專利名稱：水輪機調速器的電液比例隨動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中小型水輪機電液調速器的高油壓電液比例隨動裝置。
目前，國內外大多數(shù)中小型水輪機調速器仍采用半個多世紀以前設計的機械液壓型調速器，只有一小部分采用了近年來開發(fā)的電氣液壓型調速器。這類電氣液壓型調速器一般由各類電氣控制部分與電液隨動裝置所構成。
現(xiàn)有的電液隨動裝置，其工作油壓在2～4兆帕之間。工作油壓低，體積大而笨重，所用液壓件均為非標準的專用液壓件，相互間用許多機械桿件和油管路聯(lián)接，結構復雜、調整困難、生產成本高、標準化程度低。此外，其壓力油罐內的壓縮空氣易溶于壓力油內而被壓力油帶出或泄漏，數(shù)小時至數(shù)十小時就要向壓力油罐補充壓縮空氣，需要配置壓縮機、貯氣罐等補氣裝置。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，標準化程度較高，用囊式蓄能器取代壓力油灌，并采用高壓齒輪油泵使其工作油壓高達10～20兆帕，輸出操作功最高可達50000牛，米的水輪機調速器的電液比例隨動裝置。
圖1是本實用新型結構框圖。
圖2是工作原理圖。
圖3是圖2中的密封裝置的結構安裝圖。
以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步說明。
在
圖1中，連接回油箱的高壓油源接通電液比例方向閥和手動切換電磁閥；事故停機電磁閥；手動操作閥構成的三并聯(lián)油路后交于A、B兩點，之后又各串一單向節(jié)流閥接至液壓缸的油孔C及D，構成了各自獨立的電液比例控制，手動控制和事故停機控制三條回路。還在液壓缸尾端裝有兩段關閉閥和電氣反饋裝置。兩段關閉閥串接于液壓缸關機時的排油側B點到D點的油路上；電氣反饋裝置的反饋信號Va線與來自電氣控制部分的控制信號Vy線分別接至接口放大器，其放大器輸出接到電液比例方向閥兩側的工作線圈，從而與上述電液比例控制回路構成一閉環(huán)控制的電液比例隨動裝置。
在圖2中，高壓油源由回油箱1、安全網2、電機3、高壓齒輪泵4、濾油器5、單向閥6、囊式蓄能器7組成。其作用是向本實用新型提供穩(wěn)定的壓力油，并將壓力維持在整定范圍內。正常工作時，蓄能器的膠囊內充以適量的壓縮氮氣，以保證在達到工作壓力10～20兆帕后，蓄能器內有大約二分之一容積的壓縮氮氣。當工作油壓下降到整定值時，電機啟動，齒輪泵將回油箱內的液壓油通過濾油器和單向閥，輸送到蓄能器，直到其壓力上升至整定值，電機停止。
液壓缸組件由常規(guī)的頭部軸銷式搖擺液壓缸13、支承架14、密封裝置15構成。支承架固定在回油箱上，其內部耳環(huán)與液壓缸的頭部軸銷相聯(lián)接。
上述的密封裝置見圖3是位于液壓缸前端的活塞桿與支承架14之間，由隔離罩15a，大壓環(huán)15b，檔油圈15c，小壓環(huán)15d構成。隔離罩安裝在液壓缸的前端蓋上，大小壓環(huán)把檔油圈分別壓裝在支承架和隔離罩上，以防止回油箱內油液外漏，同時防止金屬微粒及塵埃等進入回油箱污染油質。檔油圈用耐油橡膠制成，當液壓缸搖擺時，能保證良好的密封性。
圖2中的兩段關閉裝置由可調撞塊17和一個由單向節(jié)流閥與行程閥并聯(lián)的兩段關閉閥18構成；該兩段關閉閥串接于液壓缸關機時的排油側油路上，即B點到D點的油路上，并裝在液壓缸的尾部端蓋上，它與裝在液壓缸的后活塞桿尾端上的可調撞塊相作用。當液壓缸關至整定位置時，可調撞塊碰撞兩段關閉閥，使兩段關閉投入，減緩液壓缸的關閉速度，實現(xiàn)兩段關閉。關閉速度由兩段關閉閥調整，兩段關閉投入的位置由可調撞塊的位置決定。
電氣反饋裝置16采用常規(guī)見的直線位移傳感器，安裝在液壓缸的尾部端蓋和液壓缸的后活塞桿尾端上，它把液壓缸的活塞的位移線性地轉換成電氣信號，通過導線反饋至接口放大器19的輸入端。
當本實用新型處于電液比例控制時，來自電氣控制部分的調節(jié)信號Vy與反饋信號Vα經過接口放大器進行比較放大，其輸出信號推動電液比例方向閥，使元向液壓缸的開啟或關閉側配油，使液壓缸向開啟或關閉方向運動，直至反饋信號與輸出信號的差值為零。由于反饋信號與液壓缸位移呈線性關系，因而實現(xiàn)了將調節(jié)信號線性地轉換成液壓缸的開度。
當手動控制時，首先動作手自動切換電磁閥，即切斷電液比例方向閥至液壓缸的油路，然后可用手動操作閥對液壓缸進行開關機操作。
當電液比例控制工況下，需要事故停機時，事故停機電磁閥與手自動切換電磁閥同時動作，前者直接向液壓缸關機側配油，使其快速全關，后者切斷電液比例方向閥到液壓缸的油路，以保證即使在電液比例閥卡在開機側時，也能可靠快速停機。手動控制工況下事故停機時，僅事故停機電磁閥動作即可。
本實用新型的電液比例方向閥和手自動切換電磁閥用一小液壓集成塊聯(lián)接，并與事故停機電磁閥和手動操作閥共同固定聯(lián)接在一大液壓集成塊上，安裝于回油箱上。其他部件如液壓缸、支承架以及高壓油源等均裝配在回油箱上，構成一獨立完整的裝置。
權利要求1.一種水輪機調速器的電液比例隨動裝置，主要由回油箱、電機、高壓油泵、蓄能器、液壓閥件、液壓集成塊、液壓缸、位移傳感器和接口放大器組成，其特征是A、一高壓油源通過壓力油路與三個并聯(lián)的控制回路相聯(lián)，三個油路分別由電液比例方向閥(9)和手自動切換電磁閥(8)；事故停機電磁閥(10)；以及手動操作閥(11)構成；三油路并聯(lián)于A、B兩點后，又在A點之后油路上串接一單向節(jié)流閥(12A)、在B點之后油路上串接一單向節(jié)流閥(12B)，兩者接至液壓缸組件的液壓缸(13)的兩油孔C及D，從而構成了各自獨立的電液比例控制、手動控制和事故停機控制三條回路；回油經回油管流入回油箱(1)內；B、在上述液壓缸組件上裝有兩段關閉裝置(18)和電氣反饋裝置(16)，電氣反饋裝置的反饋信號Vα用導線接至接口放大器(19)的輸入端，該放大器的輸出信號用導線接至電液比例方向閥(9)兩側的工作線圈，與上述電液比例控制回路構成一閉環(huán)控制的電液比例隨動裝置。
2.如權利要求1所述的隨動裝置，其特征是所述高壓油源采用了高壓齒輪泵(4)和高壓囊式蓄能器(7)，囊式蓄能器的膠囊充以高壓氮氣，膠囊將壓力油與氮氣隔開，其工作油壓為10～20兆帕。
3.如權利要求1所述的隨動裝置，其特征是所述液壓缸組件由頭部軸銷式搖擺液壓缸(13)、支承架(14)及密封裝置(15)構成，該密封裝置(15)位于液壓缸(13)的前端活塞桿與支承架(14)之間，由隔離罩(15a)、大壓環(huán)(15b)、擋油圈(15c)、小壓環(huán)(15d)構成，隔離罩(15a)安裝在液壓缸(13)的前端蓋上，大小壓環(huán)(15b、15d)把擋油圈(15c)分別壓裝在支承架(14)和隔離罩(15a)上。
4.如權利要求1所述的隨動裝置，其特征是所述兩段關閉裝置由可調撞塊(17)和一個由單向節(jié)流閥與行程閥并聯(lián)的兩段關閉閥(18)構成，該兩段關閉閥(18)串接于液壓缸關機時的排油側油路上，即B點到D點的油路上，并裝在液壓缸的端蓋上，它與裝在液壓缸的活塞桿端部上的可調撞塊相作用。
5.如權利要求1所述的隨動裝置，其特征是所述電氣反饋裝置(16)安裝在液壓缸(13)的端蓋和液壓缸的活塞桿端部上。
專利摘要本實用新型公開了一種水輪機調速器的電液比例隨動裝置，它是一高壓油源接通電液比例方向閥和手動切換電磁閥；事故停機電磁閥；手動操作閥構成的三并聯(lián)油路后交于A、B兩點，并各串一單向節(jié)流閥接至液壓缸的油孔C及D，構成了各自獨立的三條控制回路。還裝有電氣反饋裝置及接口放大器，并與電液比例方向閥構成閉環(huán)控制。此外還裝有兩段關閉裝置。本實用新型用于與電氣控制部分配套組成中小型水輪機電液調速器。
文檔編號F03B11/00GK2252246SQ9523803
公開日1997年4月16日 申請日期1995年11月14日 優(yōu)先權日1995年11月14日
發(fā)明者郭建業(yè), 季衛(wèi), 羅禹權, 王黨生, 郭恩, 畢東紅, 周昌順 申請人:武漢長江控制設備研究所