利用特殊结构实现流体自泵循环效果
水轮发电机组运行时,导轴承高速旋转,带动透平油在油槽内转动。因此,可以利用流体力学原理,设计一种特殊结构的油混水监测装置,使流动的油液产生自泵效果。原理结构如图 3,装置由喇叭形进油口、金属油管、油路截止阀、四通腔体、排油阀门、差压变送器、凸形减压出油口组成。喇叭形进口、凸形减压出油口紧贴油槽内壁安装,通过油槽侧壁上的进出油孔与金属油管相联通,金属油管、油路截止阀、四通腔体、排油阀门装于油槽外部,各部件装配连接并保证密封。金属油管弯曲部位形状为弧形,以减少油液流动阻力,工作原理如下。
1)正常监测时,油路截止阀开启、排油阀门关闭,监测装置内的油与油槽内的油连通。油槽内的油在旋转设备(例如轴承)的带动旋转流动,遇到喇叭形进油口的收缩结构流动速度降低,压强增大;油槽油流在凸形减压出油口由于流线增大,流速加快,油液压强降低。因此,喇叭形进油口和凸形减压出油口两者附近产生压差,成为监测装置内油的流动动力。只要油槽的油旋转运动,无需额外动力,监测装置中的油就可实现自动流动,持续与油槽中的油液循环交换,通过差压变送器发送 4 ~20 mA 模拟量信号和开关量报警信号给监控系统,实现自动、远程监控油的含水率。
2)在需要排除监测装置中的异常油液时,可打开油路截止阀、排油阀门,装置中的油在油槽油的压力驱动下自动排除。
3)需更换或取出差压变送器时,关闭油路截止阀即可施工,方便易行。
4 两种思路对比分析
两种思路对比如下。
1)思路一:多了一个微型电机油泵,需要为电机提供动力和控制,并增加状态监测功能,装置电气回路相对复杂,一定程度增加了维护工作量;应用范围广泛,即使油槽中的油静止,油混水监测装置中的油也能持续与油槽中的油液循环交换,差压变送器检测元件接触的油快速更换,保证油混水监测装置的时效性。
2)思路二:技术方案结构简单可靠,成本和维护难度较低,具有较高的可靠性和灵敏性;但透平油的运动是油液在装置中油循环的动力,适合用在导轴承油槽等油液高速旋转的设备,不适合用在油液不持续稳定流动或流速较低的环境;如果安装在调速器液压装置上,则需要选择油液有较强运动的位置。