CN111102080B - 一种用于燃气轮机的转速控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃气轮机的转速控制装置，包括主机体，所述主机体左上方设有凸轮腔，所述凸轮腔左侧底壁固定设有控制电机，所述控制电机安装有传动轴，所述传动轴从左到右依次固定设有从高到底的第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮，所述凸轮腔下方设有与所述主机体固定连接的T型支座，所述T型支座上固定设有转轴，所述转轴上从左到右转动设有与所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮顶压配合的第一压板、第二压板和第三压板，通过液压系统能够改变润滑泵泵送流量，通过液压系统控制燃料阀门从而改变输入燃气轮机燃料的流量从而控制燃气轮机转速。

Description

一种用于燃气轮机的转速控制装置

技术领域

本发明涉及燃气轮机相关技术领域，具体为一种用于燃气轮机的转速控制装置。

背景技术

燃气轮机在使用时需要根据实际使用情况控制主轴转速，传统的控制方法是采用电子系统控制，需要安装大量传感器检测主轴转速，传感器大多是电子元件，这种控制方法容易受外界环境干扰，导致转速信息和控制信号传输不稳定，还需要增加附属系统，使燃气轮机整体附属系统结构偏于复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于燃气轮机的转速控制装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的一种用于燃气轮机的转速控制装置，包括主机体，所述主机体左上方设有凸轮腔，所述凸轮腔左侧底壁固定设有控制电机，所述控制电机安装有传动轴，所述传动轴从左到右依次固定设有从高到底的第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮，所述凸轮腔左下方设有润滑油腔，所述润滑油腔右侧壁固定设有T型支座，所述T型支座上固定设有转轴，所述转轴上从左到右转动设有与所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮顶压配合的第一压板、第二压板和第三压板，所述第三压板下方顶压配合设有润滑泵机构，通过所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮高度不同进而能使所述第一压板、第二压板和第三压板下压不同高度，所述主机体上方设有第一活塞腔，所述第一活塞腔内滑动设有用于控制所述润滑泵机构泵油量的第一活塞，所述第一活塞下底面固定连接有连杆，所述连杆下端通过轴承转动连接有第二活塞，所述主机体下方设有连接腔，所述连接腔内设有通过轴承与所述连接腔旋转连接的旋转架，所述旋转架上方设有装满液压油的第二活塞腔，所述第二活塞滑动设于所述第二活塞腔内，所述第二活塞腔下方设有与所述第二活塞腔连通的滑腔，所述滑腔内固定设有滑杆，所述滑杆上滑动设有一对位置左右对称的滑块，一对所述滑块之间的所述滑腔内装满液压油，所述滑块与所述滑腔侧壁通过第一弹簧连接，所述旋转架外侧底壁固定设有与所述主机体转动连接的用于连接燃气轮机主轴的输入轴，所述主机体右上方设有用于控制流向燃气轮机燃烧室的燃料流量的燃油阀机构。

在上述技术方案基础上，所述第三压板内设有进油口，所述第三压板内设有左右贯通的第三活塞腔，所述进油口和所述第三活塞腔通过油道连通，所述第三活塞腔内滑动设有联动活塞，所述第二压板内设有左右贯通的第四活塞腔，所述第一压板内设有左右贯通的第五活塞腔，所述第三活塞腔和所述第五活塞腔通过所述第四活塞腔连通，且所述联动活塞能在所述第三活塞腔、所述第五活塞腔和所述第四活塞腔内滑动，当滑动至左极限位置时能将所述第三压板、所述第二压板和所述第一压板固定连接后在所述第一凸轮顶压下同步转动，所述第一压板与所述T型支座之间通过第二弹簧连接，所述第二压板与所述T型支座之间通过第三弹簧连接。

在上述技术方案基础上，所述润滑泵机构包括固定设于所述润滑油腔右侧的泵体，所述泵体内设有泵腔，所述泵腔内装满润滑油，所述泵腔底壁固定设有输出单向阀，所述输出单向阀连接有设于所述主机体内的润滑油道，所述泵腔左侧壁内固定设有将润滑油从润滑油腔输送到泵腔的输入单向阀，所述泵腔内滑动设有泵活塞，所述泵活塞上方固定连接有泵杆，所述泵杆与所述泵体之间通过第四弹簧连接，所述泵杆与所述第三压板顶压配合，所述第三凸轮转动顶压所述第三压板上下往复转动，进而带动所述泵杆和所述泵活塞上下往复运动，从而增大和减小所述泵腔的容积，进而使所述泵腔通过所述输入单向阀向所述泵腔内泵入润滑油，使所述泵腔通过所述输出单向阀向所述润滑油道内泵入润滑油，如此往复形成持续润滑油泵送。

在上述技术方案基础上，所述第一活塞腔内装满液压油，所述第一活塞向下运动能将液压油压入设于所述主机体内的左油道内，然后通过所述进油口进入所述第三活塞腔推动所述联动活塞在所述第三活塞腔内滑动进入所述第五活塞腔和所述第四活塞腔内。

在上述技术方案基础上，所述燃油阀机构包括设于所述主机体右上方的装有燃料的燃料腔，所述燃料腔下方连通有上阀腔，所述上阀腔内设有阀门压力腔，所述上阀腔下方连通有下阀腔，所述上阀腔内设有能够将所述下阀腔封闭的阀门，所述阀门固定连接有阀杆，所述阀杆滑动设于所述阀门压力腔内，所述阀门压力腔内顶壁设有与所述阀杆顶面固定连接的第五弹簧，所述下阀腔右侧壁固定设有用于控制向燃气轮机燃烧室内输送燃料的排油阀。

在上述技术方案基础上，所述第一活塞腔内装满液压油，所述第一活塞向下运动能将液压油压入设于所述主机体内的右油道内，然后将液压油压入所述右油道进入所述阀门压力腔内推动所述阀杆运动，从而带动所述阀门向下运动，控制所述上阀腔和所述下阀腔之间的间隔，从而控制燃料流量，通过控制燃料流量来控制燃气轮机的转速。

在上述技术方案基础上，所述上阀腔内设有固定于所述主机体上的用于配合所述阀门密封燃料的密封圈。

本发明的有益效果是：本发明通过输入轴和燃气轮机的主轴固定连接直接将燃气轮机主轴转速输入到本发明，确保转速信息传输的稳定可靠，通过两个滑块转动产生的离心力将转速信息改变成液压信号，再将液压信号通过活塞传递给机油泵和燃油控制阀门，带动机油泵根据燃气轮机主轴转速合理分配机油流量，通过液压信号带动阀门控制阀门的流量大小，从而控制燃油的喷油量大小，通过喷油的多少来控制燃气轮机的主轴转速，本发明采用机械结构控制机油泵的流量和燃油泵的流量，不受外界干扰，稳定性和安全性较高。

附图说明

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是本发明的一种用于燃气轮机的转速控制装置的整体结构示意图；

图2是本发明图1中机油泵右视图；

图3是本发明图2中A-A方向视图；

图4是本发明图1中B处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合图1-4对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

参照图1-4，根据本发明的实施例的一种用于燃气轮机的转速控制装置，包括主机体11，所述主机体11左上方设有凸轮腔12，所述凸轮腔12左侧底壁固定设有控制电机42，所述控制电机42安装有传动轴61，所述传动轴61从左到右固定依次设有从高到底的第一凸轮13、第二凸轮14和第三凸轮15，所述凸轮腔12左下方设有润滑油腔39，所述润滑油腔39右侧壁固定设有T型支座48，所述T型支座48上固定设有转轴49，所述转轴49上从左到右转动设有与所述第一凸轮13、第二凸轮14和第三凸轮15顶压配合的第一压板45、第二压板44和第三压板43，所述第三压板43下方顶压配合设有润滑泵机构101，通过所述第一凸轮13、第二凸轮14和第三凸轮15高度不同进而能使所述第一压板45、第二压板44和第三压板43下压不同高度，所述主机体11上方设有第一活塞腔17，所述第一活塞腔17内滑动设有用于控制所述润滑泵机构101泵油量的第一活塞18，所述第一活塞18下底面固定连接有连杆19，所述连杆19下端通过轴承转动连接有第二活塞35，所述主机体11下方设有连接腔66，所述连接腔66内设有通过轴承与所述连接腔66旋转连接的旋转架30，所述旋转架30上方设有装满液压油的第二活塞腔65，所述第二活塞35滑动设于所述第二活塞腔65内，所述第二活塞腔65下方设有与所述第二活塞腔65连通的滑腔31，所述滑腔31内固定设有滑杆36，所述滑杆36上滑动设有一对位置左右对称的滑块33，一对所述滑块33之间的所述滑腔31内装满液压油，所述滑块33与所述滑腔31侧壁通过第一弹簧32连接，所述旋转架30外侧底壁固定设有与所述主机体11转动连接的用于连接燃气轮机主轴的输入轴34，所述主机体11右上方设有用于控制流向燃气轮机燃烧室的燃料流量的燃油阀机构102。

另外，在一个实施例中，所述第三压板43内设有进油口50，所述第三压板43内设有左右贯通的第三活塞腔51，所述进油口50和所述第三活塞腔51通过油道67连通，所述第三活塞腔51内滑动设有联动活塞52，所述第二压板44内设有左右贯通的第四活塞腔47，所述第一压板45内设有左右贯通的第五活塞腔46，所述第三活塞腔51和所述第五活塞腔46通过所述第四活塞腔47连通，且所述联动活塞52能在所述第三活塞腔51、所述第五活塞腔46和所述第四活塞腔47内滑动，当滑动至左极限位置时能将所述第三压板43、所述第二压板44和所述第一压板45固定连接后在所述第一凸轮13顶压下同步转动，所述第一压板45与所述T型支座48之间通过第二弹簧62连接，所述第二压板44与所述T型支座48之间通过第三弹簧53连接。

另外，在一个实施例中，所述润滑泵机构101包括固定设于所述润滑油腔39右侧的泵体58，所述泵体58内设有泵腔54，所述泵腔54内装满润滑油，所述泵腔54底壁固定设有输出单向阀55，所述输出单向阀55连接有设于所述主机体11内的润滑油道37，所述泵腔54左侧壁内固定设有将润滑油从润滑油腔39输送到泵腔54的输入单向阀56，所述泵腔54内滑动设有泵活塞57，所述泵活塞57上方固定连接有泵杆60，所述泵杆60与所述泵体58之间通过第四弹簧59连接，所述泵杆60与所述第三压板43顶压配合，所述第三凸轮15转动顶压所述第三压板43上下往复转动，进而带动所述泵杆60和所述泵活塞57上下往复运动，从而增大和减小所述泵腔54的容积，进而使所述泵腔54通过所述输入单向阀56向所述泵腔54内泵入润滑油，使所述泵腔54通过所述输出单向阀55向所述润滑油道37内泵入润滑油，如此往复形成持续润滑油泵送。

另外，在一个实施例中，所述第一活塞腔17内装满液压油，所述第一活塞18向下运动能将液压油压入设于所述主机体11内的左油道16内，然后通过所述进油口50进入所述第三活塞腔51推动所述联动活塞52在所述第三活塞腔51内滑动进入所述第五活塞腔46和所述第四活塞腔47内。

另外，在一个实施例中，所述燃油阀机构102包括设于所述主机体11右上方的装有燃料的燃料腔21，所述燃料腔21下方连通有上阀腔26，所述上阀腔26内设有阀门压力腔23，所述上阀腔26下方连通有下阀腔28，所述上阀腔26内设有能够将所述下阀腔28封闭的阀门27，所述阀门27固定连接有阀杆25，所述阀杆25滑动设于所述阀门压力腔23内，所述阀门压力腔23内顶壁设有与所述阀杆25顶面固定连接的第五弹簧24，所述下阀腔28右侧壁固定设有用于控制向燃气轮机燃烧室内输送燃料的排油阀64。

另外，在一个实施例中，所述第一活塞腔17内装满液压油，所述第一活塞18向下运动能将液压油压入设于所述主机体11内的右油道68内，然后将液压油压入所述右油道68进入所述阀门压力腔23内推动所述阀杆25运动，从而带动所述阀门27向下运动，控制所述上阀腔26和所述下阀腔28之间的间隔，从而控制燃料流量，通过控制燃料流量来控制燃气轮机的转速。

另外，在一个实施例中，所述上阀腔26内设有固定于所述主机体11上的用于配合所述阀门27密封燃料的密封圈63。

初始状态时，联动活塞52处于右极限位置，第一凸轮13、第二凸轮14和第三凸轮15转到上极限位置，第一压板45、第二压板44和第三压板43处于同一高度，第二弹簧62和第三弹簧53未被压缩，泵杆60和泵活塞57处于上极限位置，第四弹簧59未被压缩，第一活塞18、连杆19和第二活塞35处于上极限位置，左右对称的两滑块33处于中间位置，第一弹簧32未被压缩，阀杆25和阀门27处于上极限位置，第五弹簧24被压缩，排油阀64关闭。

当需要控制转速时时，将燃气轮机的主轴转速通过输入轴34输入，打开排油阀64，启动控制电机42带动第一凸轮13、第二凸轮14和第三凸轮15转动，同时挤压第一压板45、第二压板44和第三压板43向下转动一定角度，此时只有第三压板43的转动传递给泵杆60，使泵杆60向下移动，带动泵活塞57向下移动，将泵腔54内的润滑油挤压后通过输出单向阀55输出通过润滑油道37给燃气轮机润滑，此时润滑油输出较少。

转速较高时，输入轴转速提高带动旋转架30加速旋转，同时带动滑块33加速旋转，离心力增大，使滑块33相互分开，挤压第一弹簧32，同时第二活塞腔65容积扩大，产生负压，通过液压油将第二活塞35向下拉动，第二活塞35通过连杆19将第一活塞18向下拉动，此时第一活塞腔17的容积减小，将液压油挤压到左油道15和右油道68内，液压油进入左油道15通过进油口50挤压联动活塞52，使其向左移动，进入第四活塞腔47和第五活塞腔46，将第一压板45、第二压板44和第三压板43固定连接同步转动，此时只有第一凸轮13能够接触并压动第一压板45向下转动一定角度，下压力通过泵杆60带动泵活塞57向下移动，将润滑油泵出，此时润滑油泵机构的泵油能力达到最大，同时右油道68内的液压油挤压阀杆25使阀杆25向下移动进而带动阀门27向下移动，减小上阀腔26与下阀腔28之间的间隙大小，减小燃料流量，使进入燃气轮机燃烧室的燃料减少，从而使燃气轮机转速减小。

转速较低时，输入轴转速降低带动旋转架30减速旋转，同时带动滑块33减速旋转，离心力减小且小鱼第一弹簧32的弹力，滑块33在第一弹簧32的弹力下相互靠近，进而使第二活塞腔65容积减小，产生压力，通过液压油将第二活塞35向上推动，第二活塞35通过连杆19将第一活塞18向上推动，此时第一活塞腔17的容积增大，将液压油从左油道15和右油道68内抽出，左油道15内产生负压，带动联动活塞52使其向右移动，离开第四活塞腔47和第五活塞腔46，将第三压板43和第一压板45、第二压板44分开，此时只有第三凸轮15能够接触并压动第三压板43向下转动一定角度带动泵杆60和泵活塞57向下移动，将润滑油泵出，此时润滑油泵机构的泵油能力达到最小，同时右油道68内产生负压拉动阀杆25向上移动从而带动阀门27向上移动，增加上阀腔26与下阀腔28之间的间隙大小，增加燃料流量，使进入燃气轮机燃烧室的燃料增加，从而使燃气轮机转速增大。

本发明的有益效果是：本发明通过输入轴和燃气轮机的主轴固定连接直接将燃气轮机主轴转速输入到本发明，确保转速信息传输的稳定可靠，通过两个滑块转动产生的离心力将转速信息改变成液压信号，再将液压信号通过活塞传递给机油泵和燃油控制阀门，带动机油泵根据燃气轮机主轴转速合理分配机油流量，通过液压信号带动阀门控制阀门的流量大小，从而控制燃油的喷油量大小，通过喷油的多少来控制燃气轮机的主轴转速，本发明采用机械结构控制机油泵的流量和燃油泵的流量，不受外界干扰，稳定性和安全性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (1)

1.一种用于燃气轮机的转速控制装置，包括主机体，其特征在于：所述主机体左上方设有凸轮腔，所述凸轮腔左侧底壁固定设有控制电机，所述控制电机安装有传动轴，所述传动轴从左到右依次固定设有从高到底的第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮，所述凸轮腔左下方设有润滑油腔，所述润滑油腔右侧壁固定设有T型支座，所述T型支座上固定设有转轴，所述转轴上从左到右转动设有与所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮顶压配合的第一压板、第二压板和第三压板，所述第三压板下方顶压配合设有润滑泵机构，通过所述第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮高度不同进而能使所述第一压板、第二压板和第三压板下压不同高度，所述主机体上方设有第一活塞腔，所述第一活塞腔内滑动设有用于控制所述润滑泵机构泵油量的第一活塞，所述第一活塞下底面固定连接有连杆，所述连杆下端通过轴承转动连接有第二活塞，所述主机体下方设有连接腔，所述连接腔内设有通过轴承与所述连接腔旋转连接的旋转架，所述旋转架上方设有装满液压油的第二活塞腔，所述第二活塞滑动设于所述第二活塞腔内，所述第二活塞腔下方设有与所述第二活塞腔连通滑腔，所述滑腔内固定设有滑杆，所述滑杆上滑动设有一对位置左右对称的滑块，一对所述滑块之间的所述滑腔内装满液压油，所述滑块与所述滑腔侧壁通过第一弹簧连接，所述旋转架外侧底壁固定设有与所述主机体转动连接的用于连接燃气轮机主轴的输入轴，所述主机体右上方设有用于控制流向燃气轮机燃烧室的燃料流量的燃油阀机构；所述第三压板内设有进油口，所述第三压板内设有左右贯通的第三活塞腔，所述进油口和所述第三活塞腔通过油道连通，所述第三活塞腔内滑动设有联动活塞，所述第二压板内设有左右贯通的第四活塞腔，所述第一压板内设有左右贯通的第五活塞腔，所述第三活塞腔和所述第五活塞腔通过所述第四活塞腔连通，且所述联动活塞能在所述第三活塞腔、所述第五活塞腔和所述第四活塞腔内滑动，当滑动至左极限位置时能将所述第三压板、所述第二压板和所述第一压板固定连接后在所述第一凸轮顶压下同步转动，所述第一压板与所述T型支座之间通过第二弹簧连接，所述第二压板与所述T型支座之间通过第三弹簧连接；所述润滑泵机构包括固定设于所述润滑油腔右侧的泵体，所述泵体内设有泵腔，所述泵腔内装满润滑油，所述泵腔底壁固定设有输出单向阀，所述输出单向阀连接有设于所述主机体内的润滑油道，所述泵腔左侧壁内固定设有将润滑油从润滑油腔输送到泵腔的输入单向阀，所述泵腔内滑动设有泵活塞，所述泵活塞上方固定连接有泵杆，所述泵杆与所述泵体之间通过第四弹簧连接，所述泵杆与所述第三压板顶压配合，所述第三凸轮转动顶压所述第三压板上下往复转动，进而带动所述泵杆和所述泵活塞上下往复运动，从而增大和减小所述泵腔的容积，进而使所述泵腔通过所述输入单向阀向所述泵腔内泵入润滑油，使所述泵腔通过所述输出单向阀向所述润滑油道内泵入润滑油，如此往复形成持续润滑油泵送；所述第一活塞腔内装满液压油，所述第一活塞向下运动能将液压油压入设于所述主机体内的左油道内，然后通过所述进油口进入所述第三活塞腔推动所述联动活塞在所述第三活塞腔内滑动进入所述第五活塞腔和所述第四活塞腔内；所述燃油阀机构包括设于所述主机体右上方的装有燃料的燃料腔，所述燃料腔下方连通有上阀腔，所述上阀腔内设有阀门压力腔，所述上阀腔下方连通有下阀腔，所述上阀腔内设有能够将所述下阀腔封闭的阀门，所述阀门固定连接有阀杆，所述阀杆滑动设于所述阀门压力腔内，所述阀门压力腔内顶壁设有与所述阀杆顶面固定连接的第五弹簧，所述下阀腔右侧壁固定设有用于控制向燃气轮机燃烧室内输送燃料的排油阀；所述第一活塞腔内装满液压油，所述第一活塞向下运动能将液压油压入设于所述主机体内的右油道内，然后将液压油压入所述右油道进入所述阀门压力腔内推动所述阀杆运动，从而带动所述阀门向下运动，控制所述上阀腔和所述下阀腔之间的间隔，从而控制燃料流量，通过控制燃料流量来控制燃气轮机的转速；所述上阀腔内设有固定于所述主机体上的用于配合所述阀门密封燃料的密封圈。

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