專利名稱：葉輪機(jī)械中密封系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種葉輪機(jī)械中密封系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置，其 主要作用是降低轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)或葉片的振動(dòng)，主要應(yīng)用在壓縮機(jī)、汽 輪機(jī)、燃汽輪機(jī)和渦輪泵等工業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械上。
背景技術(shù)：
近年來，石化成套裝備及發(fā)電機(jī)組向大型化、連續(xù)化和高效化方 向發(fā)展，因此其核心設(shè)備壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械也向 著高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速、高效率的方向發(fā)展。但在發(fā)展的過程中，機(jī)組介 質(zhì)壓力的不斷提升與密封間隙的不斷降低成為一對矛盾，所產(chǎn)生的密 封流體激振問題也凸顯出來，成為影響機(jī)組安全運(yùn)行的主要因素之
通常密封流體氣流激振發(fā)生在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子小間隙處， 可以造成轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)，也可以造成葉片的振動(dòng)。其主要原因是氣流以 很大的速度進(jìn)入密封腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)子或葉片的帶動(dòng)下必然會(huì)產(chǎn)生一定的 周向速度，氣體在密封腔內(nèi)形成螺旋流動(dòng)；同時(shí)轉(zhuǎn)子或葉片在進(jìn)動(dòng)中 徑向間隙隨時(shí)間不斷變化，因此轉(zhuǎn)子或葉片周圍形成了不均勻分布的 激振力，當(dāng)激振力達(dá)到或超過一定值時(shí)，就會(huì)使轉(zhuǎn)子或葉片產(chǎn)生強(qiáng)烈 的振動(dòng)。葉片的振動(dòng)除以上原因外還有尾跡流激振、自激振、隨機(jī)激 振等等。
現(xiàn)有解決密封流體激振的主要方法有被動(dòng)控制法與主動(dòng)控制法。 被動(dòng)控制如使用蜂窩密封等；主動(dòng)控制如反旋流法，主要原理為引入 外加流體，破壞產(chǎn)生的激振渦流，達(dá)到減振的目的。
目前的反旋流技術(shù)是將壓縮機(jī)、汽輪機(jī)末級(jí)葉輪出口排氣管中的 部分高壓氣流，在內(nèi)部直接導(dǎo)入密封入口的前幾個(gè)齒腔內(nèi)，形成一股 反向旋轉(zhuǎn)的高壓氣流，以抵消氣流在迷宮腔內(nèi)的周向分速度。但反旋 流的噴入量不能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，有可能因噴入量過多反而加劇振 動(dòng)，還有可能因噴入量不足而不能有效抑制振動(dòng)。
另外，國內(nèi)外學(xué)者也對反旋流進(jìn)行了一定的實(shí)驗(yàn)研究，如1994 年浙江大學(xué)沈慶根等人報(bào)道了幾種反旋流環(huán)的設(shè)計(jì)(《迷宮密封中的 氣流激振及其反旋流措施》，流體機(jī)械1994年第22巻第7期第7 12頁)，何立東等人在《轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)流體激振及其減振技術(shù)研究簡評》(振動(dòng)工程學(xué)報(bào)1999年第12巻第1期第64 72頁)中給出反旋流噴口處的裝置圖(見其70頁圖8)，這些文章中提到的反旋流技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相同，只是在迷宮腔內(nèi)噴入一股與原氣流旋轉(zhuǎn)方向相反的氣流，以抵消腔內(nèi)流體的周向運(yùn)動(dòng)。但僅僅將高壓氣流直接噴入密封腔內(nèi)來抵消氣流在迷宮密封腔的周向分速度不一定能減小振動(dòng)，因?yàn)閲娚錃饬鞯膲毫蛄髁渴嵌ㄖ?，其大小不一定適合需要；另外當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化時(shí)，激振力的大小也會(huì)隨之變化，但噴入氣流的壓力或流量卻不隨之變化，所以使用同一噴射壓力或流量來抵消周向速度有可能產(chǎn)生以下兩種結(jié)果， 一是噴入的反旋流壓力較小，不能與密封腔內(nèi)流體的周向速度抵消，減振效果差；二是噴入的反旋流壓力過大，不但不能減振，反而激起了轉(zhuǎn)子或葉片的振動(dòng)。在何立東等人的文章《轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)反旋流抑振的數(shù)值模擬》(航空動(dòng)力學(xué)報(bào)1999年第14巻第3期第293 296頁)也提到如果反旋流的流量、流速合適，可以抑制振動(dòng)，但若不合適也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動(dòng)失穩(wěn)。
陳運(yùn)西等人在文章《轉(zhuǎn)子振動(dòng)反旋流主動(dòng)控制試驗(yàn)研究》(航空動(dòng)力學(xué)報(bào)1994年第9巻第2期第183 185頁)中提出反旋流的主動(dòng)控制，利用VAC—1型控制儀，將振動(dòng)信號(hào)的幅值與預(yù)先設(shè)定的幅值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，打開或關(guān)閉供氣閥門。這種控制系統(tǒng)相對于直接將流體噴入密封腔的反旋流技術(shù)有所改進(jìn)，即當(dāng)實(shí)際振動(dòng)的幅值超過預(yù)設(shè)的安全值時(shí)，反旋流系統(tǒng)開始噴射，但其仍不能實(shí)現(xiàn)對噴氣量和噴氣速率的可控性。文章中的最佳噴射壓力是對不同的密封系統(tǒng)分別進(jìn)行測試試驗(yàn)后，選取的一個(gè)合適噴射壓力，此壓力不可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷等工況參數(shù)變化時(shí)，該系統(tǒng)不能根據(jù)機(jī)組的振動(dòng)情況實(shí)時(shí)計(jì)算并調(diào)整氣流的噴射壓力和噴射量的大小，無法保證系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行。
本發(fā)明針對現(xiàn)有反旋流技術(shù)不能在線實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴射壓力和噴射量大小的問題，提出一種實(shí)時(shí)連續(xù)可控反旋流減振裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)的反旋流主動(dòng)控制。該裝置不是直接將高壓氣流噴入密封腔中，而是根據(jù)振動(dòng)大小、介質(zhì)壓力、流量等參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)連續(xù)在線計(jì)算所需射流的流量，然后再噴射到密封腔中，形成實(shí)時(shí)連續(xù)閉環(huán)可控的反旋流，有效抑制密封流體氣流激振。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點(diǎn)，本發(fā)明能根據(jù)測量的振動(dòng)大小、介質(zhì)壓力、流量等參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)連續(xù)在線計(jì)算射流的流量，然后再噴射到密封腔中，形成實(shí)時(shí)連續(xù)閉環(huán)可控的反旋流，有效抑制密封流體氣流激振。其適用范圍廣、自動(dòng)化程度高，可以廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的方案為 一種葉輪機(jī)械中密封系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置，它包括實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于
所述實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)由電渦流位移傳感器、壓力傳感器、接線端子、信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)構(gòu)成；其中電渦流位移傳感器將轉(zhuǎn)子或葉片振動(dòng)的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為振動(dòng)電信號(hào)，壓力傳感器將執(zhí)行系統(tǒng)中的儲(chǔ)罐壓力轉(zhuǎn)換為壓力電信號(hào)。振動(dòng)電信號(hào)與壓力電信號(hào)通過接線端子接入信號(hào)調(diào)理模塊，調(diào)理后的信號(hào)接入信號(hào)采集卡內(nèi)，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)通過對振動(dòng)信號(hào)的分析計(jì)算給出控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥開度的控制信號(hào)；
所述可控反旋流減振裝置的執(zhí)行系統(tǒng)是由氣泵、儲(chǔ)罐、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥、多通接頭、管路及噴嘴組成；氣泵通過管路與儲(chǔ)罐相連，儲(chǔ)罐上裝有壓力傳感器，壓力傳感器信號(hào)通過接線端子進(jìn)入信號(hào)調(diào)理模塊，儲(chǔ)罐通過管路再與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥相連，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的開度由計(jì)算機(jī)給出的控制信號(hào)決定，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的另一端與定子上的噴嘴相連，噴嘴的開口傾斜方向與轉(zhuǎn)子或葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥連接多通接頭，多通接頭通過導(dǎo)氣管與連接定子。當(dāng)氣流激振力較大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動(dòng)較大時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的開度開大，由儲(chǔ)罐沿管路噴入密封腔內(nèi)的反旋流就會(huì)增大，對流體周向速度的抑制作用就會(huì)增大，由此就會(huì)降低激振力的大小，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。同理當(dāng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)較小時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的開度就會(huì)很小甚至閉合，來適應(yīng)流體激振的大小。
實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)檢測分析振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)情況，根據(jù)振動(dòng)的大小給出控制執(zhí)行系統(tǒng)的控制信號(hào)，執(zhí)行系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥接收到實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)的控制信號(hào)后，根據(jù)控制信號(hào)的大小調(diào)節(jié)自身的開度，進(jìn)而減小葉片的振動(dòng)情況，形成實(shí)時(shí)連續(xù)閉環(huán)可控的反旋流。
本專利使用的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥與文章《轉(zhuǎn)子振動(dòng)反旋流主動(dòng)控制試驗(yàn)研究》中所用的電磁閥有著本質(zhì)的區(qū)別電磁閥僅僅有開和關(guān)兩種狀態(tài)，但電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)輸入的電壓或電流信號(hào)的大小實(shí)時(shí)改變開度，當(dāng)輸入的電壓或電流信號(hào)變大時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥開度變大；當(dāng)輸入的電壓或電流信號(hào)變小時(shí)開
度變小。這樣當(dāng)實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)通過檢測機(jī)組的狀態(tài)，決定改變噴射氣流的壓力或流量時(shí)，只需改變控制信號(hào)的大小，就可以實(shí)時(shí)在線調(diào)整電動(dòng)調(diào)節(jié)闊/電磁調(diào)節(jié)閥的開度，進(jìn)而改變噴射氣流的壓力或流量，形成實(shí)時(shí)連續(xù)閉環(huán)可控的反旋流，保證系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行。
與現(xiàn)有反旋流技術(shù)相比，本發(fā)明裝置可以通過實(shí)時(shí)連續(xù)檢測系統(tǒng)振動(dòng)大小、介質(zhì)壓力、流量等參數(shù)的變化而進(jìn)行調(diào)控，更加有針對性的將高壓氣流噴入密封腔內(nèi)，抵消氣流在迷宮密封腔的周向分速度，這樣當(dāng)振動(dòng)大時(shí)噴入的氣流就增大，減振的效果就會(huì)更好，當(dāng)振動(dòng)小時(shí)噴入的氣流就減小，這樣既不會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行的效率，更重要的是不會(huì)激起機(jī)組的振動(dòng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下創(chuàng)新點(diǎn)
一、 新結(jié)構(gòu)執(zhí)行器?，F(xiàn)有的反旋流系統(tǒng)是直接將氣流噴入密封腔，或是使用電磁閥為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其只有開、關(guān)兩種狀態(tài)，即開度只能是0或100%，而本發(fā)明的執(zhí)行器采用的是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥，其
開度的大小可以在線調(diào)節(jié)，根據(jù)需要選擇0 100%之間的任意量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)定量調(diào)節(jié)如5%、 8%、 15%、 35%、 60%、 95%、 100%等等。
二、 多參數(shù)綜合控制算法。傳統(tǒng)的反旋流技術(shù)是直接將機(jī)組的高壓氣流接入密封腔內(nèi)，或是通過VAC—1型振動(dòng)控制儀將振動(dòng)信號(hào)的幅值與預(yù)先設(shè)定的幅值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，打開或關(guān)閉供氣閥門。不能根據(jù)機(jī)組的振動(dòng)情況來實(shí)時(shí)在線調(diào)節(jié)反旋流的噴氣量。本發(fā)明的控制系統(tǒng)綜合考慮系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)并實(shí)時(shí)在線檢測，結(jié)合流體力學(xué)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)進(jìn)行計(jì)算，給出最優(yōu)的噴氣壓力和噴氣流量，達(dá)到系統(tǒng)減振的最優(yōu)化控制。
三、 本發(fā)明的控制系統(tǒng)為連續(xù)定量閉環(huán)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。現(xiàn)有的反旋流實(shí)驗(yàn)是對不同密封腔壓力分別進(jìn)行測試試驗(yàn)，然后選取一個(gè)合適的噴射壓力，但是當(dāng)機(jī)組工況改變時(shí)，無法在線調(diào)節(jié)給出最優(yōu)噴氣量。本發(fā)明的控制系統(tǒng)為連續(xù)定量調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以根據(jù)機(jī)組參數(shù)或工況的改變而連續(xù)定量調(diào)節(jié)噴氣量，在線給出最優(yōu)噴氣量。


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附圖1為本發(fā)明閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖
附圖2為本發(fā)明中噴氣減振控制裝置圖
附圖3為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子反旋流減振裝置的噴嘴圖
附圖4為本發(fā)明中葉片反旋流減振裝置的噴嘴圖
圖例說明
1、定子14、氣泵
2、轉(zhuǎn)子15、儲(chǔ)罐
3、密封腔16、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥
4、電渦流位移傳感器17、多通接頭
5、振動(dòng)電信號(hào)18、壓力傳感器
6、導(dǎo)氣管19、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向
7、接頭20、轉(zhuǎn)子反旋流噴嘴
8、接線端子21、轉(zhuǎn)子反旋流噴氣方向
9、信號(hào)調(diào)理模塊22、葉片
10、數(shù)據(jù)采集卡23、葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向
11、計(jì)算機(jī)24、葉片反旋流噴嘴
12、控制電信號(hào)25、葉片反旋流噴氣方向
13、壓力電信號(hào)
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置。本發(fā)明是一種連續(xù)可控反旋流減振裝置，是一種實(shí)時(shí)在線連續(xù)調(diào)控反旋流的主動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如附圖1所示。電渦流位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的大小，將振動(dòng)量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采集的電信號(hào)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號(hào)進(jìn)行濾波，調(diào)幅等處理，再將信號(hào)輸入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過分析、計(jì)算確定振動(dòng)量的大小，根據(jù)振動(dòng)量的大小給出控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的控制信號(hào)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一側(cè)聯(lián)有噴氣泵，另一側(cè)通過噴嘴與振動(dòng)系統(tǒng)相連。因此，當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)調(diào)節(jié)自身開度時(shí)，噴氣泵噴入密封腔內(nèi)的氣體量也隨之變化，進(jìn)而調(diào)控振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的大小，形成實(shí)時(shí)連續(xù)閉環(huán)可控的反旋流。
附圖2為本發(fā)明中噴氣減振控制裝置示意圖，裝置包含實(shí)時(shí)在線信號(hào)檢測控制分析系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。圖2中1定子，2為轉(zhuǎn)子，3為密封腔，反旋流通過接頭7及導(dǎo)氣管6噴入密封腔3內(nèi)。
實(shí)時(shí)在線信號(hào)檢測控制分析系統(tǒng)包括電渦流位移傳感器4、壓力傳感器18、接線端子8、信號(hào)調(diào)理模塊9、數(shù)據(jù)采集卡10和計(jì)算機(jī)11。其中電渦流位移傳感器4將轉(zhuǎn)子2的振動(dòng)位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為振動(dòng)電信號(hào)5，壓力傳感器18將儲(chǔ)罐15中的壓力轉(zhuǎn)換為壓力電信號(hào)13。振動(dòng)電信號(hào)5與壓力電信號(hào)13通過接線端子8接入信號(hào)調(diào)理模塊9，信號(hào)調(diào)理模塊9將雜亂的信號(hào)進(jìn)行整流、濾波及放大，提取出對于分析振動(dòng)有用的信號(hào)，并將其調(diào)整到合適的范圍。信號(hào)通過整流、濾波、放大之后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡10，數(shù)據(jù)采集卡10將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)ll中的控制分析系統(tǒng)中，控制分析系統(tǒng)通過對振動(dòng)電信號(hào)5分析，確定振動(dòng)的大小，并結(jié)合儲(chǔ)罐中的壓力大小給出最佳的反旋流壓力，以抵消密封腔內(nèi)的流體的周向速度的大小。
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度是由輸入的控制電信號(hào)12的大小來控制，控制電信號(hào)12為電流或電壓信號(hào)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度可以控制反旋流的壓力，所以反旋流的壓力與輸入電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的控制電信號(hào)12的大小是一一對應(yīng)的關(guān)系，這樣當(dāng)計(jì)算機(jī)11中的控制系統(tǒng)確定最佳的反旋流壓力后，就可以確定輸入到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16中的控制電信號(hào)12的大小，控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度，進(jìn)而得到所需的反旋流壓力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可控調(diào)節(jié)。
可控反旋流減振裝置的執(zhí)行系統(tǒng)，如附圖2中的執(zhí)行系統(tǒng)，主要包括氣泵14、儲(chǔ)罐15、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥16和多通接頭17。其中氣泵14通過導(dǎo)氣管6與儲(chǔ)罐15相連，儲(chǔ)罐15上裝有壓力傳感器18，壓力傳感器18傳出的壓力電信號(hào)13接入接線端子8，儲(chǔ)罐15通過導(dǎo)氣管6再與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16相連，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度由控制電信號(hào)12決定，這樣當(dāng)氣流激振力較大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動(dòng)較大時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度開大，由儲(chǔ)罐15沿導(dǎo)氣管6噴入密封腔內(nèi)的反旋流就會(huì)增大，對流體周向速度的抑制作用就會(huì)增大，由此會(huì)降低激振力的大小，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。同理當(dāng)轉(zhuǎn)子振動(dòng)較小時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥16的開度就會(huì)隨之減小甚至閉合，來適應(yīng)流體激振的大小。
附圖2中接頭7用于導(dǎo)氣管6與定子1的連接，多通接頭17通路的多少由系統(tǒng)噴氣口的多少?zèng)Q定。
附圖3為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子反旋流減振裝置的噴嘴圖，圖3B為圖3A中M—N處的剖視圖。轉(zhuǎn)子2沿旋轉(zhuǎn)方向19旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子反旋流噴嘴20開在定子1上，轉(zhuǎn)子反旋流噴嘴20的個(gè)數(shù)由轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)決定，但應(yīng)為對稱排布。轉(zhuǎn)子反旋流噴嘴20斜向開設(shè)，其傾斜方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向19相反，反旋氣流由轉(zhuǎn)子反旋流噴嘴20沿轉(zhuǎn)子反旋流噴氣方向21進(jìn)入密封腔3內(nèi)。密封腔3內(nèi)的流體在轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下的周向速度會(huì)與反旋流的速度相互抵消，這樣產(chǎn)生的激振力會(huì)減小，轉(zhuǎn)子2的振動(dòng)就會(huì)降低。
附圖4為本發(fā)明中葉片反旋流減振裝置的噴嘴圖，圖4B為圖4A中M—N處的剖視圖。葉片22安裝在轉(zhuǎn)子2上，二者沿葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向23旋轉(zhuǎn)，葉片反旋流噴嘴24開在定子1上，葉片反旋流噴嘴24的個(gè)數(shù)由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)決定，但應(yīng)為對稱排布。葉片反旋流噴嘴24沿斜向開設(shè)，其傾斜方向與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向23相反，反旋氣流由葉片反旋流噴嘴24沿葉片反旋流噴氣方向25進(jìn)入密封腔3內(nèi)。密封腔內(nèi)的流體在葉片22旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下的周向速度會(huì)與反旋流的速度相互抵消，這樣產(chǎn)生的激振力會(huì)減小，葉片22的振動(dòng)就會(huì)降低。
權(quán)利要求
1. 一種葉輪機(jī)械中密封系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置，包括實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)由電渦流位移傳感器、壓力傳感器、接線端子、信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)構(gòu)成；其中電渦流位移傳感器將轉(zhuǎn)子或葉片振動(dòng)的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為振動(dòng)電信號(hào)，壓力傳感器將執(zhí)行系統(tǒng)中的儲(chǔ)罐壓力轉(zhuǎn)換為壓力電信號(hào)；振動(dòng)電信號(hào)與壓力電信號(hào)通過接線端子接入信號(hào)調(diào)理模塊，調(diào)理后的信號(hào)接入信號(hào)采集卡內(nèi)，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)通過對振動(dòng)信號(hào)的分析計(jì)算給出控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥開度的控制信號(hào)；所述可控反旋流減振裝置的執(zhí)行系統(tǒng)是由氣泵、儲(chǔ)罐、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥、多通、管路及噴嘴組成；氣泵通過管路與儲(chǔ)罐相連，儲(chǔ)罐上裝有壓力傳感器，壓力傳感器信號(hào)通過接線端子進(jìn)入信號(hào)調(diào)理模塊，儲(chǔ)罐通過管路再與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥相連，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的開度由計(jì)算機(jī)給出的控制信號(hào)決定，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥的另一端與定子上的噴嘴相連，噴嘴的開口傾斜方向與轉(zhuǎn)子或葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁調(diào)節(jié)閥連接多通接頭，多通接頭通過導(dǎo)氣管與定子連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種葉輪機(jī)械中密封系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控反旋流減振裝置，其主要作用是降低轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)或葉片的振動(dòng)，主要應(yīng)用在壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)和渦輪泵等工業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械上。它包括實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)時(shí)信號(hào)檢測分析系統(tǒng)由電渦流位移傳感器、壓力傳感器、接線端子、信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)構(gòu)成；所述可控反旋流減振裝置的執(zhí)行系統(tǒng)是由氣泵、儲(chǔ)罐、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥/電磁調(diào)節(jié)閥、多通接頭、管路及噴嘴組成。與現(xiàn)有反旋流技術(shù)相比，本發(fā)明裝置通過實(shí)時(shí)連續(xù)檢測系統(tǒng)振動(dòng)大小、介質(zhì)壓力、流量等參數(shù)的變化而進(jìn)行調(diào)控，減振的效果好既不會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行的效率，更重要的是不會(huì)激起機(jī)組的振動(dòng)。
文檔編號(hào)F16F15/00GK101457808SQ20091007629
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者何立東, 唐沸濤, 孫永強(qiáng) 申請人:北京化工大學(xué)