專利名稱：以航空燃機為動力的懸掛式工業(yè)泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種航空燃氣輪機的二次開發(fā)利用，確切地說，涉及一種以航空燃機為動力直接帶動機械設備做功的新型機械。
各種工業(yè)泵廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、發(fā)電、紡織等許多行業(yè)，是一種通用動力機械。目前，一般大功率的工業(yè)泵從結(jié)構(gòu)上可分為動力機和工作機兩個獨立的機電設備，動力機及其負載-工作機(即工業(yè)泵主機)-有著各自獨立的基礎和操作控制系統(tǒng)，兩者通常通過聯(lián)軸節(jié)和聯(lián)合地基連成整體。作為工業(yè)基礎設備的工業(yè)泵，目前大都由交流恒速電機作驅(qū)動動力源，這些泵在國民經(jīng)濟生產(chǎn)領域中消耗的電能總量是極其可觀的。為了減少對電網(wǎng)的壓力，也由于有些工業(yè)泵的應用環(huán)境遠離城市或者遠離發(fā)電廠周圍電網(wǎng)所能覆蓋的能源集中區(qū)域，例如油田、礦山。這些部門通常需要自己配備動力裝置，由于燃氣輪機功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，便于移裝，適于在野外環(huán)境使用而受到人們青睞，已被石油行業(yè)普遍采用。
燃氣輪機是一種高技術產(chǎn)品，尤其是航空用的渦輪發(fā)動機，經(jīng)過多年的研究和改進其效率和壽命都已經(jīng)達到很高的技術水平。但是世界各國航空公司為了競爭，仍不斷對民航客機的推進動力設備進行更新，這就造成有些渦輪發(fā)動機還有相當長的使用壽命時就提前退役，這些發(fā)動機如何在地面或船舶上獲得新的利用，也成為人們潛心研究的新的課題。
本發(fā)明的目的是要對航空渦輪發(fā)動機進行二次開發(fā)，把它改裝成為可在地面直接使用的一種新型機械設備一懸掛式工業(yè)機泵。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖如

圖1所示它由燃氣氣輪機、工業(yè)泵和控制設備組成，其特點在于燃氣輪機1為渦輪螺旋漿或渦輪軸發(fā)動機，其后端安裝的體內(nèi)減速器部件被拆移，而在安裝減速器部件的原來位置上裝上高速離心式工業(yè)泵2的部件，泵的葉片3裝在燃機的彈性軸上，泵的轉(zhuǎn)子4則與燃機的轉(zhuǎn)軸同軸聯(lián)接，使泵體與發(fā)動機連成一體，整個機組仍以航空型式的支架5作為懸掛式支承，在機組近旁有標準工業(yè)控制介面6，在標準工業(yè)控制介面6中插有控制輸入適配模塊7A和測量輸入適配模塊7B，在渦輪發(fā)動機和工業(yè)泵的相應位置上裝有分別與上述適配模塊相連的控制執(zhí)行元件8A和測量傳感元件8B，標準工業(yè)控制介面通過串行通訊接口與為整個系統(tǒng)所共有的中央控制計算機9相連。
本發(fā)明是利用原有的渦輪發(fā)動機為核心，仍采用原來的懸掛式懸架支承，把體內(nèi)減速器部件移拆后換裝上與發(fā)動機匹配的高速離心式工業(yè)泵部件，泵的轉(zhuǎn)子直接與燃機的轉(zhuǎn)軸相連接，再輔以機電一體化的工業(yè)自動控制技術，使技術已相當成熟的航空燃機與高速工業(yè)泵合成一體，成為雙重一體化(機電一體化和動力機(燃機)與工作機(泵)一體化)的新型機電設備，這樣，既保持了原發(fā)動機的高性能特點，又毋須消耗緊缺的電能，結(jié)構(gòu)簡化、造價降低、特別適宜在油田、礦山等野外流動作業(yè)性強的場所使用。
本發(fā)明可以選用的高性能渦輪發(fā)動機可以是蘇制An-20、An-24，美制K501、K570、K571和國產(chǎn)渦漿六、渦漿五等型號的燃機。用它們作為動力部分，而工業(yè)泵部件安裝在原來燃機安裝體內(nèi)減速器的部位上，泵的部件還應由專業(yè)工廠根據(jù)不同用戶的要求和發(fā)動機作匹配設計，以取得最佳效能。泵的葉片則由原先的燃機另件彈性軸帶動旋轉(zhuǎn)，整個機組仍采用航空型式的懸掛支承，不需要另外設計基礎，既減少土建工程投資，又便于今后的移裝，航空懸掛支承的部件均采用原來航空使用的設備，同時將工業(yè)泵也一起固定懸掛，因此，整個機組與渦輪螺旋漿式飛機發(fā)動機吊輪相類似，實際上，本發(fā)明也只是把燃機的負載由螺旋漿改為工業(yè)泵，它們的負載特性是非常相似的。
本發(fā)明采用機電一體化的控制手段，對發(fā)動機、工業(yè)泵及其他附屬設備的監(jiān)測和控制都通過中央控制計算機9來執(zhí)行的。中央控制計算機通過監(jiān)測整個機組的參數(shù)，使用專家系統(tǒng)軟件進行實時決策控制。使本發(fā)明可始終工作在最佳性能狀態(tài)。本發(fā)明的控制執(zhí)行元件都是一些完成單一功能的執(zhí)行元件，如燃機油流量控制閥，燃機啟動控制，靜子葉片調(diào)節(jié)控制等，它們與插入標準工業(yè)控制介面(簡稱RTU)中的控制適配模塊相連，RTU通過串行通訊接口與中央控制計算機相連。計算機要對某個控制執(zhí)行元件進行操作時，先發(fā)出地址選通命令，RTU選通相對應的控制輸入適配模塊，然后中央控制計算機發(fā)出操作指令，控制輸入適配模塊把它變成控制執(zhí)行元件所需的電信號，控制其控制執(zhí)行元件的動作執(zhí)行。同樣，在對機組參數(shù)進行測試時，也是由計算機-RTU-測量輸入適配模塊-測量傳感元件組成一個雙向?qū)崟r數(shù)據(jù)流的鏈路來進行測試的。因RTU就近放置在機組近旁，各種測試、控制器件與適配模塊的連線大為縮短和減少，采用RTU進行控制還便于維修和擴充，而中央控制計算機既可為整個機組的獨占，也可為幾臺機組，甚至整個油田共用一臺大型控制計算機進行群控和總體控制，可以解決整個作業(yè)場所的協(xié)調(diào)和平衡問題。
權(quán)利要求
1.一種以航空燃機為動力的懸掛式工業(yè)泵，由燃氣輪機、工業(yè)泵和控制設備組成，其特征在于燃氣輪機為渦輪螺旋漿或渦輪軸發(fā)動機，其后端的體內(nèi)減速器被拆移，而在安裝減速器部件的原來位置上裝上離心式工業(yè)泵部件，泵的葉片裝在燃機的彈性軸上，泵的轉(zhuǎn)子與燃機的轉(zhuǎn)軸同軸聯(lián)接，使泵體與發(fā)動機連成一體，采用原航空形式的支架懸索支承整個機組，在機組近旁有標準工業(yè)控制介面，在標準工業(yè)控制介面中插有輸入適配模塊和測量輸入適配模塊，在渦輪發(fā)動機和工業(yè)泵的相應位置上裝有分別與上述適配模塊相連的控制執(zhí)行元件和測量傳感元件，標準工業(yè)控制介面通過串行通訊接口與為整個系統(tǒng)所共有的中央控制計算機相連。
2.如權(quán)利要求1所述的以航空燃機為動力的懸掛式工業(yè)泵，其特征在于所述的渦輪發(fā)動機可以是蘇制An-20、An-24，美制K501、K570、K571和國產(chǎn)渦槳六、渦槳五型號的機器。
全文摘要
一種以航空燃機為動力的懸掛式工業(yè)泵，是把渦輪風扇發(fā)動機后端的體內(nèi)減速器部件拆移，而在原來位置上換裝上工業(yè)泵的部件，使泵體與發(fā)動機連成一體，整個機組仍以航空型式的懸索作懸掛支承，再配以機電一體化的測試控制系統(tǒng)作控制的新型機電設備。保持了原發(fā)動機的高性能特點，又毋須消耗緊缺的電能，結(jié)構(gòu)簡化、造價降低，特別適宜在油田、礦山等野外流動作業(yè)性強的場所使用。
文檔編號F02C6/00GK1055224SQ9010152
公開日1991年10月9日 申請日期1990年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月23日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城新開通用試驗廠