本发明专利技术涉及一种水轮机过速保护装置，有效的解决了水轮机限速设备成本高，制动力有限，稳定性差的问题；解决的技术方案主轮机、副轮机、活塞缸和柱塞缸，主轮机转动可驱动活塞缸向柱塞缸内持续泵液，柱塞缸内安装有一个柱塞，柱塞缸的下端安装有排液管，排液管上安装有节流阀，主轮机连接有第一摩擦轮，副轮机连接有第二摩擦轮，主轮机超速时可使柱塞超过最高限位推动第二摩擦轮与第一摩擦轮接触，从而使主轮机和副轮机相互限速；本发明专利技术能够有效避免主轮机和副轮机的转速持续上升，特别适用于水环境或湿潮环境，能够长时间稳定工作。能够长时间稳定工作。能够长时间稳定工作。
【技术实现步骤摘要】
一种水轮机过速保护装置
[0001]本专利技术涉及水力发电领域，具体是一种水轮机过速保护装置。
技术介绍
[0002]水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，现代大多用在在水电站内，用来驱动发电机发电；水轮机在发电时，其转速有上限要求，如果水轮机转速超过上限，则会造成发电设备超过额定功率，还容易超过各部件的材料强度和运动副的装配强度，从而造成设备损坏，因此水轮机发电机组都设置有过速保护装置；目前的限速装置大多通过外力制动设备施加制动力，而水轮机的转矩很大，需要施加很大的制动力才能对其进行有效的限速，设备成本高，而且一旦超过制动设备的制动力上限，限速效果将大打折扣；另外，过速保护装置不可避免的需要速度传感器等电子监测元件和电力制动部件，长期在水环境或湿潮环境内工作容易浸水或受潮造成短路失灵等故障，稳定性差。
技术实现思路
[0003]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供了一种水轮机过速保护装置，有效的解决了水轮机限速设备成本高，制动力有限，稳定性差的问题。
[0004]其解决的技术方案是，一种水轮机过速保护装置，包括主轮机、副轮机、活塞缸和柱塞缸，主轮机的转轴端部固定有一个不完全齿轮，不完全齿轮的前侧和后侧均设有一个齿条，两个齿条的左端固定连接在一起，右端也固定连接在一起从而形成一个矩形框，不完全齿轮转动时可交替与两个齿条啮合，从而带动矩形框左右往复运动；活塞缸内安装有一个可左右移动活塞，活塞的左右两端均固定有一个活塞杆，两个活塞杆均伸出活塞缸外且与矩形固定连接，活塞缸的每端均设有一个进液口和一个出液口，进液口上安装有进液单向阀，出液口上安装有出液单向阀，两个出液口均与柱塞缸的底部连通；柱塞缸内安装有一个柱塞，柱塞下端与柱塞缸下端之间连接有拉簧，柱塞缸的下端安装有排液管，排液管上安装有节流阀；主轮机的转轴上安装有一个第一齿轮，第一齿轮啮合有一个第二齿轮，第二齿轮可转动的安装在固定的机架上，第二齿轮同轴固定有一个小端朝下的锥形的第一摩擦轮，副轮机的转轴上经滑键安装有一个小端朝上的锥形的第二摩擦轮，第二摩擦轮可轴向滑动，柱塞的上端与第二摩擦轮的下端接触，柱塞推动第二摩擦轮向上移动可使第二摩擦轮侧壁与第一摩擦轮侧壁接触并压紧。
[0005]进一步的，所述的柱塞的上端开有轴向的避让孔，柱塞向上推动第二摩擦轮时，副轮机的转轴下端可插入避让孔内。
[0006]进一步的，所述的第二齿轮的直径小于第一齿轮的直径。
[0007]进一步的，所述的柱塞的上端安装有多个滚珠。
[0008]进一步的，所述的不完全齿轮的有齿段的角度大于175度小于180度。
[0009]本专利技术通过主轮机和副轮机相互限制进行降速，能够有效避免主轮机和副轮机的转速持续上升，且无需电器监测元和制动力输出设备，特别适用于水环境或湿潮环境，能够
长时间稳定工作。
附图说明
[0010]图1为主轮机和副轮机正常转速下本专利技术的主视剖视图。
[0011]图2为主轮机和副轮机超速转动时本专利技术的主视剖视图。
[0012]图3为图1中A位置的放大图。
[0013]图4为不完全齿轮和齿条的俯视图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作出进一步详细说明。
[0015]由图1至图4给出，本专利技术包括主轮机1、副轮机2、活塞7缸3和柱塞13缸4，主轮机1的转轴端部固定有一个不完全齿轮5，不完全齿轮5的前侧和后侧均设有一个齿条6，两个齿条6的左端固定连接在一起，右端也固定连接在一起从而形成一个矩形框，不完全齿轮5转动时可交替与两个齿条6啮合，从而带动矩形框左右往复运动；活塞7缸3内安装有一个可左右移动的活塞7，活塞7的左右两端均固定有一个活塞7杆，两个活塞7杆均伸出活塞7缸3外且与矩形固定连接，活塞7缸3的每端均设有一个进液口9和一个出液口10，进液口9上安装有进液单向阀11，出液口10上安装有出液单向阀12，两个出液口10均与柱塞13缸4的底部连通；柱塞13缸4内安装有一个柱塞13，柱塞13下端与柱塞13缸4下端之间连接有拉簧14，柱塞13缸4的下端安装有排液管15，排液管15上安装有节流阀16；主轮机1的转轴上安装有一个第一齿轮17，第一齿轮17啮合有一个第二齿轮18，第二齿轮18可转动的安装在固定的机架上，第二齿轮18同轴固定有一个小端朝下的锥形的第一摩擦轮19，副轮机2的转轴上经滑键安装有一个小端朝上的锥形的第二摩擦轮20，第二摩擦轮20可轴向滑动，柱塞13的上端与第二摩擦轮20的下端接触，柱塞13推动第二摩擦轮20向上移动可使第二摩擦轮20侧壁与第一摩擦轮19侧壁接触并压紧。
[0016]所述的柱塞13的上端开有轴向的避让孔21，柱塞13向上推动第二摩擦轮20时，副轮机2的转轴下端可插入避让孔21内。
[0017]所述的第二齿轮18的直径小于第一齿轮17的直径，从而使第二齿轮18可对第一齿轮17提供更大的制动力。
[0018]所述的柱塞13的上端安装有多个滚珠22，使第二摩擦轮20可相对柱塞13灵活转动。
[0019]所述的不完全齿轮5的有齿段的角度大于175度小于180度，使不完全齿轮5不同时与两个齿条6啮合且几乎没有啮合的空档期，从而实现活塞7运动方向的平稳无缝切换。
[0020]本专利技术在正常工作时，水流推动主轮机1和副轮机2各自独立工作，且副轮机2与主轮机1的转向相反，主轮机1转动时带动不完全齿轮5转动，不完全齿轮5与两个齿条6交替啮合带动矩形框左右往复运动，矩形框通过两个活塞7杆带动活塞7左右往复运动，活塞7向左运动时，将活塞7左侧的水经出液口10和出液单向阀12压入柱塞13缸4内，与此同时，活塞7右侧经进液口9和进液单向阀11吸水，活塞7左右往复运动，活塞7两侧交替吸水排水，主轮机1和不完全齿轮5转速恒定时，活塞7以恒定速度向柱塞13缸4内持续泵水。
[0021]活塞7缸3向柱塞13缸4内泵水会推动柱塞13克服拉簧14的作用向上移动，柱塞13
推动第二摩擦轮20向上移动，柱塞13缸4内在进水的同时，在拉簧14拉力的作用下排液管15会排水，节流阀16起限至排水速度的作用，随着柱塞13向上移动，拉簧14的拉力逐渐增大，则排液管15的排液速度逐渐增大，当柱塞13缸4内的排水速度和进水速度相同时，柱塞13稳定在当前高度；由此可知，不完全齿轮5转动越快，活塞7缸3向柱塞13缸4内泵水速度越快，则柱塞13的高度越高。
[0022]当主轮机1转速小于额定转速时，第二摩擦轮20低于第一摩擦轮19，第二摩擦轮20不与第一摩擦轮19接触，当主轮机1超过额定转速转动时，柱塞13推动第二摩擦轮20上移，使第二摩擦轮20与第一摩擦轮19接触并压紧，则第二摩擦轮20与第一摩擦轮19之间产生阻力，即副轮机2与主轮机1之间会通过第二摩擦轮20、第一摩擦轮19以及第一齿轮17、第二齿轮18相互施加阻力，使主轮机1和副轮机2降速，从而起到限速作用，且主轮机1超速越严重，第二摩擦轮20与第一摩擦轮19之间的压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水轮机过速保护装置，其特征在于，包括主轮机（1）、副轮机（2）、活塞（7）缸（3）和柱塞（13）缸（4），主轮机（1）的转轴端部固定有一个不完全齿轮（5），不完全齿轮（5）的前侧和后侧均设有一个齿条（6），两个齿条（6）的左端固定连接在一起，右端也固定连接在一起从而形成一个矩形框，不完全齿轮（5）转动时可交替与两个齿条（6）啮合，从而带动矩形框左右往复运动；活塞（7）缸（3）内安装有一个可左右移动的活塞（7），活塞（7）的左右两端均固定有一个活塞（7）杆，两个活塞（7）杆均伸出活塞（7）缸（3）外且与矩形固定连接，活塞（7）缸（3）的每端均设有一个进液口（9）和一个出液口（10），进液口（9）上安装有进液单向阀（11），出液口（10）上安装有出液单向阀（12），两个出液口（10）均与柱塞（13）缸（4）的底部连通；柱塞（13）缸（4）内安装有一个柱塞（13），柱塞（13）下端与柱塞（13）缸（4）下端之间连接有拉簧（14），柱塞（13）缸（4）的下端安装有排液管（15），排液管（15）上安装有节流阀（16）；主轮机（1）的转轴上安装有一个第一齿轮（17）...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾涛，
申请(专利权)人：贾涛，
类型：发明
国别省市：
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