状态。

具体地，与现有技术中的开同心圆孔的危急遮断器相比，本发明这种内孔直径大于飞环内圈2的直径，致使外圆直径远大于飞环内圈的直径，本发明是在飞环外圈1上通过开设的腰形环的方式实现了飞环外圈1的偏心动作，其腰形环上的第一、第二弧线1a、1b的直径等于飞环内圈2的直径，使得本发明提供的危急遮断器相对于现有技术的危急遮断器体积更小，且质量也随着体积的减小而减小，使得本发明提供的危急遮断器16更适于安装在原油运输船的货油泵的透平机上。

进一步地，飞环外圈1沿第一弧线1a和第二弧线1b的圆心方向设置有两个通孔，螺栓4的两端分别伸入并安装在两个通孔内。此外，螺栓4的两端也可以直接固定在飞环外圈1的内孔的侧壁上。

进一步地，螺栓4沿圆周方向设置有环形凹槽4a，环形凹槽4a设置在靠近第一弧线1a的一侧，飞环外圈1设置有弹性销6，弹性销4布置于环形凹槽4a的槽口内。该弹性销6用于固定螺栓4。

进一步地，螺母5和飞环内圈2上对应设置有导向结构。具体地，螺母5上可以设置有导向销5a，飞环内圈2的第二空腔2b的轴线方向可以设置有与导向销5a对应的导向槽7。该导向销5a能够沿着导向槽7的方向在螺杆4上移动，通过移动导向销5a在螺杆4上的位置以调整弹簧3的压缩量。容易想到，该导向销5a可以设置在飞环内圈2上，导向槽7可以设置在螺母5上。

具体地，飞环外圈1上可以设置有若干直径和间距不等的圆柱孔(图中未示)。圆柱孔能够调整飞环外圈1的偏心距离，同时设置圆柱孔还能够减小飞环外圈1的质量，更利于减少危急遮断器16的质量，使危急遮断器16更灵活。

进一步地，圆柱孔的轴线可以沿飞环外圈1的直径方向布置。具体地，该圆柱孔可以为八个，通过调整这八个圆柱孔沿飞环外圈1圆周方向的间隔距离来调整飞环外圈1的偏心距离，使飞环外圈1的偏心质量特征能够与弹簧3的压缩力更加匹配。此外，该八个圆柱孔也可以沿飞环外圈1的轴向布置。

进一步地，飞环内圈2通过若干个紧固螺钉9与主轴固定，具体地，飞环内圈2通过四个紧固螺钉9与主轴固定，且飞环内圈2可以固定在透平机的齿轮箱b的低速轴a上端，由于透平机的齿轮箱b的低速轴a上端靠近齿轮箱b的上盖板，因此，只需将齿轮箱b的上盖板打开，便能将危急遮断器16安装在低速轴a上端，这样安装过程比较简单。

具体地，该螺杆4远离螺母5和弹簧3的一端可以不设置螺纹，这样能够增加螺杆4的受力能力。

现有技术中的开同心圆孔的危急遮断系统，这种危急遮断系统的内孔直径大于内圈的直径，致使外圆直径远大于内圈的直径，本发明是在飞环外圈通过开设的腰形环的方式实现了飞环外圈的偏心动作，其腰形环上的第一、第二弧线的直径等于飞环内圈的直径，在相同的脱扣距离下，使得本发明提供的危急遮断系统相对于现有技术的危急遮断系统体积更小，且质量也随着体积的减小而减小，更适用于安装在原油运输船的货油泵的透平机上，同时，飞环内圈始终在腰形环内滑动，使得脱扣过程更平稳。此外，将飞环内圈固定在透平机的主轴后，可以直接在普通变频电机试验台上调节弹簧的压缩量，这样就省去了需要实地进行调试的步骤，极大地减小调试的人力、财力与物力。

实施例二

本发明实施例提供了一种危急遮断系统，如图4和图5所示，该危急遮断系统适用于安装在透平机的主轴上监测透平机的转速，该危急遮断系统包括滑阀和实施例一提供的危急遮断器16，该滑阀包括设置有通孔的阀体10、阀芯11和复位手柄12，阀芯11的长度方向与螺栓4的轴线方向相同，阀芯11的一端位于阀体10的通孔内，阀芯11的另一端置于阀体10外，复位手柄12的一端位于阀体10的通孔内并与阀芯11连接，阀体10上设置有分别与系统油路和阀体10的通孔连通的油口10a，阀芯11上分别设置有相互连通的进油口11a和泄油口11b，且泄油口11b设置于阀体10外的阀芯11上。

当飞环内圈2与第二弧线1b贴合时，飞环外圈1与阀芯11相接触并推动阀芯11移动，使得阀体10上的油口10a与进油口11a连通。

具体地，阀芯11靠近危急遮断器16的一端设置有接头13，接头13与阀芯11螺纹连接且接头13与飞环外圈1相接触。为了保证危急遮断器16与阀芯11之间的最佳距离，可旋动接头13，而避免直接改变滑阀的安装位置，其中，接头可以为圆柱杆型。

进一步地，如图6和图7所示，危急遮断系统还包括微动开关14和初始状态为开启的两位电磁换向阀15，且两位电磁换向阀15设置在系统油路(该系统油路用于控制透平机的液压系统)上，复位手柄12远离阀体10的一侧设置有挡板12a，挡板12a与微动开关14对应设置，微动开关14与两位电磁换向阀15连接，当飞环内圈2与第二弧线1b贴合时，挡板12a碰触微动开关14，使两位电磁换向阀15换向，两位电磁换向阀15所在油路断开。该微动开关14和两位电磁换向阀15作为备用设置，当滑阀的阀芯11不能够正常工作时，启用微动开关14和两位电磁换向阀15。

具体地，该阀芯11为圆柱形，且进油口11a和泄油口11b可以沿阀芯11的圆周布置多个，其中由泄油口11b漏出来的油液可直接流入齿轮箱b内部，进而漏入油箱内。

具体地，阀体10上设置有两个密封圈10b，一个密封圈10b设置在阀芯11的进油口11a和泄油口11b之间阀体10上并与阀芯11紧密配合，另一个密封圈10b设置在靠近挡板12a的一侧并与阀芯11紧密配合。

本发明实施例提供的危急遮断系统，当危急遮断器处于遮蔽状态时，飞环每旋转一圈，飞环具有在其所在平面的直径呈连续性的增大或减小的结构特点，这可以使飞环直接推动滑阀使滑阀泄油，进而关闭透平机，这样就省去了现有技术中的滑阀的连杆拖钩机构，使整个危急遮断系统的结构更加紧凑，更适用于安装在原油运输船的货油泵的透平机上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种危急遮断器，适用于安装在旋转物体上监测所述旋转物体的转速，所述危急遮断器包括：飞环外圈、飞环内圈、弹簧、螺栓和与所述螺栓螺纹连接的螺母，所述飞环外圈包括构成所述飞环外圈的轮廓的内孔和外圆，所述飞环内圈设置在所述内孔内，且所述飞环内圈固定在所述旋转物体的旋转轴上，其特征在于，所述内孔为腰形环，所述腰形环包括第一弧线和第二弧线，所述第一弧线的圆心与所述外圆的圆心重合，且所述第一弧线和所述第二弧线的半径均与所述飞环内圈的半径相同，所述飞环内圈上沿所述飞环内圈的直径设置有相互连通的第一空腔和第二空腔，所述第一空腔的大小与所述螺栓的大小相配合，所述第二空腔的大小与所述弹簧和所述螺母的大小相配合，所述弹簧套设在所述螺栓上，且所述弹簧的两端分别抵在所述第二空腔的侧壁和所述螺母上，所述螺栓的两端沿所述第一弧线和所述第二弧线的圆心的连线方向分别设置在所述飞环外圈上；

所述弹簧的初始状态为压缩状态，使得当所述旋转物体未超速时所述飞环内圈与所述第一弧线贴合。

2.根据权利要求1所述的危急遮断器，其特征在于，所述飞环外圈沿所述第一弧线和所述第二弧线的圆心方向设置有两个通孔，所述螺栓的两端分别伸入并安装在所述两个通孔内。

3.根据权利要求2所述的危急遮断器，其特征在于，所述螺栓沿圆周方向设置有环形凹槽，所述环形凹槽设置在靠近所述第一弧线的一侧，所述飞环外圈上设置有弹性销，所述弹性销布置于所述环形凹槽的槽口内。

4.根据权利要求3所述的危急遮断器，其特征在于，所述螺母和所述飞环内圈上对应设置有导向结构。

5.根据权利要求1所述的危急遮断器，其特征在于，所述飞环外圈上设置有若干直径和/或间距不等的圆柱孔。

6.根据权利要求5所述的危急遮断器，其特征在于，所述圆柱孔的轴线沿所述飞环的直径方向布置。

7.根据权利要求1所述的危急遮断器，其特征在于，所述内圈通过若干个紧固螺钉与所述旋转物体的旋转轴固定。

8.一种危急遮断系统，适用于安装在透平机的主轴上监测所述透平机的转速，其特征在于，包括滑阀和如权利要求1-7任一项所述的危急遮断器，所述滑阀包括设置有通孔的阀体、阀芯和复位手柄，所述阀芯的长度方向与所述螺栓的轴线方向相同，所述阀芯的一端位于所述阀体的通孔内，所述阀芯的另一端置于所述阀体外，所述复位手柄的一端位于所述阀体的通孔内并与所述阀芯连接，所述阀体上设置有分别与系统油路和所述阀体的通孔连通的油口，所述阀芯上分别设置有相互连通的进油口和泄油口，且所述泄油口设置于所述阀体外的所述阀芯上；

当所述飞环内圈与所述第二弧线贴合时，所述飞环外圈与所述阀芯相接触并推动所述阀芯移动，使得所述阀体上的油口与所述进油口连通。

9.根据权利要求8所述的危急遮断系统，其特征在于，所述阀芯靠近所述危急遮断器的一端设置有接头，所述接头与所述阀芯螺纹连接且所述接头与所述飞环外圈相接触。

10.根据权利要求8或9所述的危急遮断系统，其特征在于，所述危急遮断系统还包括微动开关和初始状态为开启的两位电磁换向阀，且所述两位电磁换向阀设置在所述系统油路上，所述复位手柄远离所述阀体的一侧设置有挡板，所述挡板与所述微动开关对应设置，所述微动开关与所述两位电磁换向阀连接，当所述飞环内圈与所述第二弧线贴合时，所述挡板碰触所述微动开关，使所述两位电磁换向阀换向。