專利名稱:可自動(dòng)關(guān)閉的機(jī)械式水輪機(jī)控制器的制作方法
本發(fā)明是一種小型水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)械式控制裝置。目前小型水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制裝置多采用手、電兩用齒輪變速控制裝置，也有少數(shù)采用機(jī)械液壓式自動(dòng)調(diào)速器的。前者往往因某些故障(尤水輪發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部三相短路)跳閘后，控制裝置的電動(dòng)機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，而只有靠值班人員緊急搖動(dòng)手柄關(guān)機(jī)。嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)飛車等設(shè)備事故。后者因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精密，農(nóng)村電站維護(hù)管理不善，多數(shù)只能掛網(wǎng)運(yùn)行。加之電力工業(yè)的發(fā)展，大網(wǎng)伸到的地方，小水電與大網(wǎng)相聯(lián)是必然趨勢。聯(lián)網(wǎng)后的小型水輪機(jī)配用的自動(dòng)調(diào)速器，實(shí)際上只利用了它能自動(dòng)關(guān)機(jī)的功能，而其余功能是無有實(shí)際意義的。再隨著小水電站采用簡易無人控制(開機(jī)時(shí)有人，并網(wǎng)后無專人值班，故障時(shí)能自動(dòng)關(guān)機(jī)并發(fā)信號(hào))發(fā)展趨勢越來越引起人們的興趣。所以設(shè)計(jì)出一種有可靠自動(dòng)關(guān)閉功能的手動(dòng)(或電動(dòng))的水輪機(jī)控制器，就顯得非常必要。
本發(fā)明是提出一種新的水輪機(jī)控制器，因各種故障(包括水輪發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部三相短路)跳閘引起水輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，不必外加能源就能自動(dòng)關(guān)閉水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可靠性大;采用普通機(jī)械結(jié)構(gòu)，便于農(nóng)村電站管理和維修;適合小型簡易無人控制的小水電站采用。
附圖為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖操作手輪(或電機(jī))(1)使鉸接在楔形塊裝置殼體(6)上的銅螺母旋轉(zhuǎn)，絲桿(2)就左移，經(jīng)鉸接在絲桿(2)頭部的切換機(jī)構(gòu)(3)帶動(dòng)楔形塊(4)一同左移，利用其斜面上產(chǎn)生的很大推力，使與傳動(dòng)杠桿(7)鉸接的滾輪(5)上升。經(jīng)傳動(dòng)杠桿(7)使作用筒活塞(10)上移，并使螺旋彈簧(9)的予壓力增加，而蓄能待發(fā)。上移的活塞(10)經(jīng)活塞桿聯(lián)動(dòng)拐臂(12)使水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)相應(yīng)開起，水輪機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)手輪(或電機(jī))(1)使機(jī)組達(dá)到同期轉(zhuǎn)速后，并網(wǎng)運(yùn)行。反向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(或電機(jī))(1)后，予壓彈簧(9)經(jīng)傳動(dòng)杠桿(7)和滾輪(5)使楔形塊自行退出，同時(shí)使活塞(10)自動(dòng)向關(guān)機(jī)側(cè)移動(dòng)，可達(dá)到減少負(fù)荷和正常關(guān)機(jī)的目的。
當(dāng)遇上各類機(jī)電故障而使主開關(guān)跳閘后，機(jī)組必然過速，與緊固在主軸上的抱箍(14)相鉸接的離心錘(19)必然外伸敲擊杠桿(21)端部的滾輪，迫使杠桿(21)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)后的杠桿(21)經(jīng)鋼絲牽動(dòng)杠桿(22)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至與切換桿(24)端部分離。切換桿(24)則在予拉彈簧(23)的作用下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)切換機(jī)構(gòu)(3)在楔形塊(4)端部轉(zhuǎn)動(dòng)，并滾入楔形塊(4)端部開口槽內(nèi)，同時(shí)作用筒活塞(10)上予壓待發(fā)的螺旋彈簧(9)的反作用力就經(jīng)傳動(dòng)杠桿(7)和滾輪(5)迫使楔形塊(4)快速右移，同時(shí)推動(dòng)活塞(10)關(guān)閉，達(dá)到了自動(dòng)緊急關(guān)機(jī)的目的。
實(shí)施方案不會(huì)自鎖的楔形塊(4)心部有一比絲桿(2)稍大的通孔，是楔形塊(4)與絲桿(2)相對移動(dòng)的通道。在楔形塊(4)大頭對稱制有兩個(gè)開口槽，是楔形塊(4)與鉸接在絲桿(2)頭部的切換機(jī)構(gòu)(3)的兩個(gè)滾輪相對移動(dòng)的通道。根據(jù)結(jié)構(gòu)方位布置和移動(dòng)的距離，在殼體(6)與楔形塊(4)之間還設(shè)有靈活的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。同傳動(dòng)杠桿(7)鉸接的滾輪(5)與殼體(6)之間也設(shè)有靈活的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)杠桿(7)的兩端分別與活塞桿及殼體(6)鉸接。絲桿(2)的銅螺母也與殼體(6)鉸接，并隨手輪(1)轉(zhuǎn)動(dòng)。
切換機(jī)構(gòu)(3)是一只內(nèi)孔裝有滾動(dòng)承軸與絲桿(2)頭部鉸接的軸套，在此軸套的兩側(cè)對稱伸出的兩軸頸上各裝有一只滾針軸承，在一根軸頸的端部，緊連一根切換桿(24)。
作用筒(8)兩端的活塞桿以同一圓柱銷鉸接于活塞(10)的中部。為調(diào)整關(guān)機(jī)時(shí)間符合“調(diào)保計(jì)算”要求，在活塞(10)上裝有單向節(jié)流閥(11)，當(dāng)活塞(10)處于全關(guān)位置時(shí)，其調(diào)節(jié)螺釘正好伸入端蓋調(diào)節(jié)孔外，打開孔蓋，即可方便調(diào)整關(guān)機(jī)時(shí)間。
傳感機(jī)構(gòu)的離心錘(19)是經(jīng)滾動(dòng)軸承鉸接在一抱箍(14)上，再將此抱箍緊固在主軸上。在離心錘(19)轉(zhuǎn)動(dòng)中心附近有一經(jīng)計(jì)算合適的螺旋拉伸彈簧(17)與抱箍(14)上的支座(13)以可調(diào)螺絲(16)相連，調(diào)節(jié)合適的拉簧力使機(jī)組轉(zhuǎn)速為額定值1.2倍以下時(shí)，離心錘(19)的頭部不會(huì)敲擊杠桿(21)頭部的滾輪，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于1.2倍時(shí)，此彈簧力的方向?qū)㈦S離心錘(19)偏轉(zhuǎn)而使離心錘(19)增加敲擊上述滾輪的力。
為使離心錘(19)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速上升超過額定值1.2倍而外伸敲擊杠桿(21)頭部滾輪的位置為最佳，在離心錘(19)的尾部設(shè)有可調(diào)限位螺釘(18)。
杠桿(21)靠滾輪一端的側(cè)面也裝有一顆可調(diào)限位螺釘(20)以調(diào)整限定杠桿(22)端部滾輪與切換桿(24)頭部的相對位置。
權(quán)利要求
1.一種可自動(dòng)關(guān)閉的機(jī)械式水輪機(jī)控制器，包括一套以楔形塊(4)為主體的控制裝置，一套傳動(dòng)杠桿(7)，一個(gè)含蓄能彈簧(9)的作用筒(8)，以及一套以離心擺(19)為主體能感知機(jī)組轉(zhuǎn)速變化而傳遞給所說楔形塊控制裝置的傳感機(jī)構(gòu)，該控制器的特征在于具有一個(gè)當(dāng)水電站各種故障跳閘引起水輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，經(jīng)傳感機(jī)構(gòu)能自動(dòng)和斷然使作用筒活塞在蓄能彈簧的作用下迅速關(guān)閉水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的楔形塊控制裝置。
2.如權(quán)利要求
項(xiàng)1規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于所說的楔形塊控制裝置包括有隨手輪(1)(或電動(dòng)機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)而位移的絲桿(2)，由軸承鉸接在絲桿(2)頭部的切換機(jī)構(gòu)(3)，被切換機(jī)構(gòu)(3)推動(dòng)的、有靈活導(dǎo)向機(jī)構(gòu)且不自鎖的楔形塊(4)，被楔形塊(4)的斜面推動(dòng)的與傳動(dòng)杠桿(7)鉸接的、有靈活導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的滾輪(5)，以及用來支持楔形塊(4)、滾輪(5)、傳動(dòng)杠桿(7)及絲桿(2)銅螺母的固定殼體(6)。
3.如權(quán)利要求
項(xiàng)2規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于楔形塊(4)的中間有比絲桿(2)外徑稍大的通孔，楔形塊(4)的大頭端至少有一個(gè)供切換機(jī)構(gòu)(3)的滾輪相對移動(dòng)的開口槽。當(dāng)切換機(jī)構(gòu)(3)的滾輪在所說傳感機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，在楔形塊端部滾動(dòng)至上述開口槽時(shí)，楔形塊(4)就在由滾輪(5)傳來的蓄能彈簧(9)的反作用力下自行退出，同時(shí)作用筒活塞(10)在蓄能彈簧(9)的作用下迅速關(guān)閉水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(15)。
4.如權(quán)利要求
項(xiàng)2規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于切換機(jī)構(gòu)(3)是一只內(nèi)孔裝有軸承與絲桿(2)頭部鉸接的軸套，在此軸套外側(cè)與楔形塊(4)大頭開口槽數(shù)對應(yīng)一致伸出的軸頸上裝有軸承而構(gòu)成切換機(jī)構(gòu)(3)的滾輪，在一只軸頸的端部連接一切換桿(24)用以與所說傳感機(jī)構(gòu)相聯(lián)。
5.如權(quán)利要求
項(xiàng)1規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于用同一圓柱銷與兩端活塞桿鉸接而始終被彈簧(9)推向關(guān)閉側(cè)的活塞(10)上裝有單向節(jié)流閥(11)，供調(diào)整緊急關(guān)閉時(shí)間用。
6.如權(quán)利要求
項(xiàng)5規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于活塞(10)處于全關(guān)位置時(shí)，能拆下作用筒(8)端蓋上的單向節(jié)流閥(11)的調(diào)節(jié)孔蓋，可方便調(diào)整節(jié)流閥(11)。
7.如權(quán)利要求
項(xiàng)1所規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于所說的傳感機(jī)構(gòu)包括有離心錘(19)，杠桿(21)和杠桿(22)。
8.如權(quán)利要求
項(xiàng)7所規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于離心錘(19)是經(jīng)軸承鉸接在一抱箍(14)上，再將抱箍(14)緊固在轉(zhuǎn)軸上。
9.如權(quán)利要求
項(xiàng)7所規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于離心錘(19)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心附近有一經(jīng)計(jì)算合適的螺旋拉伸彈簧(17)與抱箍(14)上的支座(13)以可調(diào)螺絲(16)相連，調(diào)整合適的彈簧力使機(jī)組轉(zhuǎn)速為額定值的1.2倍以下時(shí)，離心錘(19)的頭部不會(huì)敲擊杠桿(21)端部的滾輪，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速高于額定值的1.2倍時(shí)，拉簧(17)的方向?qū)㈦S離心錘(19)偏轉(zhuǎn)而使離心錘(19)增大敲擊上述滾輪的力。
10.如權(quán)利要求
項(xiàng)7所規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于所說離心錘(19)的尾部裝有一個(gè)可調(diào)限位螺釘(18)以調(diào)整限定機(jī)組轉(zhuǎn)速超過額定值1.2倍時(shí)，離心錘(19)與杠桿(21)端部滾輪的相對位置。
11.如權(quán)利要求
項(xiàng)7所規(guī)定的水輪機(jī)控制器，其特征在于杠桿(21)靠滾輪一端的側(cè)面也裝有一可調(diào)限位螺釘(20)，以調(diào)整限定杠桿(22)端部滾輪與切換桿(24)頭部的相對位置。
專利摘要
一種可自動(dòng)關(guān)閉的機(jī)械式水輪機(jī)控制器，是由手輪(或電機(jī))帶動(dòng)絲桿，使一斜形塊移動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)杠桿和預(yù)壓彈簧，使作用筒活塞移動(dòng)，以控制水輪機(jī)流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正常動(dòng)作。當(dāng)各類故障(包括水輪發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部三相短路)跳閘引起機(jī)組過速，經(jīng)同軸旋轉(zhuǎn)的離心錘動(dòng)作斜形塊端的切換機(jī)構(gòu)，作用筒內(nèi)預(yù)壓彈簧就能使活塞自動(dòng)關(guān)閉?？山鉀Q不宜設(shè)自動(dòng)調(diào)速器，又無可靠備用電源的小型水輪機(jī)組的安全關(guān)機(jī)問題，為簡易無人控制的小水電站提供了一種設(shè)備。
文檔編號(hào)F03B15/18GK86102310SQ86102310
公開日1987年10月14日 申請日期1986年4月4日
發(fā)明者李永國 申請人:李永國導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan