[发明专利]一种碰摩保护装置及应用其的旋转机械

说明书

本发明公开一种碰摩保护及应用其的旋转机械，主要包括碰摩吸振器、动能缓冲器以及电能回收装置。碰摩吸振器具有很好的阻尼减振效果和耐高温特性。旋转机械转子发生失稳后，与碰摩吸振器相互作用，将碰摩能耗散，并将大量的旋转动能以碰摩形式传递为动能缓冲器，转化为动能缓冲器的旋转动能。动能缓冲器固接有发电机，将旋转动能转化为电能输出，给蓄电池储存。本发明能够对多种型式的旋转机械进行碰摩故障保护，有效控制碰摩发展，减轻碰摩损坏程度。

技术领域

本发明涉及旋转机械振动控制领域，特别涉及一种碰摩保护装置及应用其的旋转机械。

背景技术

旋转机械在现代工业生产中得到广泛应用，它主要由转子、定子、轴承、联轴器等部件构成。转子是旋转机械的重要部件，一旦发生故障造成停机，很可能造成巨大的经济损失。碰摩故障是旋转机械运行过程中常见的一种故障形式。当前，在高转速高效率的要求下，旋转机械中转子与定子之间的间隙越来越小，导致动静碰摩现象不断发生，轻者造成故障停机，重者会产生转子断裂、抱死以及机组损毁等一系列非常严重的后果。

动静碰摩是旋转机械领域的一个重大研究课题，近些年，发展出了大量的碰摩故障诊断方法，如振动信号分析、声发射信号识别等，此类方法和措施，对于旋转机械碰摩故障预先诊断和预报有一定效果，但是仍然属于故障预防领域，而当故障发生后，如何有效控制故障发展、减轻故障损害是一个较新的课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种碰摩保护装置及应用其的旋转机械，解决工程实际中旋转机械的碰摩故障问题，可以有效控制碰摩发展，减轻碰摩损害，并回收碰摩动能，转化为电能储存。

(二)技术方案

本发明提供了一种碰摩保护装置，用于旋转机械，包括碰摩吸振器和动能缓冲器；其中，所述碰摩吸振器包括至少一层耐磨材料层、以及套设在耐磨材料层外的至少一层阻尼减振层；最外层的阻尼减振层安装于所述动能缓冲器。

在本发明的一些实施例中，所述碰摩吸振器还包括一基座，最外层的阻尼减振层嵌装于所述基座，所述基座安装于所述动能缓冲器。

在本发明的一些实施例中所述动能缓冲器包括形成一体的飞轮和凸轴，所述基座安装于所述飞轮内壁。

在本发明的一些实施例中，所述动能缓冲器为与滚珠轴承一体的环状结构。

在本发明的一些实施例中，所述耐磨材料层采用硅胶、橡胶、石墨或带孔密封塑料；所述阻尼减振层采用金属橡胶、弹簧圈、金属缠绕垫。

本发明还提供了一种旋转机械，包括转子以及任一上述碰摩保护装置。

在本发明的一些实施例中，所述转子为储能飞轮，所述动能缓冲器的凸轴通过滚珠轴承安装于旋转机械，所述储能飞轮由所述动能缓冲器和旋转机械的支撑轴承支撑，插入所述碰摩吸振器并与最内层的耐磨材料层留有间隙。

在本发明的一些实施例中，所述动能缓冲器的凸轴与发电机固接于一体。

在本发明的一些实施例中，所述转子由两套支撑轴承支撑，所述碰摩保护装置安装于支撑轴承外侧，所述转子穿过所述碰摩吸振器并与最内层的耐磨材料层留有间隙。

在本发明的一些实施例中，所述碰摩吸振器最内层的耐磨材料层与转子的间隙等于所述支撑轴承与转子之间的间隙。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明碰摩保护装置及应用其的旋转机械具有以下有益效果：

(1)本发明可以有效控制储能飞轮碰摩发展，将旋转动能尽快的转移给动能缓冲器，并可以通过发电机进一步制动发电。

(2)碰摩吸振器具有很好的刚度和阻尼效应，可以很好的吸收飞轮转子的碰摩能量，有效保护转子碰摩面。