CN113464214A - 一种汽轮机汽缸载荷测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽轮机汽缸载荷测量装置，涉及汽轮机汽缸载荷测量技术领域，为解决现有技术中对汽缸载荷测量的精度较低的问题而设计。该汽轮机汽缸载荷测量装置包括称重千斤顶、液压手动泵和压力数显仪，称重千斤顶包括液压千斤顶和称重传感器，其中，称重传感器包括外壳、弹性体和应变片，外壳具有容纳腔，液压千斤顶设置于容纳腔，液压千斤顶包括液压缸体和与液压缸体配合使用的活塞杆，液压缸体的外侧壁通过弹性体支撑于外壳的内侧壁，应变片固定设置于弹性体，应变片与压力数显仪电连接；液压手动泵的动力输出口与液压缸体的液压腔室连通，用于驱动活塞杆运动。本发明能够实现汽缸载荷的高精度测量。

Description

一种汽轮机汽缸载荷测量装置

技术领域

本发明涉及汽轮机汽缸载荷测量技术领域，具体而言，涉及一种汽轮机汽缸载荷测量装置。

背景技术

通常，汽轮机汽缸通过汽缸猫爪坐落在轴承座上，汽缸安装过程中，需要将汽缸的载荷合理地分配至轴承座的各承力面。如果汽缸载荷分配不均匀，在汽轮机运行过程中，汽缸载荷轻的汽缸猫爪将会翘起，造成汽缸内部汽封间隙偏转，从而引起汽流激振，严重时还会引起机组动静摩擦，造成机组振动、汽缸效率下降；而汽缸载荷轻的汽缸猫爪则会导致轴承座变形和基础不均匀沉降。

目前，对汽缸载荷的测量方法主要有测力计法和猫爪垂弧法。其中，测力计法与弹簧秤原理类似，具体步骤为将测力计拧入汽缸猫爪专用螺栓孔内，当测力计受力时，测力计内部弹簧压缩推动百分表显示弹簧压缩量，然后核查弹簧压缩量对应测力计所承受的力即为此汽缸猫爪所承受的载荷，再根据汽缸猫爪的载荷值进行对称位置载荷的调整；猫爪垂弧法则是指每个汽缸猫爪在无支撑垫片的情况下，测量汽缸猫爪自然下垂的高度，比较左右对称位置猫爪的垂弧，通过调整各猫爪支撑垫片的厚度，使对称点猫爪垂弧差在允许范围内。

上述两种方法虽然能够实现对汽缸载荷的测量，但是还存在如下问题：(1)测力计法不能直接读取汽缸猫爪载荷值，测量值需要人工核查弹簧压缩量与受力对应关系，存在较大误差，在光线较暗的情况下读数误差更大，且弹簧压缩量与受力载荷对应精度较低；(2)猫爪垂弧法属于定性测量，不能精确反映汽缸猫爪所受载荷的大小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽轮机汽缸载荷测量装置，以解决现有技术中对汽缸载荷测量的精度较低的技术问题。

本发明提供的汽轮机汽缸载荷测量装置，包括称重千斤顶、液压手动泵和压力数显仪，称重千斤顶包括液压千斤顶和称重传感器，其中，所述称重传感器包括外壳、弹性体和应变片，所述外壳具有容纳腔，所述液压千斤顶设置于所述容纳腔，所述液压千斤顶包括液压缸体和与所述液压缸体配合使用的活塞杆，所述液压缸体的外侧壁通过所述弹性体支撑于所述外壳的内侧壁，所述应变片固定设置于所述弹性体，所述应变片与所述压力数显仪电连接；所述液压手动泵的动力输出口与所述液压缸体的液压腔室连通，用于驱动所述活塞杆运动。

进一步地，所述弹性体环绕所述液压缸体设置。

进一步地，所述活塞杆与所述液压缸体之间设置有密封环，所述密封环被配置为使所述液压腔室与外界环境隔离。

进一步地，所述液压手动泵的动力输出口通过高压软管与所述液压缸体的液压腔室连通。

进一步地，所述液压腔室连通有油管道，所述汽轮机汽缸载荷测量装置还包括油路接头，所述油路接头连接在所述高压软管与所述油管道之间，所述高压软管通过所述油路接头、所述油管道与所述液压腔室连通。

进一步地，所述外壳的侧壁开设有第一安装孔，所述油路接头安装于所述第一安装孔。

进一步地，所述应变片粘贴固定于所述弹性体。

进一步地，所述压力数显仪为手持式压力数显仪。

进一步地，所述称重传感器还包括测量电路模块、电缆接头和电缆，其中，所述应变片依次通过所述测量电路模块、所述电缆接头和所述电缆与所述压力数显仪电连接。

进一步地，所述外壳的侧壁开设有第二安装孔，所述电缆接头安装于所述第二安装孔。

本发明汽轮机汽缸载荷测量装置带来的有益效果是：

通过设置主要由称重千斤顶、液压手动泵和压力数显仪组成的汽轮机汽缸载荷测量装置，其中，称重千斤顶包括液压千斤顶和称重传感器，称重传感器包括具有容纳腔的外壳，以及弹性体和应变片，液压千斤顶设置于容纳腔，且液压千斤顶的液压缸体通过弹性体支撑于外壳的内侧壁；应变片固定设置于弹性体，并与压力数显仪电连接；液压手动泵的动力输出口与液压缸体的液压腔室连通，用于驱动活塞杆。

当利用上述汽轮机汽缸载荷测量装置对汽缸载荷进行测量时，首先，将称重传感器放置于汽轮机汽缸一侧的下猫爪，并将液压千斤顶置于称重传感器外壳的容纳腔中，使液压千斤顶的液压缸体通过弹性体支撑于外壳的内侧壁；连接液压手动泵和压力数显仪；工作人员操作液压手动泵，将下猫爪向上顶起设定距离，使得上猫爪从轴承座上脱离，将该侧上猫爪的支撑垫块抽出；然后，控制液压手动泵泄压，直至汽缸回到工作位置，由称重传感器检测到汽缸猫爪载荷信号，传输至压力数显仪，从而精确地得出上猫爪工作位置载荷值；之后，用同样方法测量汽缸另一侧上猫爪工作位置载荷值，通过计算得出两侧猫爪载荷值的大小，根据计算结果对两侧支撑垫块的高度进行增减，以调整汽缸两侧猫爪载荷差值小于设定阈值范围，从而使汽轮机汽缸载荷达到设计要求。

其中，当活塞杆伸出将下猫爪向上顶起时，下猫爪将通过活塞杆将载荷传递至液压缸体，使液压缸体受到向下的作用力，该作用力将使弹性体产生向下的压缩位移，从而使应变片发生变形，此时，应变片的电阻值发生变化，当该电阻值变化量通过电信号传输至压力数显仪时，将实时显示下猫爪的载荷。

该汽轮机汽缸载荷测量装置利用应变片的电阻值变化来反映猫爪载荷值，能够使得汽缸两侧的猫爪载荷得到精确的测量，并通过压力数显仪对测量值进行实时显示，使得工作人员能够合理分配汽缸两侧的猫爪载荷，从而有效地防止了汽轮机运行过程中由于猫爪载荷不均匀造成的汽缸翘起，同时也防止了机组通流动静部分汽封磨损引起汽缸效率下降以及汽轮机振动等故障，保证了汽轮机的工作可靠性。

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。

图1为汽轮机汽缸在安装状态下的结构俯视图；

图2为本发明实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的结构主视图，其中，液压千斤顶和称重传感器为剖视示意；

图3为本发明实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的局部结构俯视图；

图4为本发明实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的使用示意图。

附图标记说明：

010-轴承座；020-上猫爪；030-下猫爪；040-支撑垫块；050-称重千斤顶；

100-液压千斤顶；200-称重传感器；300-液压手动泵；400-压力数显仪；500-高压软管；600-油路接头；700-电缆；

110-液压缸体；120-活塞杆；130-密封环；140-油管道；

210-外壳；220-弹性体；230-应变片；240-测量电路模块；250-电缆接头；

211-第一安装孔；212-第二安装孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为汽轮机汽缸在安装状态下的结构俯视图。如图1所示，汽轮机汽缸通过上猫爪020支撑在轴承座010上。

图2为本实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的结构主视图(液压千斤顶100和称重传感器200为剖视示意)，图3为本实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的局部结构俯视图。如图2和图3所示，本实施例提供了一种汽轮机汽缸载荷测量装置，包括称重千斤顶050、液压手动泵300和压力数显仪400，称重千斤顶050包括液压千斤顶100和称重传感器200，具体地，称重传感器200包括外壳210、弹性体220和应变片230，外壳210具有容纳腔，液压千斤顶100设置于容纳腔，其中，液压千斤顶100包括液压缸体110和与液压缸体110配合使用的活塞杆120，液压缸体110的外侧壁通过弹性体220支撑于外壳210的内侧壁，应变片230固定设置于弹性体220，应变片230与压力数显仪400电连接；液压手动泵300的动力输出口与液压缸体110的液压腔室连通，用于驱动活塞杆120运动。

图4为本实施例提供的汽轮机汽缸载荷测量装置的使用示意图。请继续参照图2，并结合图4，当利用上述汽轮机汽缸载荷测量装置对汽缸载荷进行测量时，首先，将称重传感器200放置于汽轮机汽缸一侧的下猫爪030，并将液压千斤顶100置于称重传感器200的外壳210的容纳腔中，使液压千斤顶100的液压缸体110通过弹性体220支撑于外壳210的内侧壁；连接液压手动泵300和压力数显仪400；工作人员操作液压手动泵300，将下猫爪030向上顶起设定距离，使得上猫爪020从轴承座010上脱离，将该侧上猫爪020的支撑垫块040抽出；然后，控制液压手动泵300泄压，直至汽缸回到工作位置，由称重传感器200检测到汽缸猫爪载荷信号，传输至压力数显仪400，从而精确地得出上猫爪020工作位置载荷值；之后，用同样方法测量汽缸另一侧上猫爪020工作位置载荷值，通过计算得出两侧猫爪载荷值的大小，根据计算结果对两侧支撑垫块040的高度进行增减，以调整汽缸两侧猫爪载荷差值小于设定阈值范围，从而使汽轮机汽缸载荷达到设计要求。

其中，当活塞杆120伸出将下猫爪030向上顶起时，下猫爪030将通过活塞杆120将载荷传递至液压缸体110，使液压缸体110受到向下的作用力，该作用力将使弹性体220产生向下的压缩位移，从而使应变片230发生变形，此时，应变片230的电阻值发生变化，当该电阻值变化量通过电信号传输至压力数显仪400时，将实时显示下猫爪030的载荷。

该汽轮机汽缸载荷测量装置利用应变片230的电阻值变化来反映猫爪载荷值，能够使得汽缸两侧的猫爪载荷得到精确的测量，并通过压力数显仪400对测量值进行实时显示，使得工作人员能够合理分配汽缸两侧的猫爪载荷，从而有效地防止了汽轮机运行过程中由于猫爪载荷不均匀造成的汽缸翘起，同时也防止了机组通流动静部分汽封磨损引起汽缸效率下降以及汽轮机振动等故障，保证了汽轮机的工作可靠性。

请继续参照图3，本实施例中，弹性体220环绕液压缸体110设置。

如此设置，能够在液压缸体110沿其周向的多个位置处对液压缸体110进行支撑，使得在液压缸体110受到向下的作用力时，能够将作用力均匀地传递至弹性体220，进而使得由应变片230阻值变化来反映的猫爪载荷更加精确。

具体地，本实施例中，弹性体220的数量为四个，四个弹性体220沿液压缸体110的周向等间隔分布。如此设置，在保证载荷测量精确性的同时，还能够节约弹性体220材料，以降低本实施例汽轮机汽缸载荷测量装置的成本。

请继续参照图2，本实施例中，活塞杆120与液压缸体110之间设置有密封环130，其中，密封环130被配置为使液压腔室与外界环境隔离。

通过在活塞杆120与液压缸体110之间设置密封环130，实现了液压腔室与外界环境的隔离，使得在工作人员操作液压手动泵300时，液压油不会从活塞杆120与液压缸体110之间的缝隙泄漏，一方面，保证了驱动活塞杆120运动的可靠性，另一方面，也减少了对外界环境造成的污染。

请继续参照图2，本实施例中，液压手动泵300的动力输出口通过高压软管500与液压缸体110的液压腔室连通。如此设置，实现了液压手动泵300向液压千斤顶100的可靠供油，避免了因油液压力过高导致的管路破裂情形。

请继续参照图2，本实施例中，液压腔室连通有油管道140，该汽轮机汽缸载荷测量装置还包括油路接头600，其中，油路接头600连接在高压软管500与油管道140之间，高压软管500通过油路接头600、油管道140与液压腔室连通。

通过设置油路接头600和油管道140，提高了高压软管500与液压腔室连通的便捷性，从而提高了本实施例汽轮机汽缸载荷测量装置的装配效率。

请继续参照图2，本实施例中，可以在外壳210的侧壁开设第一安装孔211，将油路接头600安装于第一安装孔211。

通过将油路接头600设置于外壳210侧壁开设的第一安装孔211中，为油路接头600提供了可靠的安装位，避免了因油路接头600出现晃动而导致的油液泄漏。

请继续参照图2，本实施例中，称重传感器200还可以包括测量电路模块240、电缆接头250和电缆700，其中，应变片230依次通过测量电路模块240、电缆接头250和电缆700与压力数显仪400电连接。如此设置，能够实现应变片230阻值变化向电信号的可靠转换，从而在压力数显仪400对载荷测量值进行准确的显示。

请继续参照图2，本实施例中，还可以在外壳210的侧壁开设第二安装孔212，将电缆接头250安装于第二安装孔212。

通过将电缆接头250设置于外壳210侧壁开设的第二安装孔212中，为电缆接头250提供了可靠的安装位，避免了因电缆接头250出现晃动而导致的电连接失效的情形，从而保证了信号的可靠传递。

请继续参照图2和图3，本实施例中，优选地，应变片230粘贴固定于弹性体220。这种将应变片230固定于弹性体220的方式，不仅结构简单，而且固定可靠，降低了应变片230从弹性体220脱落的风险。

请继续参照图2和图4，本实施例中，压力数显仪400可以为手持式压力数显仪。如此设置，提高了压力数显仪400的便携性，便于工作人员读取和记录数据。

该汽轮机汽缸载荷测量装置具备以下技术效果：

(1)称重千斤顶050由液压千斤顶100和称重传感器200组成一体式环状结构，具有尺寸小、易于狭小空间安装的优点。

(2)称重千斤顶050为主动式称重装置，通过液压千斤顶100顶升汽缸猫爪，液压千斤顶100所受载荷能实时地传输到称重传感器200上，操作简单，减轻了工作人员的劳动强度。

(3)手持压力数显仪，具有高精度分辨率、彩色显示屏、功能按钮，三种单位kg、N、Ib可切换，精度等级达到1kg。可实时显示时间日期，且压力实时值和过程曲线同屏显示，具有存储功能，可监控和追溯测试全过程，提高了汽轮机汽缸载荷的测量精度。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述实施例中，诸如“上”、“下”、“侧”等方位的描述，均基于附图所示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，包括称重千斤顶(050)、液压手动泵(300)和压力数显仪(400)，所述称重千斤顶(050)包括液压千斤顶(100)和称重传感器(200)，其中，所述称重传感器(200)包括外壳(210)、弹性体(220)和应变片(230)，所述外壳(210)具有容纳腔，所述液压千斤顶(100)设置于所述容纳腔，所述液压千斤顶(100)包括液压缸体(110)和与所述液压缸体(110)配合使用的活塞杆(120)，所述液压缸体(110)的外侧壁通过所述弹性体(220)支撑于所述外壳(210)的内侧壁，所述应变片(230)固定设置于所述弹性体(220)，所述应变片(230)与所述压力数显仪(400)电连接；所述液压手动泵(300)的动力输出口与所述液压缸体(110)的液压腔室连通，用于驱动所述活塞杆(120)运动。

2.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述弹性体(220)环绕所述液压缸体(110)设置。

3.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述活塞杆(120)与所述液压缸体(110)之间设置有密封环(130)，所述密封环(130)被配置为使所述液压腔室与外界环境隔离。

4.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述液压手动泵(300)的动力输出口通过高压软管(500)与所述液压缸体(110)的液压腔室连通。

5.根据权利要求4所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述液压腔室连通有油管道(140)，所述汽轮机汽缸载荷测量装置还包括油路接头(600)，所述油路接头(600)连接在所述高压软管(500)与所述油管道(140)之间，所述高压软管(500)通过所述油路接头(600)、所述油管道(140)与所述液压腔室连通。

6.根据权利要求5所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述外壳(210)的侧壁开设有第一安装孔(211)，所述油路接头(600)安装于所述第一安装孔(211)。

7.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述应变片(230)粘贴固定于所述弹性体(220)。

8.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述压力数显仪(400)为手持式压力数显仪。

9.根据权利要求1所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述称重传感器(200)还包括测量电路模块(240)、电缆接头(250)和电缆(700)，其中，所述应变片(230)依次通过所述测量电路模块(240)、所述电缆接头(250)和所述电缆(700)与所述压力数显仪(400)电连接。

10.根据权利要求9所述的汽轮机汽缸载荷测量装置，其特征在于，所述外壳(210)的侧壁开设有第二安装孔(212)，所述电缆接头(250)安装于所述第二安装孔(212)。

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