CN113922554A - 一种立式水轮发电机弹性支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，包括支撑管、弹簧、顶头、顶头凹槽、套筒、第一连接轴和第二连接轴，支撑管的一端开口，第一连接轴的一端插接在支撑管的开口端的内部、另一端与顶头凹槽的封闭端连接，弹簧设置在顶头凹槽的内部，套筒的一端开口，第二连接轴的一端插接在套筒的开口端的内部、另一端与顶头连接，顶头远离第二连接轴的一端插入顶头凹槽并与弹簧抵接；本发明所提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，在立式水轮发电机的支撑装置上设置了弹性支撑及剪断销结构，当发电机半数磁极短路时，剪断销剪断，剪断销信号器发出信号，弹性支撑装置退出使用，保护发电机机架及基础风罩不致损坏。

Description

一种立式水轮发电机弹性支撑装置

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，具体为一种立式水轮发电机弹性支撑装置。

背景技术

电力是人类生活不可缺少的能源与动力，现代生活的发展使的人们越来越离不开电能的供给，目前，全世界大多数的电能生产依赖于水利资源、燃煤和其他形式的一次能源。可是作为自然资源，在自然界的存在总是有限的。

中大型立式水轮发电机的机架由中心体与外侧均布的支臂组成一体，机架承受水轮发电机的径向及轴向载荷，为提高机架的径向承载能力，在每个机架支臂外侧与发电机基础风罩之间，设置发电机机架的支撑装置，以达到增大机架刚度、减小机架径向振动的目的。但是目前的发电机机架的支撑装置存在以下问题：

1、发电机在长期运行后，支撑装置容易发生松动，进而会对机架和基础风罩产生较大的径向冲击。

2)当发电机半数磁极短路时，支撑结构承受过大的载荷，发电机机架及基础风罩容易损坏，同时也没有任何警示装置来提醒使用者。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，在立式水轮发电机的支撑装置上设置了弹性支撑及剪断销结构，当发电机半数磁极短路时，剪断销剪断，剪断销信号器发出信号，弹性支撑装置退出使用，保护发电机机架及基础风罩不致损坏。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种立式水轮发电机弹性支撑装置，包括支撑管、弹簧、顶头、顶头凹槽、套筒、第一连接轴和第二连接轴，

所述支撑管的一端开口，所述第一连接轴的一端插接在所述支撑管的开口端的内部、另一端与所述顶头凹槽的封闭端连接，所述弹簧设置在所述顶头凹槽的内部，所述套筒的一端开口，所述第二连接轴的一端插接在所述套筒的开口端的内部、另一端与所述顶头连接，所述顶头远离所述第二连接轴的一端插入所述顶头凹槽并与所述弹簧抵接。

在其中一个实施例中，还包括剪断销，所述支撑管和第一连接轴的侧壁上分别设置有通孔，所述剪断销插接在所述支撑管和第一连接轴上的通孔内，且所述第一连接轴插接在所述支撑管内部的端部不与所述支撑管的封闭端接触。

在其中一个实施例中，所述剪断销插接在所述通孔内部的一端贯穿所述支撑管。

在其中一个实施例中，所述第一连接轴插接在所述支撑管内部的一端的端面距离所述支撑管的封闭端的距离大于所述剪断销的外径。

在其中一个实施例中，所述剪断销的内部设置有剪断销信号器。

在其中一个实施例中，所述套筒的内壁上设置有内螺纹，所述第二连接轴插接在所述套筒内部的一端的外侧壁上设置有外螺纹，所述第二连接轴与所述套筒之间螺接，所述第二连接轴与所述顶头一体设置，所述顶头与所述弹簧抵接的一端的端面为球面。

在其中一个实施例中，所述第二连接轴插接在所述套筒内部的一端上还螺接有锁止螺母。

在其中一个实施例中，所述第二连接轴上设置有可用于插入助力杆的拆装孔。

与现有技术相比，本发明提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置具有以下优点：

1、在立式水轮发电机的支撑结构中设置弹性支撑结构，根据机架的径向载荷大小，设置一组蝶形弹簧，保证支撑装置对机架实现顶紧的目的，即使立式水轮发电机长期连续运行，支撑装置也不会发生松动，同时还能够减小机架和基础风罩所承受的径向冲击。

2)在立式水轮发电机的支撑结构中设置剪断销装置，当发电机半数磁极短路时，支撑结构承受过大的载荷，剪断销剪断，弹性支撑装置退出使用，保护发电机机架及基础风罩不致损坏，同时剪断销中的信号装置向发电机的控制系统发出剪断销被剪断的报警信号，提醒使用者检查维护设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，为了便于描述，本发明中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；

一种立式水轮发电机弹性支撑装置，包括支撑管2、弹簧4、顶头凹槽9、套筒10、第一连接轴11和第二连接轴12，第二连接轴12上设置有顶头5和拆装孔8，顶头5位于第二连接轴的左端，

支撑管2的右端开口设置，第一连接轴11的左端插接在支撑管2的开口端的内部、右端与顶头凹槽9的封闭端连接，弹簧4设置在顶头凹槽9的内部，套筒10的左端开口，第二连接轴12的右端插接在套筒10的开口端的内部，顶头5的左端插入顶头凹槽9并与弹簧4抵接；

本发明提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，支撑在发电机基础风罩1与机架6之间，支撑管2的左端与发电机基础风罩1连接，套筒10的右端与机架6连接，该弹性支撑装置通过设置弹簧4、顶头5和顶头凹槽9，实现了发电机基础风罩1与机架6之间的弹性连接，在弹簧4回复力的作用下，能长期保持该支撑装置对机架6的支撑，提高机架6的径向刚度，有效地降低机架6的径向振动，保护发电机基础风罩1在发电机半数磁极短路时不致损坏，并减小机架6、基础风罩1承受的径向冲击，提高机架6的稳定性。

在本实施例中，还包括剪断销3，支撑管2和第一连接轴11的侧壁上分别设置有通孔，剪断销3插接在支撑管2和第一连接轴11上的通孔内，且第一连接轴11插接在支撑管2内部的端部不与支撑管2的封闭端接触，当发电机半数磁极短路时，本发明提供的支撑结构承受过大的载荷，支撑管2和第一连接轴11之间就会产生相对运动以剪断剪断销3，此时该弹性支撑装置就会退出使用，以保护发电机机架6及基础风罩1不被损坏。

在本实施例中，为了实现对剪断销3的完全剪断，设计剪断销3的下端完全贯穿支撑管2；同时，第一连接轴11左端的端面距离支撑管2的封闭端的距离大于剪断销3的外径，当发电机半数磁极短路时，本发明提供的支撑结构承受过大的载荷，支撑管2和第一连接轴11之间就会产生相对运动使得第一连接轴11左端的端面与支撑管2的封闭端贴合，因为第一连接轴11左端的端面距离支撑管2的封闭端的距离大于剪断销3的外径，这样剪断销3就会被支撑管2和第一连接轴11之间的相对运动完全剪断。

进一步的，剪断销3的内部设置有剪断销信号器，当剪断销3被剪断时，位于剪断销3中的信号装置就会向发电机的控制系统发出剪断销3被剪断的报警信号，提醒使用者检查维护设备，因此起到良好防护作用。

在本实施例中，套筒10的内壁上设置有内螺纹，第二连接轴12右端的外侧壁上设置有外螺纹，第二连接轴12通过其右端侧壁上的外螺纹与套筒10内壁上的内螺纹螺接以实现第二连接轴12与套筒10之间的连接。

优选的，为了防止第二连接轴12与套筒10之间出现松动的现象，设计在第二连接轴12的右端上还螺接有锁止螺母13，当第二连接轴12与套筒10之间连接妥当后，通过旋紧锁止螺母13以防止第二连接轴12与套筒10之间出现松动。

在本实施例中，第二连接轴12上设置有拆装孔8，在需要拆装第二连接轴12时，可将用于旋转第二连接轴12的助力杆的一端插入拆装孔8中，方便操作人员利用助力杆实现轻易的将第二连接轴12进行旋转，通过旋转第二连接轴12和顶头5对弹簧4实现了预压紧的目的，这样使得本发明提供的弹性支撑装置，因为弹簧4在安装时就被施加一定的压紧力，因此在弹簧4的回复力的作用下，能长期保持该支撑装置对机架6的支撑，提高机架6的径向刚度，有效地降低机架6的径向振动，保护发电机基础风罩1在发电机半数磁极短路时不致损坏，并减小机架6和基础风罩1承受的径向冲击，提高机架6的稳定性。

优选的，为了使得顶头5与弹簧4之间更好接触以及方便二者之间力的传导，设计顶头5与弹簧4抵接的一端的端面为球面，这样二者之间的接触更为稳固，在二者之间相互的推力下，顶头5与弹簧4之间出现相对移动，使得弹簧4的中心线与顶头5的中心线在力的作用下会自动共线，因此二者之间不会发生偏摆或扭曲的现象。

优选的，弹簧4选用蝶形弹簧，因为碟形弹簧具有以下特点：

1.刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。

2.具有变刚度特性，这种弹簧具有很广范围的非线性特性。

3.用同样的碟形弹簧采用不同的组合方式，能使弹簧特性在很大范围内变化。可采用对合、叠合的组合方式，也可采用复合不同厚度，不同片数等的组合方式。

4.当叠合时，相对于同一变形，弹簧数越多则载荷越大；

因此，弹簧4选用蝶形弹簧，能够更进一步的提高本发明提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置对机架6和发电机基础风罩1的保护作用。

优选的，为了保证本发明提供的一种立式水轮发电机弹性支撑装置对机架6和发电机基础风罩1的保护作用，每个机架6支臂上的弹性支撑装置承受的载荷按照大于机架6总径向载荷的一定倍数进行设计。

优选的，支撑管2的侧壁以及套筒10的侧壁分别设置有加强筋7，通过设置加强筋7，有效的提高支撑管2与发电机基础风罩1之间以及套筒10与机架6之间连接的稳固性，同时也能够更好的实现支撑管2与发电机基础风罩1之间以及套筒10与机架6之间力的传导，提高了机架6的径向刚度，有效地降低机架6的径向振动，保护发电机基础风罩1在发电机半数磁极短路时不致损坏，并减小机架6、基础风罩1承受的径向冲击，提高机架6的稳定性，有利于立式水轮发电机长期稳定的作业。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，包括支撑管、弹簧、顶头、顶头凹槽、套筒、第一连接轴和第二连接轴，

所述支撑管的一端开口，所述第一连接轴的一端插接在所述支撑管的开口端的内部、另一端与所述顶头凹槽的封闭端连接，所述弹簧设置在所述顶头凹槽的内部，所述套筒的一端开口，所述第二连接轴的一端插接在所述套筒的开口端的内部、另一端与所述顶头连接，所述顶头远离所述第二连接轴的一端插入所述顶头凹槽并与所述弹簧抵接。

2.根据权利要求1所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，还包括剪断销，所述支撑管和第一连接轴的侧壁上分别设置有通孔，所述剪断销插接在所述支撑管和第一连接轴上的通孔内，且所述第一连接轴插接在所述支撑管内部的端部不与所述支撑管的封闭端接触。

3.根据权利要求2所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述剪断销插接在所述通孔内部的一端贯穿所述支撑管。

4.根据权利要求3所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述第一连接轴插接在所述支撑管内部的一端的端面距离所述支撑管的封闭端的距离大于所述剪断销的外径。

5.根据权利要求4所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述剪断销的内部设置有剪断销信号器。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述套筒的内壁上设置有内螺纹，所述第二连接轴插接在所述套筒内部的一端的外侧壁上设置有外螺纹，所述第二连接轴与所述套筒之间螺接，所述第二连接轴与所述顶头一体设置，所述顶头与所述弹簧抵接的一端的端面为球面。

7.根据权利要求6所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述第二连接轴插接在所述套筒内部的一端上还螺接有锁止螺母。

8.根据权利要求7所述的一种立式水轮发电机弹性支撑装置，其特征在于，所述第二连接轴上设置有可用于插入助力杆的拆装孔。

Images