CN110985867A - 一种用于大坝水利发电的自润滑*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体、上油箱、集油箱和主轴,所述自润滑机构包括集油槽和冷却器;本发明提供的自润滑***,便于冷却器的检修和维护,有利于缩小轴承油箱体积,降低轴承安装高度,同时可以节省油泵和辅助设备,能够在机组起机时就建立起油循环,很好的避免外油泵控制***问题导致的断油事故。
Description
技术领域
本发明属于水力发电技术领域,具体涉及一种用于大坝水利发电的自润滑***。
背景技术
油外循环冷却装置是给大容量高转速卧式水轮发电机组配套使用、对轴承进行强迫冷却润滑的一种辅助装置,由回油箱、油泵、油冷却器、高位油箱及自动化元件组成,润滑油在回油箱——油泵——油冷却器——高位油箱——机组轴承——回油箱之间形成循环流动,从而带走轴承运转时产生的热量,起到给轴承冷却润滑的作用。
为提高水导轴承运行可靠性,便于维护检修,现多采用外循环外置冷却器式水导轴承,不足之处是它需要较大的布置空间,采用外置冷却方式实施起来较复杂,尤其是强迫外加泵式水导轴承通常需要一个集成的油站,布置空间较大、操作复杂、造价较高;内循环方式冷却器放置在轴承油箱内,冷却器漏水易使轴承润滑油含水,导致油膜支撑能力不足,水导轴承出现事故,更换冷却器需拆卸导轴承本体,给检修维护带来不便;外循环外置油泵形式有造价较高,需布置专用的集成油站空间的不足。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题,而提供一种便于冷却器的检修和维护,有利于缩小轴承油箱体积,降低轴承安装高度,同时可以节省油泵和辅助设备,能够在机组起机时就建立起油循环,很好的避免外油泵控制***问题导致的断油事故的用于大坝水利发电的自润滑***。
本发明的目的是这样实现的:
一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体、上油箱、集油箱和主轴,所述主轴上设轴领、泵孔和上油孔,所述泵孔设于轴领上,所述集油箱的输出端设第一管道,所述第一管道的一侧通过上油孔连接主轴,所述主轴的轴领连接轴承体,所述轴承体的输出端通过第二管道连接集油箱的输入端。
所述自润滑机构包括集油槽和冷却器,所述轴领上的泵孔的输出端连接至集油槽,所述集油槽的输出端通过第三管道连接至冷却器。
进一步的,所述主轴的轴领通过水导瓦连接轴承体,所述水导瓦通过瓦座连接至集油槽。
进一步的,所述轴领的输出端、水导瓦的下端设下油箱,所述下油箱的输出端连接第一管道的侧壁,所述第一管道的输出端连接轴承体。
进一步的,所述冷却器的上端设进口和出口。
进一步的,所述第二管道上依次设示流继电器、截止阀、滤油器和温度计。
进一步的,所述滤油器的过滤元件为金属网制成的滤片,其过滤精度Z1为3-40微米。
进一步的,所述第三管道上依次设压力表、电磁流量计、温度计和截止阀。
进一步的,所述上油箱的上端设油箱盖,所述轴承体一侧通过上油箱连接至油箱盖的一端,所述油箱盖的另一端连接主轴。
进一步的,所述上油箱内设有味信号器和油位开关,所述下油箱内设油混水报警器。
进一步的,所述水导瓦内设瓦温信号器,所述集油槽内设油温信号器。所述瓦温信号器为第一温度传感器,油温信号器为第二温度传感器;所述第一温度传感器、第二温度传感器均通过无线传输模块与控制器连接,所述控制器与声光报警器连接;当第一温度传感器或第二温度传感器检测到的温度超过预设的阈值时,控制器控制声光报警器进行报警。所述声光报警器上设置有不同的声音和灯光,以区分第一温度传感器、第二温度传感器中哪个超过预设的阈值。
进一步的,与所述第一温度传感器对应的阈值为T1,与所述第二温度传感器对应的阈值为T2,且T1≥T2,单位均为摄氏度。
进一步的,为了更好的实现过滤,并提高润滑能力,所述滤油器的过滤精度Z1、第一温度传感器对应的阈值T1、第二温度传感器对应的阈值T2之间满足:
Z1=α·(T2/T1)+Z0;
其中,Z0为调节精度,取值范围为2-15微米;α为调节系数,取值范围为0.35-12.4。
进一步的,所述轴承体的径向载荷FT满足:
FT=f1·H·[(L1+L2)/L2]2,
其中,f1表示水导瓦的径向力系数,H表示水轮机的叶轮运行时的最大水头(m),L1表示发电机下导轴承距离轴承体的长度(m),L2表示轴承体距离水轮机转轮的长度(m)。
进一步的,所述水导瓦的瓦数Z为6-30块,所述水导瓦采用扇形瓦,所述水导瓦的长度L和宽度B比为0.5-1。
进一步的,Fp/(B·L)≤3Mpa,其中B表示水导瓦的宽度(m),L表示水导瓦的长度(m),Z表示水导瓦的瓦数,Fp表示水导瓦的载荷,且Fp=0.5FT/Z。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明提供的一种用于大坝水利发电的自润滑***,水导轴承由轴承体、水导瓦、上油箱、集油箱、油箱盖和附件组成,其中水轮机主轴为旋转件,泵孔设置在主轴轴领上,随主轴旋转,其余部件均为静止件,将顶盖上的轴承体在工地定心后用销固定在顶盖上,轴承体承受由水导瓦通过抗压块传递的径向力并传递到顶盖上,轴承内部是***独立的油润滑体系,主轴旋转产生离心力的驱动下润滑油能通过轴领和水导瓦进行循环,冷却器采用由电站提供的冷却用水进行冷却,具有足够的冷却容量。
2、本发明提供的一种用于大坝水利发电的自润滑***,水轮机导轴承轴领泵外循环结构整个管路***的油流循环动力由轴领泵产生,在轴领上加工若干个径向或与主轴旋转方向有关的倾斜方向泵孔,构成轴领泵,在泵孔外缘装有集油槽,用来汇集由轴领泵出的热油并送入管路***,管路***中设有压力显控器及电磁流量计用来监控管路***的运行状态,轴承冷却器布置在油箱外,用油管、阀门等装置将它与油箱连接成回路,冷却器布置在油箱外即便于冷却器的检修和维护,又有利于缩小轴承油箱体积,降低轴承安装高度,同时可以节省油泵和辅助设备,并且能够在机组起机时就建立起油循环,很好的避免外油泵控制***问题导致的断油事故。
3、本发明提供的一种用于大坝水利发电的自润滑***,油位信号器和油位开关位于轴承上油箱,油混水报警装置位于下油箱,当油位过高或过低及在润滑油中的含水量超过规定时,发出报警信号。
附图说明
图1是本发明一种用于大坝水利发电的自润滑***结构示意图。
图2是本发明一种用于大坝水利发电的自润滑***内循环示意图。
图3是本发明一种用于大坝水利发电的自润滑***外循环示意图。
图4是本发明一种用于大坝水利发电的自润滑***冷却器示意图。
图中:1、主轴;2、水导瓦;3、轴领;4、泵孔;5、上油孔;6、下油箱;7、瓦座;8、集油箱;9、冷却器;10、轴承体;11、上油箱;12、油箱盖;13、第一管道;14、第二管道;15、集油槽;16、第三管道;17、示流继电器;18、截止阀;19、滤油器;20、压力表;21、电磁流量计;22、温度计;91、进口;92、出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示,一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体10、上油箱11、集油箱8和主轴1,所述主轴1上设轴领3、泵孔4和上油孔5,所述泵孔4设于轴领3上,所述集油箱8的输出端设第一管道13,所述第一管道13的一侧通过上油孔5连接主轴1,所述主轴1的轴领3通过水导瓦2连接轴承体10,所述轴承体10的输出端通过第二管道14连接集油箱8的输入端,所述轴领3的输出端、水导瓦2的下端设下油箱6,所述下油箱6的输出端连接第一管道13的侧壁,所述第一管道13的输出端连接轴承体10,所述上油箱11的上端设油箱盖12,所述轴承体10一侧通过上油箱11连接至油箱盖的一端,所述油箱盖12的另一端连接主轴1。
实施例2
结合图2和图4,一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体10、上油箱11、集油箱8和主轴1,所述主轴1上设轴领3、泵孔4和上油孔5,所述泵孔4设于轴领3上,所述集油箱8的输出端设第一管道13,所述第一管道13的一侧通过上油孔5连接主轴1,所述主轴1的轴领3通过水导瓦2连接轴承体10,所述轴承体10的输出端通过第二管道14连接集油箱8的输入端,所述轴领3的输出端、水导瓦2的下端设下油箱6,所述下油箱6的输出端连接第一管道13的侧壁,所述第一管道13的输出端连接轴承体10,所述上油箱11的上端设油箱盖12,所述轴承体10一侧通过上油箱11连接至油箱盖的一端,所述油箱盖12的另一端连接主轴1。
水导轴承由轴承体、水导瓦、上油箱、集油箱、油箱盖和附件组成,其中水轮机主轴为旋转件,泵孔设置在主轴轴领上,随主轴旋转,其余部件均为静止件,将顶盖上的轴承体在工地定心后用销固定在顶盖上,轴承体承受由水导瓦通过抗压块传递的径向力并传递到顶盖上,轴承内部是***独立的油润滑体系,主轴旋转产生离心力的驱动下润滑油能通过轴领和水导瓦进行循环,冷却器采用由电站提供的冷却用水进行冷却,具有足够的冷却容量。
实施例3
结合图1和图3,一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体10、上油箱11、集油箱8和主轴1,所述主轴1上设轴领3、泵孔4和上油孔5,所述泵孔4设于轴领3上,所述集油箱8的输出端设第一管道13,所述第一管道13的一侧通过上油孔5连接主轴1,所述主轴1的轴领3通过水导瓦2连接轴承体10,所述轴承体10的输出端通过第二管道14连接集油箱8的输入端,所述轴领3的输出端、水导瓦2的下端设下油箱6,所述下油箱6的输出端连接第一管道13的侧壁,所述第一管道13的输出端连接轴承体10,所述上油箱11的上端设油箱盖12,所述轴承体10一侧通过上油箱11连接至油箱盖的一端,所述油箱盖12的另一端连接主轴1。
所述自润滑机构包括集油槽15和冷却器9,所述水导瓦2通过瓦座7连接至集油槽15,所述轴领3上的泵孔4的输出端连接至集油槽15,所述集油槽15的输出端通过第三管道16连接至冷却器9,所述冷却器9的上端设进口91和出口92。
所述第二管道14上依次设示流继电器17、截止阀18、滤油器19和温度计22,所述第三管道16上依次设压力表20、电磁流量计21、温度计22和截止阀18。
所述滤油器19的过滤元件为金属网制成的滤片,其过滤精度Z1为3-40微米。
水轮机导轴承轴领泵外循环结构整个管路***的油流循环动力由轴领泵产生,在轴领上加工若干个径向或与主轴旋转方向有关的倾斜方向泵孔,构成轴领泵,在泵孔外缘装有集油槽,用来汇集由轴领泵出的热油并送入管路***,管路***中设有压力显控器及电磁流量计用来监控管路***的运行状态,轴承冷却器布置在油箱外,用油管、阀门等装置将它与油箱连接成回路,冷却器布置在油箱外即便于冷却器的检修和维护,又有利于缩小轴承油箱体积,降低轴承安装高度,同时可以节省油泵和辅助设备,并且能够在机组起机时就建立起油循环,很好的避免外油泵控制***问题导致的断油事故。
实施例4
在实施例3的基础上,一种用于大坝水利发电的自润滑***,包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体10、上油箱11、集油箱8和主轴1,所述主轴1上设轴领3、泵孔4和上油孔5,所述泵孔4设于轴领3上,所述集油箱8的输出端设第一管道13,所述第一管道13的一侧通过上油孔5连接主轴1,所述主轴1的轴领3通过水导瓦2连接轴承体10,所述轴承体10的输出端通过第二管道14连接集油箱8的输入端,所述轴领3的输出端、水导瓦2的下端设下油箱6,所述下油箱6的输出端连接第一管道13的侧壁,所述第一管道13的输出端连接轴承体10,所述上油箱11的上端设油箱盖12,所述轴承体10一侧通过上油箱11连接至油箱盖的一端,所述油箱盖12的另一端连接主轴1。
所述自润滑机构包括集油槽15和冷却器9,所述水导瓦2通过瓦座7连接至集油槽15,所述轴领3上的泵孔4的输出端连接至集油槽15,所述集油槽15的输出端通过第三管道16连接至冷却器9,所述冷却器9的上端设进口91和出口92。
所述第二管道14上依次设示流继电器17、截止阀18、滤油器19和温度计22,所述第三管道16上依次设压力表20、电磁流量计21、温度计22和截止阀18。所述滤油器19的过滤元件为金属网制成的滤片,其过滤精度Z1为3-40微米。
所述上油箱内设有味信号器和油位开关,所述下油箱内设油混水报警器,所述水导瓦内设瓦温信号器,所述集油槽内设油温信号器,油位信号器和油位开关位于轴承上油箱,油混水报警装置位于下油箱,当油位过高或过低及在润滑油中的含水量超过规定时,发出报警信号。
所述水导瓦内设瓦温信号器,所述集油槽内设油温信号器。所述瓦温信号器为第一温度传感器,油温信号器为第二温度传感器;所述第一温度传感器、第二温度传感器均通过无线传输模块与控制器连接,所述控制器与声光报警器连接;当第一温度传感器或第二温度传感器检测到的温度超过预设的阈值时,控制器控制声光报警器进行报警。所述声光报警器上设置有不同的声音和灯光,以区分第一温度传感器、第二温度传感器中哪个超过预设的阈值。
与所述第一温度传感器对应的阈值为T1,与所述第二温度传感器对应的阈值为T2,且T1≥T2,单位均为摄氏度。
为了更好的实现过滤,并提高润滑能力,所述滤油器19的过滤精度Z1、第一温度传感器对应的阈值T1、第二温度传感器对应的阈值T2之间满足:
Z1=α·(T2/T1)+Z0;
其中,Z0为调节精度,取值范围为2-15微米;α为调节系数,取值范围为0.35-12.4。
实施例5
所述轴承体的径向载荷FT满足:FT=f1·H·[(L1+L2)/L2]2,其中,f1表示水导瓦的径向力系数,H表示水轮机的叶轮运行时的最大水头(m),L1表示发电机下导轴承距离轴承体的长度(m),L2表示轴承体距离水轮机转轮的长度(m)。
所述水导瓦的瓦数Z为18块,所述水导瓦采用扇形瓦,所述水导瓦的长度L和宽度B比为1,且Fp/(B·L)≤3Mpa,其中B表示水导瓦的宽度(m),L表示水导瓦的长度(m),Z表示水导瓦的瓦数,Fp表示水导瓦的载荷,且Fp=0.5FT/Z。
水导轴承在承受径向载荷时,水导瓦与载荷方向的相对位置不同,水导瓦的承载能力也不同,在载荷位置当水导瓦载荷达到最大,并油膜厚度一致时,载荷处于两轴瓦之间时轴瓦承载能力最高,同样直径的水导轴承,最小油膜厚度随着轴瓦数量增多而减小,油膜承载能力降低。瓦块数量减小,会降低轴承温度提高轴瓦的承载能力。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的保护范围内所做的任何修改,等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:包括水导轴承机构和自润滑机构,所述水导轴承机构包括轴承体(10)、上油箱(11)、集油箱(8)和主轴(1),所述主轴(1)上设轴领(3)、泵孔(4)和上油孔(5),所述泵孔(4)设于轴领(3)上,所述集油箱(8)的输出端设第一管道(13),所述第一管道(13)的一侧通过上油孔(5)连接主轴(1),所述主轴(1)的轴领(3)连接轴承体(10),所述轴承体(10)的输出端通过第二管道(14)连接集油箱(8)的输入端;
所述自润滑机构包括集油槽(15)和冷却器(9),所述轴领(3)上的泵孔(4)的输出端连接至集油槽(15),所述集油槽(15)的输出端通过第三管道(16)连接至冷却器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述主轴(1)的轴领(3)通过水导瓦(2)连接轴承体(10),所述水导瓦(2)通过瓦座(7)连接至集油槽(15)。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述轴领(3)的输出端、水导瓦(2)的下端设下油箱(6),所述下油箱(6)的输出端连接第一管道(13)的侧壁,所述第一管道(13)的输出端连接轴承体(10)。
4.根据权利要求1所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述冷却器(9)的上端设进口(91)和出口(92)。
5.根据权利要求1所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述第二管道(14)上依次设示流继电器(17)、截止阀(18)、滤油器(19)和温度计(22)。
6.根据权利要求1所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述第三管道(16)上依次设压力表(20)、电磁流量计(21)、温度计(22)和截止阀(18)。
7.根据权利要求1所述的一种用于大坝水利发电的自润滑***,其特征在于:所述上油箱(11)的上端设油箱盖(12),所述轴承体(10)一侧通过上油箱(11)连接至油箱盖的一端,所述油箱盖(12)的另一端连接主轴(1)。
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