專利名稱：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的接合桿鎖定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及蒸氣透平及轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)連動裝置(rotor turning gear)，尤其是涉及鎖定用于嚙合這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的接合桿的設(shè)備。
大部分大型電力機械，如蒸汽透平，在加溫，冷卻期間，特別是當在停機若干天期間或許又需要臨時重新啟動蒸汽透平時，通常要裝備旋轉(zhuǎn)裝置以便使它們的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)得慢些。這些旋轉(zhuǎn)裝置的目的在于使轉(zhuǎn)子保持接近于周圍均勻溫度，以保證轉(zhuǎn)子基本上保持可靠的，平衡的狀態(tài)。
常規(guī)的旋轉(zhuǎn)裝置一般包括使一個齒輪系旋轉(zhuǎn)的馬達裝置，它用來作為嚙合安裝在轉(zhuǎn)子軸上的聯(lián)接齒輪。為了從聯(lián)接齒輪嚙合和/或斷開齒輪系，旋轉(zhuǎn)裝置一般包括操縱桿，它在嚙合和斷開位置之間靠壓縮空氣操作。當這些旋轉(zhuǎn)裝置嚙合時，轉(zhuǎn)子軸將以規(guī)定的速度轉(zhuǎn)動。在蒸汽透平啟動期間，當轉(zhuǎn)子軸的速度增加到超過規(guī)定速度時，旋轉(zhuǎn)裝置將自動地斷開。
這些常規(guī)的旋轉(zhuǎn)裝置發(fā)生的一個問題是，它們的偶然性的斷開問題。就是說，由于完全是一個偶然的能量源，如密封套泄漏的蒸汽進入蒸汽透平，由嚙合旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸可能暫時超過規(guī)定的速度。因此，可以很容易地了解到，在轉(zhuǎn)子軸的速度由于偶然性能源的排除而出現(xiàn)不希望有的降低的這些情況之下，不管這些情況的可能性如何，這種旋轉(zhuǎn)裝置將過早地斷開。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一個看起來很簡單解決這個問題的方案是，具有接合桿的旋轉(zhuǎn)裝置，當它們的旋轉(zhuǎn)裝置嚙合時，總是使這種接合桿鎖定到位。然而，由于所有的旋轉(zhuǎn)傳動裝置根據(jù)要求必須能自動地斷開，現(xiàn)有技術(shù)未曾有過任何利用接合桿鎖定裝置的解決方法。
因此，本發(fā)明的一個總的目標是根據(jù)鎖定常規(guī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的一種裝置，更準確地說，本發(fā)明的目的旨在提供一個接合桿鎖定裝置，它不僅能防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置偶然性的斷開，而按要求還允許使這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置自動斷開。
簡單地說，本發(fā)明的這些和其它一些目標是用一個具有接合桿的常規(guī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置通過一個接合桿鎖定裝置來完成的，該鎖定裝置通常包括一個保持接合桿鎖定在它的嚙合位置的電磁裝置以及電磁裝置的激勵裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電磁裝置包括一個銷釘，使銷釘與接合桿適配在一起的裝置以及使銷釘伸出以嚙合適配裝置的電磁線圖裝置。更可取的是，接合桿鎖定裝置還包括一個附加在銷釘一端的柱塞以及使銷釘從適配裝置的嚙合位置當中出來移到一個退回位置的彈簧。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，這種電磁裝置包括一個在激勵時已予先確定了強度的有引力的電磁鐵以及將電磁鐵并列安裝到接合桿的相適應(yīng)的裝置，因此，引力使接合桿保持在它的嚙合位置。引力的予定強度仍然適于克服作用在接合桿上的任何偶然性的斷開力。
根據(jù)本發(fā)明的一個重要方面，接合桿鎖定裝置還包括控制電路裝置，它不僅防止使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置從轉(zhuǎn)子軸偶然地斷開，而且還根據(jù)要求能使這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置自動斷開?？刂齐娐纷詈眠€包括電源以激勵電磁鐵或電磁線圈裝置，以及常開的開關(guān)裝置以防止接合桿鎖定裝置嚙合(當接合桿完全嚙合且蒸汽透平單元“被鎖定”時的情況除外)。
本發(fā)明從以下對其詳細說明并結(jié)合附圖將變得更易明白，其中


圖1是局部斷面圖，根據(jù)本發(fā)明它說明轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置包括一個接合桿鎖定裝置;
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例在圖1中示出接合桿鎖定裝置的部件圖;以及圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例在圖1中示出的接合桿鎖定裝置的部件圖。
現(xiàn)在，參考附圖，在不同視圖中的相同的或?qū)?yīng)的部件都標有同一元件編號。圖1示出常規(guī)電力機械12(例如，蒸汽透平)的轉(zhuǎn)子軸10的一部分。在電力機械12加溫、冷卻期間，特別停機若干天又需臨時啟動電力機械12時，通過常規(guī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14，使這種軸10旋轉(zhuǎn)得慢些。這是通過帶有耦合間隔齒輪16與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14的嚙合完成的，齒輪16一般位于透平轉(zhuǎn)子軸10的發(fā)電機端。用這樣的已知的方式，為了保證一個基本可靠的工作條件和保持轉(zhuǎn)子軸10的平衡，使轉(zhuǎn)子軸10基本上保持與周圍有相同的溫度。
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14，一般說來，包括提供使轉(zhuǎn)子軸10轉(zhuǎn)慢所需原動力的馬達裝置18;一個將這種原動力從馬達裝置18傳輸?shù)今詈祥g隔齒輪16的齒輪系20;嚙合轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14的連鎖裝置22;遠距離驅(qū)動連鎖裝置22的裝置24以及安置齒輪系20、連鎖裝置22和驅(qū)動裝置24的機殼26。
這種馬達裝置18相應(yīng)地包括一個有同步速度約為1200轉(zhuǎn)/分的交流旋轉(zhuǎn)裝置電動機。置于基座底板28，通過利用相宜的裝置，如許多螺栓30，將馬達裝置18連接在機殼26上。旋轉(zhuǎn)裝置的馬達軸32的部分從馬達裝置18伸出來，且提供一個使馬達裝置18連到齒輪系20的連接點。齒輪系20通過具有附加在機殼26上的上部軸承36的鏈形聯(lián)接器34使伸出部分固定。這樣，馬達裝置18的轉(zhuǎn)動，通過鏈形聯(lián)接器34傳輸?shù)较虏枯S承36支承的蝸桿軸38上。在工作軸38的一段上，約在其中間部分，齒輪40形成對蝸桿齒輪42的嚙合，蝸桿齒輪42由一個第一小齒輪軸44支承且固定到該小齒輪軸上。
第一小齒輪軸44在其一端構(gòu)成一個齒輪46，它適于與一個減速齒輪48相嚙合。在這樣的一個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14的有代表性的裝置中，馬達裝置18以約1150轉(zhuǎn)/分的速度順時針方向轉(zhuǎn)動，并且經(jīng)由在蝸桿軸38上所構(gòu)成的齒輪40將它的原動力傳輸?shù)轿仐U齒輪42上。這個蝸桿齒輪42同樣也將其原動力傳輸?shù)降谝恍↓X輪軸44上，并且，因此引起在第一小齒輪軸44上所構(gòu)成的齒輪46以反時針方向轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速約為38.33轉(zhuǎn)/分。
減速齒輪48是由主小齒輪軸50支承且由它來固定的，同時，在主小齒輪軸50的中間部分，使齒輪52做成與一個滑動小齒輪554相嚙合，該滑動小齒輪54同樣也通過滑動小齒輪軸56支承。在上述引出的典型裝置中，(即，其中第一小齒輪軸44反時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速約為38.33轉(zhuǎn)/分)，第一小齒輪軸的齒輪46也是反時針方向旋轉(zhuǎn)，將每個原動力從第一小齒輪軸44傳送到減速齒輪48，減速齒輪48依次按順時針方向轉(zhuǎn)動，并使轉(zhuǎn)動速度減低到約10.57轉(zhuǎn)/分。由于在主小齒輪軸齒輪52與滑動小齒輪54之間的嚙合，引起滑動小齒輪54反時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速約為1-1/2轉(zhuǎn)/分。
為了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的嚙合，載有主小齒輪軸50和滑動小齒輪軸56的滑動小齒輪側(cè)板58，通過聯(lián)接裝置22進行連接。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14通常與電磁空氣閥(未示出)相接，它在驅(qū)動裝置24中控制著一個雙動式空氣氣缸60?？諝膺M入空氣氣缸60的一端(以后稱“嚙合空氣”)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置44嚙合，而空氣進入空氣氣缸60的另外一端(以后稱“斷開空氣”)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14斷開。隨著“嚙合空氣”通入，在聯(lián)接裝置22中接合桿62移動到“進入”，或圖1中實線示出的嚙合位置。這就產(chǎn)生一個向前的運動，通過聯(lián)接裝置22的座傳輸?shù)交瑒有↓X輪側(cè)板58上，頂著連接在機殼裝置26上的停車機構(gòu)64，滑動小齒輪側(cè)板58同樣也被推向前，使滑動小齒輪54與耦合間隔齒輪16相嚙合。
當轉(zhuǎn)子軸10的速度增加到超出上述規(guī)定速度時，由轉(zhuǎn)動耦合間隔齒輪16上的齒所產(chǎn)生的力矩將使滑動小齒輪54釋放。然后，滑動小齒輪54從轉(zhuǎn)子軸10上脫離，并且往回運動，使滑動小齒輪側(cè)板58和聯(lián)接裝置22移動到斷開位置。當接合桿62移動到它的“向外”或斷開位置時，如圖1中部分剖視所示，開關(guān)裝置(未示出)接通，使一個斷開電磁閥(未示出)驅(qū)動，它使“斷開空氣”加到空氣氣缸60的另一端以便使整個旋轉(zhuǎn)裝置有可能斷開?！皵嚅_空氣”加到氣缸60上，這樣就使接合桿62運動到“向外”或斷開位置，接合桿62依次使聯(lián)接裝置22作相反的運動，并且離開停車機構(gòu)64把滑動小齒輪側(cè)板58拉回來，使停車機構(gòu)64和滑動小齒輪52上的齒輪54保持在斷開位置。
眾所周知，轉(zhuǎn)子軸10的速度可能暫時地增加到超出它的規(guī)定值，因而就會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)裝置14的偶然性的斷開。那就是說，由于多半是暫時性的能量源，如密封套泄漏蒸汽注入蒸汽透平，由嚙合旋轉(zhuǎn)裝置14轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸10就暫時趨過規(guī)定速度。因此，為了使接合桿62保持在它的按要求嚙合的位置，本發(fā)明提供的一種接合桿鎖定裝置66，它具有為在極接近于接合桿62的地方安裝接合桿鎖定裝置66以及能調(diào)節(jié)定位接合桿鎖定裝置66的一個或更多的墊片70的一種裝置68。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖2中圖解示出，接合桿鎖定裝置66包括一個銷釘72，它適于與接合桿62上的孔74相適配。這種銷釘72包括在其一端的一個柱塞76且通過一個電磁線圈78工作在它退回與伸展位置之間。如圖2所示，銷釘72在正常情況下，通過一個彈簧80使其保持在一個退回的位置，彈簧80安置在柱塞76和電磁線圈78之間。當需要使接合桿62鎖定在它的嚙合位置時(如圖1中實線示出)，控制電路82激勵電磁線圖78，因而使它將銷釘72伸入到做在接合桿62上的孔74中與之嚙合。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，控制電路裝置82包括一個可以含有交流或直流的電源84;防止接合桿鎖定裝置66偶然嚙合的第一和第二開關(guān)裝置86和88;以及當按鈕選擇器92或開關(guān)裝置86閉合時，且開關(guān)裝置88也閉合時，一個從電源84將電流傳送到電磁線圈78的繼電器90。更為可取的是，第一開關(guān)裝置86一直“斷開”到接合桿62斷開為止。但是，當接合桿62將其移動到完全嚙合的位置以嚙合帶有耦合間隔齒輪16(圖1)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14時，接合桿62則將閉合第一開關(guān)裝置86，使電流從電源84通入繼電器90。然而，如果第二開關(guān)仍處在斷開位置，這個電流是不會流入的。
第二開關(guān)裝置88適于常閉狀態(tài)，并使這樣的閉合一直保持到電力機械或蒸汽透平12未被鎖定為止。那就是說，當常規(guī)的自動停機作用或一個適宜的EH(即電動液壓的)脫扣集管的壓力不足的情況存在時，第二開關(guān)裝置88將處在閉合位置。當脫扣集管的壓力增加到足夠高，指示出電力機械12準備投入運行時，第二開關(guān)裝置88將斷開以防止接合桿鎖定裝置66發(fā)生任何偶然性的嚙合。
通過確信當電力機械或蒸汽透平12的速度有意地增加(即，當蒸汽透平“被鎖定”)時，接合桿62可以隨便斷開，這種第一和第二開關(guān)裝置86，88聯(lián)鎖功能得以保護轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14及其聯(lián)接馬達裝置18。如果當蒸汽透平12正確地運行時(即，“被鎖定”)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14偶然地被移動，使耦合間隔齒輪16嚙合(圖1)，這種新奇的特性是通過防止電磁線圈78被激勵來實現(xiàn)的。當接合桿62被移動到它的嚙合位置時，這也對銷釘72起防止伸展的作用。
根據(jù)本發(fā)明在圖3中圖解示出的另一實施例，接合桿鎖定裝置66′包括一個電磁鐵94，當激勵時，如以下詳述的，電磁鐵94具有這樣一個予先確定了強度的引力，致使接合桿62保持在它的嚙合位置，接合桿鎖定裝置66′，如象圖2中示出的接合桿鎖定裝置66那樣，包括裝置68(例如，安裝托架)使接合桿鎖定裝置66安裝到極靠近于接合桿62的地方;以及為調(diào)節(jié)定位接合桿鎖定裝置66′的一個或更多的墊片70，無論任何偶然斷開的力(例如，密封套泄漏蒸汽注入蒸汽透平12)都能使引力適于接合桿62處在它的完全嚙合的位置，當需要使接合桿62鎖定在它的嚙合位置時，如在圖1中由實線示出的)，控制電路裝置82激勵電磁鐵94，并且產(chǎn)生其引力將接合桿62吸引到一個鎖定的、完全嚙合的位置。
根據(jù)本發(fā)明目前的最佳實施例，控制電路裝置82包括一個電源84;防止接合桿鎖定裝置66′的偶然性嚙合的第一和第二開關(guān)裝置86和88;以及一個當按鈕選擇開關(guān)92或開關(guān)裝置86閉合而開關(guān)88也閉合時，為使直流電流傳送到電磁鐵94的直流電源96，更可取的是，使第一開關(guān)裝置86一直“斷開”到接合桿62斷開為步。當接合桿62移動到它完全嚙合的位置以嚙合帶有耦合間隔齒輪16(圖1)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14時，接合桿62將使第一開關(guān)裝置86閉合，使電流從電源96流向電磁鐵94。然而，如果第二開關(guān)裝置88仍保持開斷的話，那么這個電流是不會流入的。
第二開關(guān)裝置88適于常閉狀態(tài)且保持閉合直到電力機械或蒸汽透平12尚未“被鎖定”。那就是說，當常規(guī)的自動停機功能或一個相應(yīng)的EH(即，電動液壓的)脫扣集管壓力不足的情況存在時，第二開關(guān)裝置88將處在閉合位置。當電動液壓脫扣集管壓力增加到足夠高度，同時表明電力機械12準備投入運行時，第二開關(guān)裝置88將斷開以防止接合桿鎖定裝置66′的任何偶然性的嚙合。
當電力機械或蒸汽透平12的速度有意地增加時，(即，當蒸汽透平12“被鎖定”時)，由于確知接合桿62可以隨意斷開，這種第一和第二開關(guān)裝置86，88的聯(lián)鎖作用可以保護轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14和它的聯(lián)接馬達裝置18。如果當蒸汽透平12正確地運行時(即，“被鎖定”)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置14偶然地被移動到使耦合間隔齒輪16(圖1)嚙合，這種新奇的特征是通過阻止電磁鐵94受到激勵而實現(xiàn)的。
到這里為止已經(jīng)被揭示的是一個常規(guī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的接合桿鎖定裝置。這些優(yōu)先實施例的每一個通常包括為了使接合桿保持在完全嚙合的位置的電磁鐵裝置，以及電磁鐵的激勵裝置。接合桿鎖定裝置66和66′二者都提供控制電路裝置，它不僅能防止來自旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的任何偶然性的斷開，而且按要求能使這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置自動斷開。根據(jù)以上主張，顯然;許多改進和變動是可能的。例如，這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的一個接合桿鎖定裝位可以簡單地包括一個永久磁鐵。它對偶然斷開的力有足夠的強度以保持接合桿“被鎖定”在它完全嚙合的位置。不同于上述密封套蒸汽透平的各種偶然斷開力在這種技術(shù)中已為那些普通技術(shù)所熟知。所以，應(yīng)當理解到，本發(fā)明可以以不同于此中具體所述的那樣被實地應(yīng)用。
附圖中引用的參考標號識別圖例 參考編號 圖電源 84 2電源 84 3直流電源 96 權(quán)利要求
1.一種蒸汽透平包括一個轉(zhuǎn)動軸(10)，使軸(10)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置(14)，以及使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置(14)嚙合和斷開的接合桿(62)，其特征在于，為使接合桿(62)鎖定在一個嚙合位置所提供的裝置(66，66′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽透平，其特征在于，所述鎖定裝置(66，66′)包括一個安排在剛體支架(68)上并且在所述嚙合位置處靠近地并列于接合桿(62)上的一個永久磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸汽透平，其特征在于，所述鎖定裝置(66，66′)包括一個選擇鎖定裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽透平，其特征在于，所述選擇鎖定裝置包括保持所述接合桿(62)鎖定在它的嚙合位置的電磁裝置(66，66′);以及所述電磁裝置的激勵裝置(82)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽透平，其特征在于，所述電磁裝置(66′)包括一塊電磁鐵(94)，在激勵時它具有一個予定強度的引力適于克服作用在接合桿(62)上的斷開力;以及支承并置于接合桿(62)的所述電磁鐵的裝置(68)，從而，所述引力使接合桿(62)保持在所述嚙合位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸汽透平，其特征在于，所述電磁裝置(66)包括一個銷釘(72);使所述銷釘(72)與接合桿(62)相適配的裝置(74);以及當接合桿(62)處在所述嚙合位置時，適于使所述銷釘(72)伸展與所述適配裝置(74)嚙合的電磁線圈(78)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸汽透平，其特征在于，一個附加在所述銷釘(72)一端的一個塞柱(76);以及為使所述銷釘(72)移到離開與所述適配裝置(74)嚙合的一個退回位置，裝在所述銷釘(72)附近，在所述電磁線圈(78)和所述柱塞(76)之間的一個彈簧(80)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項所述的蒸汽透平，其特征在于，通過控制電路裝置(82)聯(lián)接到所述鎖定裝置(66，66′)以防止所述鎖定裝置偶然性的嚙合，所述控制電路裝置(82)包括一個電源(84);聯(lián)接在所述電源(84)和所述鎖定裝置(66，66′)之間的并且當接合桿(62)處在斷開位置時，適合于斷開的第一開關(guān)裝置(86);以及與所述第一開關(guān)裝置(86)串接并且當轉(zhuǎn)動軸(10)轉(zhuǎn)動，其速度基本上高于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置(14)的某一速度時，適合于斷開的第二開關(guān)裝置(88)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽透平，其特征在于，當所述第一和第二開關(guān)(86，88)閉合時，為了驅(qū)動所述鎖定裝置(66)，在所述第二開關(guān)(88)和所述鎖定裝置(66)之間聯(lián)接一個繼電器(90)。
全文摘要
在一個蒸汽透平中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置的一個接合桿鎖定裝置包括一個選擇鎖定裝置，它被安置到使接合桿保持在它的嚙合位置上；以及驅(qū)動選擇鎖定裝置的控制電路系統(tǒng)。在第一實施例的情況下，選擇鎖定裝置包括一塊電磁鐵。另一方面，在第二實施例的情況下，選擇鎖定裝置包括一個柱塞-銷釘裝置，通過電磁線圈驅(qū)動，使柱塞-銷釘伸到接合桿上的一個孔中，并且通過裝在銷釘周圍在柱塞和電磁線圈之間的一個彈簧，使柱塞-銷釘從孔中脫離到一個退回的位置上。
文檔編號F01D21/00GK1053942SQ9110070
公開日1991年8月21日 申請日期1991年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月9日
發(fā)明者吉爾伯特·費雷德里克·海德, 戴衛(wèi)·布魯斯·貝勞格 申請人:西屋電氣公司