本实用新型专利技术公开了一种透平机械及其机械式轴向位移保护装置，该装置与转子同轴且相对的固定于转子的轴承座上，包括：壳体，壳体内部形成一向轴承座一侧开口的容纳腔，容纳腔的开口处固定于轴承座上，壳体侧壁上设置有与油源相连通的第一油孔；具有空腔的套筒，套设于所述容纳腔内，其靠近轴承座一端的侧壁上设置有第二油孔，该第二油孔与轴承座连通，套筒远离轴承座的一端侧壁上设置有与第一油孔相连通的第三油孔；具有空腔的滑动部件，套设于套筒内，其靠近轴承座的一端与转子的端面光滑接触；滑动部件侧壁上设置有多个第四油孔，多个第四油孔对应地设置于第二油孔的两侧；当轴向位移出现或超出阈值时，该装置可触发透平机械停机。
Turbine machinery and its mechanical axial displacement protection device
【技术实现步骤摘要】
透平机械及其机械式轴向位移保护装置
本技术涉及机械式轴向位移保护装置，该装置可应用于汽轮机、压缩机和鼓风机等高速旋转的透平机械中，属于机组安全保护系统的一部分。
技术介绍
在透平机械运行过程中，由于转子和流体的相互作用，会产生轴向的作用力(以下简称：“轴向力”)，这一轴向作用力会增大推力轴承的负荷，还有可能会使转子向流体作用力的反方向窜动，导致出现轴向位移，造成设备轴承、密封零件等的寿命减损甚至直接损坏，还会对动静间隙相对较小的叶轮和隔板造成极大的破坏。现有技术中为解决这一问题一般采用如下两种解决方案：一种是提供相应的平衡推力来抵消轴向力，从而避免轴向位移的发生；具体的说，是采用一个压差式推力平衡装置来抵消大部分的推力，保持一定量的残余轴向力，减小推力轴承的负荷，从而减少轴向位移的产生；如公开号CN1749573A的中国专利申请文件公开了一种用于旋转流体机械的压差式推力平衡装置，该装置通过调节流过流体通道的流量，来调节平衡盘前后的压差，从而根据轴向力调节平衡推力，该方案可以在一定程度上降低轴向位移发生的可能性，但由于其在应用过程中，存在明显的滞后效应，平衡推力不能根据当时的轴向力立即做出反应，因而其灵敏度低，不能完全杜绝轴向位移的发生。另一种是当轴向位移发生时，对设备进行停机处理，以避免设备在继续运行过程中，轴向位移对设备造成损伤；其具体的工作原理是：在汽轮机在运行过程中，当轴向位移或窜动过大时，机械式轴向位移保护装置通过泄放速关油(E)触发速关阀和调节汽阀快速关闭而迫使机组紧急停机。目前透平机械中通常只有电子式轴向位移报警装置，而在工业领域电子式报警跳闸装置存在一定的风险，而一旦发生轴向位移过大，不但会烧毁推力轴承，而且对动静间隙相对较小的叶轮和隔板造成极大的破坏。综上，现有的技术方案可以在一定程度上降低轴向位移出现的可能性，但当轴向位移出现后，其停机保护装置还存在一定的技术缺陷，不能从根本上避免轴向位移给设备造成的损害。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的第一目的在于：提供一种机械式轴向位移保护装置，当轴向位移出现或超出阈值时，该装置可触发透平机械停机，从而避免轴向位移对透平机械的损害。本技术的第二目的在于：提供一种应用上述机械式轴向位移保护装置的透平机械。基于上述目的，本技术的一个方面，提供了一种机械式轴向位移保护装置，该保护装置与转子同轴且相对的固定于转子的轴承座上；所述机械式轴向位移保护装置包括：壳体，所述壳体内部形成一向所述轴承座一侧开口的容纳腔，该容纳腔的开口端固定于所述轴承座上，所述轴承座上设置有通孔，该通孔与润滑油路连通；所述壳体侧壁上设置有与速关油路相连通的第一油孔；具有空腔的套筒，该套筒设于所述容纳腔内，其靠近轴承座一端的侧壁上设置有第二油孔，该第二油孔与所述轴承座的通孔连通，套筒远离轴承座的一端侧壁上设置有与第一油孔相连通的第三油孔；具有空腔的滑动部件，该滑动部件安装于所述套筒的空腔内，可沿轴向移动，且所述滑动部件的空腔与所述套筒的空腔相连通；滑动部件靠近轴承座的一端与转子的端面相抵，从而其能够随转子沿轴向移动；所述滑动部件侧壁上设置有多个与滑动部件的空腔连通的第四油孔，多个第四油孔对应地设置于所述第二油孔的左右两侧，从而当所述滑动部件随转子移动的轴向位移超过阈值时，至少一个第四油孔与所述第二油孔相连通；所述速关油路内的油经由第一油孔、第三油孔进入滑动部件的空腔内，当转子的轴向位移小于第二油孔与所述第四油孔的间距时，该第二油孔与所述第四油孔之间不连通，滑动部件内油压保持不变；当转子的轴向位移大于第二油孔与所述第四油孔的间距时，第二油孔与所述第四油孔连通，致使滑动部件内的油经由第四油孔、第二油孔及轴承座上的通孔泄放至润滑油路，从而速关油路内的油压降低，触发停机动作。作为优选，滑动部件远离轴承座的一端通过一弹性部件与所述套筒远离轴承座的一端相抵；当转子回位后，所述弹性部件带动所述滑动部件回位。作为优选，所述壳体远离轴承座的一端设置有一用于调节套筒轴向位置的调节螺母，该调节螺母的一端设置于所述壳体外，另一端贯穿所述壳体后，与所述套筒远离轴承座的一端螺纹连接；通过该调节螺母调整所述套筒与所述滑动部件的轴向相对位置，从而调整轴向位移的正负向阈值。作为优选，所述调节螺母与壳体之间设置有一垫块，所述调节螺母依次贯穿所述垫块和壳体后，连接于所述套筒远离轴承座的一端。作为优选，所述第一油孔对应的壳体内壁上设置有宽度尺寸大于第一油孔径向尺寸的第一环形槽，从而使第三油孔始终与所述第一油孔相连通；或者，所述第一油孔的纵截面自内至外呈“T”型，该第一油孔的内部孔径大于所述第三油孔的孔径，从而当套筒的轴向位置发生变化时，第三油孔始终与所述第一油孔相连通。作为优选，所述容纳腔的开口端的壳体内壁上设置有第二环形槽，该第二环形槽与所述第二油孔和轴承座相连通，从而使第二油孔始终与所述轴承座相连通。作为优选，所述壳体、套筒及所述滑动部件之间的周向位置相对固定，从而当所述滑动部件的轴向位移超过阈值时，第四油孔与第二油孔之间至少部分重合。作为优选，所述壳体的侧壁上设置有第一销孔，所述套筒的侧壁上设置有一与第一销孔同轴的第二销孔，所述滑动部件侧壁上设置有一沿轴向延伸的腰孔，所述第一销孔、所述第二销孔及所述腰孔之间贯穿有一防转动销。作为优选，所述套筒与所述壳体一体成型。本技术的另一个方面，提供一种透平机械，包括如上任一项所述的机械式轴向位移保护装置，该机械式轴向位移保护装置的一端通过螺栓固定于转子的轴承座上，另一端与透平机械的速关油路连接，当透平机械中的转子的轴向位移超出阈值时，该机械式轴向位移保护装置触发该速关油路关闭流体源与透平机械之间的流体输送通道，从而触发停机动作。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术采用机械式轴向位移保护装置，相比于电子式报警跳闸装置，在结构及性能上具有较高的稳定性；当轴向位移出现或超出阈值时，该装置可通过机械结构触发透平机械停机，轴向位移阈值可控，反应较为精准，可有效避免轴向位移对透平机械的损害。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1是本技术实施例中机械式轴向位移保护系统的结构示意图；图2是本技术实施例中机械式轴向位移保护装置的局部剖面结构示意图。100、透平机械；200、油源；300、流体源；1、转子；2、轴承座；3、机械式轴向位移保护装置；4、速关油路；6、流体输送通道；7、节流部件；31、壳体；32、套筒；33、滑动部件；34、第一螺栓；35、防倒转销；36、调节螺母；37、固定销；38、垫块；39、第二螺栓；311、第一油孔；312、第一环形槽；313、第二环形槽；314、密封圈；321、第二油孔；3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机械式轴向位移保护装置，其特征在于，与转子(1)同轴且相对的固定于转子(1)的轴承座(2)上；/n所述机械式轴向位移保护装置包括：/n壳体(31)，所述壳体(31)内部形成一向所述轴承座(2)一侧开口的容纳腔，该容纳腔的开口端固定于所述轴承座(2)上，所述轴承座(2)上设置有通孔，该通孔与润滑油路连通；所述壳体(31)侧壁上设置有与速关油路(4)相连通的第一油孔(311)；/n具有空腔的套筒(32)，该套筒(32)设于所述容纳腔内，其靠近轴承座(2)一端的侧壁上设置有第二油孔(321)，该第二油孔(321)与所述轴承座(2)上的通孔连通，套筒(32)远离轴承座(2)的一端侧壁上设置有与第一油孔(311)相连通的第三油孔(322)；/n具有空腔的滑动部件(33)，该滑动部件(33)安装于所述套筒(32)的空腔内，可沿轴向移动，且所述滑动部件(33)的空腔与所述套筒(32)的空腔相连通；滑动部件(33)靠近轴承座(2)的一端与转子(1)的端面相抵，从而其能够随转子(1)沿轴向移动；所述滑动部件(33)侧壁上设置有多个与滑动部件(33)的空腔连通的第四油孔(331)，多个第四油孔(331)对应地设置于所述第二油孔(321)的左右两侧，从而当所述滑动部件(33)随转子(1)移动的轴向位移超过阈值时，至少一个第四油孔(331)与所述第二油孔(321)相连通；/n所述速关油路(4)内的油经由第一油孔(311)、第三油孔(322)进入滑动部件(33)的空腔内，当转子(1)的轴向位移小于第二油孔(321)与所述第四油孔(331)的间距时，该第二油孔(321)与所述第四油孔(331)之间不连通，滑动部件(33)内油压保持不变；当转子(1)的轴向位移大于第二油孔(321)与所述第四油孔(331)的间距时，第二油孔(321)与所述第四油孔(331)连通，致使滑动部件(33)内的油经由第四油孔(331)、第二油孔(321)及轴承座(2)上的通孔泄放至润滑油路，从而速关油路(4)内的油压降低，触发停机动作。/n...
【技术特征摘要】
1.一种机械式轴向位移保护装置，其特征在于，与转子(1)同轴且相对的固定于转子(1)的轴承座(2)上；
所述机械式轴向位移保护装置包括：
壳体(31)，所述壳体(31)内部形成一向所述轴承座(2)一侧开口的容纳腔，该容纳腔的开口端固定于所述轴承座(2)上，所述轴承座(2)上设置有通孔，该通孔与润滑油路连通；所述壳体(31)侧壁上设置有与速关油路(4)相连通的第一油孔(311)；
具有空腔的套筒(32)，该套筒(32)设于所述容纳腔内，其靠近轴承座(2)一端的侧壁上设置有第二油孔(321)，该第二油孔(321)与所述轴承座(2)上的通孔连通，套筒(32)远离轴承座(2)的一端侧壁上设置有与第一油孔(311)相连通的第三油孔(322)；
具有空腔的滑动部件(33)，该滑动部件(33)安装于所述套筒(32)的空腔内，可沿轴向移动，且所述滑动部件(33)的空腔与所述套筒(32)的空腔相连通；滑动部件(33)靠近轴承座(2)的一端与转子(1)的端面相抵，从而其能够随转子(1)沿轴向移动；所述滑动部件(33)侧壁上设置有多个与滑动部件(33)的空腔连通的第四油孔(331)，多个第四油孔(331)对应地设置于所述第二油孔(321)的左右两侧，从而当所述滑动部件(33)随转子(1)移动的轴向位移超过阈值时，至少一个第四油孔(331)与所述第二油孔(321)相连通；
所述速关油路(4)内的油经由第一油孔(311)、第三油孔(322)进入滑动部件(33)的空腔内，当转子(1)的轴向位移小于第二油孔(321)与所述第四油孔(331)的间距时，该第二油孔(321)与所述第四油孔(331)之间不连通，滑动部件(33)内油压保持不变；当转子(1)的轴向位移大于第二油孔(321)与所述第四油孔(331)的间距时，第二油孔(321)与所述第四油孔(331)连通，致使滑动部件(33)内的油经由第四油孔(331)、第二油孔(321)及轴承座(2)上的通孔泄放至润滑油路，从而速关油路(4)内的油压降低，触发停机动作。
2.根据权利要求1所述的一种机械式轴向位移保护装置，其特征在于，滑动部件(33)远离轴承座(2)的一端通过一弹性部件(332)与所述套筒(32)远离轴承座(2)的一端相抵；当转子回位后，所述弹性部件(332)带动所述滑动部件(33)回位。
3.根据权利要求2所述的一种机械式轴向位移保护装置，其特征在于，所述壳体(31)远离轴承座(2)的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王领，李来生，边荣炳，沈国杭，段君艳，
申请(专利权)人：浙江华元汽轮机械有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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