ORC透平机械超速保护及报警装置

技术领域

本发明涉及膨胀机技术领域，尤其涉及一种ORC透平机械超速保护及报警装置。

背景技术

透平膨胀机，是空气分离设备及天然气液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏，现有的ORC膨胀机组考虑密封泄漏等因素，其速关阀控制通常采用气动阀门，机组的超速保护装置仅仅依靠电子超速保护，保护效果存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ORC透平机械超速保护及报警装置，能够在ORC膨胀机超速运行时提供保护，提高机组的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种ORC透平机械超速保护及报警装置，包括遮断组件、飞锤组件和报警组件；

所述遮断组件包括下阀体、上阀体、阀杆、撞击头、滚珠轴承、手柄、含油轴承、半圆头螺钉、第一弹簧和钢球；

所述上阀体和所述下阀体固定连接，并位于所述下阀体侧边，所述上阀体具有进气口和出气口；所述阀杆设置在所述上阀体和所述下阀体内部；所述撞击头和所述阀杆螺纹连接，并位于所述阀杆一端；所述滚珠轴承设置在所述下阀体和所述阀杆之间；所述手柄和所述阀杆螺纹连接，并位于所述阀杆远离所述撞击头一端；所述含油轴承设置在所述阀杆和所述手柄之间；所述半圆头螺钉和所述手柄螺纹连接，并位于所述手柄侧边；所述第一弹簧设置在所述手柄内部，所述钢球设置在所述手柄内部；所述飞锤组件设置在所述撞击头侧边，所述报警组件设置在所述出气口侧边。

其中，所述遮断组件还包括两个第一密封圈、第二密封圈和三个第三密封圈；

两个所述第一密封圈分别设置在所述阀杆和所述下阀体之间；所述第二密封圈设置在所述上阀体内部；三个所述第三密封圈分别设置在所述手柄内部。

其中，所述飞锤组件包括主轴、衬套、调节套筒、第二弹簧、飞锤、滑套和螺母；

所述主轴位于所述撞击头侧边；所述衬套和所述主轴螺纹连接，并位于所述主轴内部；所述调节套筒和所述衬套螺纹连接，并位于所述衬套和所述主轴之间；所述第二弹簧位于所述衬套和所述调节套筒之间；所述飞锤和所述衬套滑动连接，并贯穿所述衬套；所述滑套和所述飞锤滑动连接，并位于所述飞锤侧边；所述螺母和所述飞锤螺纹连接，并位于所述飞锤侧边。

其中，所述飞锤组件还包括固定螺钉；所述固定螺钉与所述主轴螺纹连接，且与所述衬套螺纹连接，并位于所述主轴侧边。

其中，所述飞锤组件还包括紧定螺钉；所述紧定螺钉和所述主轴螺纹连接，并位于所述主轴侧边。

其中，所述报警组件包括阀座、阀体、连接螺钉、阀块、第三弹簧、笛身和笛簧舌；

所述阀座和所述出气口连通，所述阀体位于所述阀座侧边；所述连接螺钉和所述阀座螺纹连接，且与所述阀体螺纹连接，并位于所述阀体侧边；所述阀块设置在所述阀座内部；所述第三弹簧位于所述阀块和所述阀体之间；所述笛身和所述阀体螺纹连接，并位于所述阀体侧边；所述笛簧舌设置在所述笛身内部。

其中，所述报警组件还包括铁丝、铅封和紧固螺钉；所述铁丝设置在所述连接螺钉侧边；所述铅封设置在所述铁丝侧边；所述紧固螺钉和所述阀体螺纹连接，并位于所述阀体侧边。

本发明的一种ORC透平机械超速保护及报警装置，ORC透平机组的速关阀采用气动常闭形式的阀门，其工作时靠电磁阀换向联通0.5Mpa.a压缩空气进气管，压缩空气压缩气缸内弹簧从而开启阀门，同时电磁阀后的压缩空气进气管分一支路连接ORC膨胀机壳体上的所述遮断组件的进气口，所述遮断组件的阀杆往里为保压位置(速关阀开启状态)，阀杆通过手柄往外拔为泄压位置(速关阀关闭状态)。当危急遮断阀杆处于保压位置时，压缩空气将阀杆压紧在贴合面上，形成保压的死腔；当阀杆处于泄压位置时，阀杆密封贴合面分离，密封死腔连通危急遮断装置出口泄压，速关阀关闭；所述遮断组件的出气口处设有所述报警组件，能够发出报警鸣笛。正常工作时，所述阀杆处于保压状态，当ORC膨胀机转速超过110％工作转速而未停机时，所述飞锤组件会撞击所述撞击头，该撞击导致所述阀杆位置移动到泄压位置，速关阀关闭，机组停机。通过上述方式，能够在ORC膨胀机超速运行时提供保护，提高机组的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种ORC透平机械超速保护及报警装置的结构示意图。

图2是本发明的遮断组件的结构示意图。

图3是本发明的飞锤组件的结构示意图。

图4是本发明的报警组件的结构示意图。

1-遮断组件、2-飞锤组件、3-报警组件、4-下阀体、5-上阀体、6-阀杆、7-撞击头、8-滚珠轴承、9-手柄、10-含油轴承、11-半圆头螺钉、12-第一弹簧、13-钢球、14-进气口、15-出气口、16-第一密封圈、17-第二密封圈、18-第三密封圈、19-主轴、20-衬套、21-调节套筒、22-第二弹簧、23-飞锤、24-滑套、25-螺母、26-固定螺钉、27-紧定螺钉、28-阀座、29-阀体、30-连接螺钉、31-阀块、32-第三弹簧、33-笛身、34-笛簧舌、35-铁丝、36-铅封、37-紧固螺钉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1～图4，本发明提供一种ORC透平机械超速保护及报警装置：包括遮断组件1、飞锤组件2和报警组件3；

所述遮断组件1包括下阀体4、上阀体5、阀杆6、撞击头7、滚珠轴承8、手柄9、含油轴承10、半圆头螺钉11、第一弹簧12和钢球13；

所述上阀体5和所述下阀体4固定连接，并位于所述下阀体4侧边，所述上阀体5具有进气口14和出气口15；所述阀杆6设置在所述上阀体5和所述下阀体4内部；所述撞击头7和所述阀杆6螺纹连接，并位于所述阀杆6一端；所述滚珠轴承8设置在所述下阀体4和所述阀杆6之间；所述手柄9和所述阀杆6螺纹连接，并位于所述阀杆6远离所述撞击头7一端；所述含油轴承10设置在所述阀杆6和所述手柄9之间；所述半圆头螺钉11和所述手柄9螺纹连接，并位于所述手柄9侧边；所述第一弹簧12设置在所述手柄9内部，所述钢球13设置在所述手柄9内部；所述飞锤组件2设置在所述撞击头7侧边，所述报警组件3设置在所述出气口15侧边。

在本实施方式中，ORC透平机组的速关阀采用气动常闭形式的阀门，其工作时靠电磁阀换向联通0.5Mpa.a压缩空气进气管，压缩空气压缩气缸内弹簧从而开启阀门，同时电磁阀后的压缩空气进气管分一支路连接ORC膨胀机壳体上的所述遮断组件1的进气口14，所述遮断组件1的阀杆6往里为保压位置(速关阀开启状态)，阀杆6通过手柄9往外拔为泄压位置(速关阀关闭状态)。当危急遮断阀杆6处于保压位置时，压缩空气将阀杆6压紧在贴合面上，形成保压的死腔；当阀杆6处于泄压位置时，阀杆6密封贴合面分离，密封死腔连通危急遮断装置出口泄压，速关阀关闭；所述遮断组件1的出气口15处设有所述报警组件3，能够发出报警鸣笛。

正常工作时，所述阀杆6处于保压状态，当ORC膨胀机转速超过110％工作转速而未停机时，所述飞锤组件2会撞击所述撞击头7，该撞击导致所述阀杆6位置移动到泄压位置，速关阀关闭，机组停机。通过上述方式，能够在ORC膨胀机超速运行时提供保护，提高机组的安全性。

进一步的，所述遮断组件1还包括两个第一密封圈16、第二密封圈17和三个第三密封圈18；

两个所述第一密封圈16分别设置在所述阀杆6和所述下阀体4之间；所述第二密封圈17设置在所述上阀体5内部；三个所述第三密封圈18分别设置在所述手柄9内部。

在本实施方式中，通过设置所述第一密封圈16、所述第二密封圈17和所述第三密封圈18，能够提高密封性。

进一步的，所述飞锤组件2包括主轴19、衬套20、调节套筒21、第二弹簧22、飞锤23、滑套24和螺母25；

所述主轴19位于所述撞击头7侧边；所述衬套20和所述主轴19螺纹连接，并位于所述主轴19内部；所述调节套筒21和所述衬套20螺纹连接，并位于所述衬套20和所述主轴19之间；所述第二弹簧22位于所述衬套20和所述调节套筒21之间；所述飞锤23和所述衬套20滑动连接，并贯穿所述衬套20；所述滑套24和所述飞锤23滑动连接，并位于所述飞锤23侧边；所述螺母25和所述飞锤23螺纹连接，并位于所述飞锤23侧边。

在本实施方式中，所述调节套筒21和所述衬套20通过螺纹配合，其可以通过旋转改变所在位置，从而改变所述第二弹簧22的压缩量，改变所述飞锤23动作转速。所述飞锤23安装在所述衬套20内孔，所述滑套24和所述螺母25安装在所述飞锤23尾端和所述飞锤23形成一个整体，所述滑套24在所述飞锤23工作时用于压缩所述第二弹簧22，所述第二弹簧22放置于所述衬套20和所述调节套筒21形成内空腔内，所述衬套20的外表面用于飞锤23弹簧的导向。

进一步的，所述飞锤组件2还包括固定螺钉26；所述固定螺钉26与所述主轴19螺纹连接，且与所述衬套20螺纹连接，并位于所述主轴19侧边。

在本实施方式中，所述固定螺钉26用于防止所述衬套20相对于所述主轴19内孔转动。

进一步的，所述飞锤组件2还包括紧定螺钉27；所述紧定螺钉27和所述主轴19螺纹连接，并位于所述主轴19侧边。

在本实施方式中，所述紧定螺钉27用于固定所述调节套筒21位置。

进一步的，所述报警组件3包括阀座28、阀体29、连接螺钉30、阀块31、第三弹簧32、笛身33和笛簧舌34；

所述阀座28和所述出气口15连通，所述阀体29位于所述阀座28侧边；所述连接螺钉30和所述阀座28螺纹连接，且与所述阀体29螺纹连接，并位于所述阀体29侧边；所述阀块31设置在所述阀座28内部；所述第三弹簧32位于所述阀块31和所述阀体29之间；所述笛身33和所述阀体29螺纹连接，并位于所述阀体29侧边；所述笛簧舌34设置在所述笛身33内部。

在本实施方式中，将所述第三弹簧32整定到0.2Mpa.a，通过所述出气口15泄出的压缩空气顶开所述阀块31处的第三弹簧32泄压排入大气，同时发出报警鸣笛。

进一步的，所述报警组件3还包括铁丝35、铅封36和紧固螺钉37；所述铁丝35设置在所述连接螺钉30侧边；所述铅封36设置在所述铁丝35侧边；所述紧固螺钉37和所述阀体29螺纹连接，并位于所述阀体29侧边。

在本实施方式中，所述紧固螺钉37用于固定所述笛身33，所述铁丝35和所述铅封36用于防止所述连接螺钉30脱落。

本发明的一种ORC透平机械超速保护及报警装置，ORC透平机组的速关阀采用气动常闭形式的阀门，其工作时靠电磁阀换向联通0.5Mpa.a压缩空气进气管，压缩空气压缩气缸内弹簧从而开启阀门，同时电磁阀后的压缩空气进气管分一支路连接ORC膨胀机壳体上的所述遮断组件1的进气口14，所述遮断组件1的阀杆6往里为保压位置(速关阀开启状态)，阀杆6通过手柄9往外拔为泄压位置(速关阀关闭状态)。当危急遮断阀杆6处于保压位置时，压缩空气将阀杆6压紧在贴合面上，形成保压的死腔；当阀杆6处于泄压位置时，阀杆6密封贴合面分离，密封死腔连通危急遮断装置出口泄压，速关阀关闭；所述遮断组件1的出气口15处设有所述阀座28，将所述第三弹簧32整定到0.2Mpa.a，通过所述出气口15泄出的压缩空气顶开所述阀块31处的第三弹簧32泄压排入大气，同时发出报警鸣笛。

正常工作时，所述阀杆6处于保压状态，当ORC膨胀机转速超过110％工作转速而未停机时，所述飞锤23依靠偏心力压缩所述第二弹簧22，所述飞锤23飞出撞击所述撞击头7，该撞击导致所述阀杆6位置移动到泄压位置，速关阀关闭，机组停机。所述飞锤23动作转速的整定靠所述调节套筒21调整所述第二弹簧22的压缩量来实现。通过上述方式，能够在ORC膨胀机超速运行时提供保护，提高机组的安全性。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。