[发明专利]机械保护方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械保护装置，特别涉及一种可防止过速的机械保护装置。

背景技术

为了防止各种装置出现机械过载，所属领域的技术人员早就知道一些保护装置，在这些保护装置中，使用了一种在出现过载时就会牺牲的机械传动系统部件，避免对传动系统下游造成较为严重的损坏。通常，这种保护装置可以设计成防止出现超大力或超大扭矩。例如，美国专利US 4 313 712和US 6 042 292公开了可防止过大径向力作用在旋转轴上的机械防护装置。然而，这些已知的牺牲装置的缺陷是不能提供过速保护。在许多情况下，过速同样会引起损坏,或者甚至比过大力或过大扭矩造成的损坏更严重。特别是，在某些机器中，诸如涡轮发动机，过速会引起正反馈现象，该现象引起渐进加速，从而机器损坏。

国际专利申请WO 2008/101876公开了一种机械保护装置，其采用一根在弯曲时产生共振频率的传动轴，该共振频率对应于传动轴的预定旋转过速。在这个装置中，传动轴的弯曲共振通过传动轴来吸收转动时所传输的功率，从而防止超过所述预定过速。然而，只有在可用功率受到限制，且传动轴的弯曲阻尼足以耗散所有可用功率时，所述情况才可行。如果可用功率随着反向力矩而面临增加的危险时，那么，传动轴的弯曲共振将不能足以克服。

发明内容

本发明试图解决这些缺陷。

由于传动轴的阻尼不能足以避免所述弯曲共振造成的断裂，从而实现了该目的。为此，传动轴构成了一种牺牲部件，出现超时情况时，该牺牲部件会中断机械传动系统的运转。

通过上述措施，可以有效地防止精确预定的过速现象，即使在所传输功率不受限制时。

有利的是，所述弯曲共振频率对应于第一弯曲方式。为此，在传动轴渐进加速期间所达到的第一共振频率为该轴断裂时的频率。

本发明还提供了一种机器，包括驱动轴、供料泵，特别是燃油供料泵，以及本发明的机械保护装置，其特征在于，传动轴将驱动轴连接到供料泵上，以便驱动供料泵。于是，在驱动轴过速时,传动轴会断裂，从而中断对供料泵的驱动，进而停止机器运转。

有利的是，所述驱动轴连接到涡轮，后者通过流体膨胀来被驱动，而流体的膨胀则是因供料泵所输送燃油燃烧受热所致。这样，如果涡轮过速情况下，进而在驱动轴和传动轴过速情况下，传动轴会断裂,中止向机器送油，从而使得涡轮停止转动。该燃烧可以是内部燃烧或外部燃烧。为此，涡轮可以是由燃油燃烧所产生气体直接驱动的燃气涡轮，或者是由燃油燃烧而间接加热的流体来驱动的蒸汽涡轮。

本发明还提供了一种运载工具，特别是飞机，其包括本发明的机器。例如，该机器可以是转翼飞机的涡轮轴发动机。

本发明还提出了一种机械保护方法，其包括传动轴在预定转动过速时弯曲共振而折断传动轴。

附图说明

通过阅读如下以非限定性示例给出的实施例的详细说明，可以更好地理解本发明，本发明的优点也会更清楚地显现出来。所述说明参照附图，附图如下：

图1示出了本发明一个实施例的机械保护装置的传动轴的模型；

图2为图1所示传动轴的坎贝尔图；

图3A为包括了图1所示机械保护装置的涡轮发动机的示意图；以及

图3B是图3A所示涡轮发动机机械保护装置传动轴断裂时的示意图。

具体实施方式