專利名稱：具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水輪機調(diào)速器液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水輪機微 機電液調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)。
技術(shù)背景調(diào)速器是水電站的輔助設(shè)備，它承擔水輪機調(diào)節(jié)的基本任務(wù)一維持水 輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速(頻率)在允許范圍內(nèi)。調(diào)速器機械液壓系統(tǒng)主要由電液轉(zhuǎn)換器、主配壓閥組成。調(diào)速器機械 液壓系統(tǒng)的'種類繁多，目前比例閥調(diào)速器為巿場主導(dǎo)產(chǎn)品，其機械液壓系 統(tǒng)的電液轉(zhuǎn)換器為比例伺服閩，主配壓閥為液壓控制型主配壓閥。調(diào)速器 機械液壓系統(tǒng)要求具有自動運行和純機械手動運行、緊急停機優(yōu)先功能。 所述的自動運行工況指的是比例伺服閥控制接力器運動，純機械手動運行 工況指的是使用手動操作來控制接力器的運動。現(xiàn)有技術(shù)中，為了實現(xiàn)純機械手動運行工況， 一般有兩種基本方法，其一是主配壓閥具有自復(fù)中功能；其二是主配壓閥帶有液壓反饋機構(gòu)。本 實用新型屬于第二種方法，即主配壓閥帶有液壓反饋機構(gòu)。在傳統(tǒng)的主配 壓閥帶有液壓反饋機構(gòu)的機械液壓系統(tǒng)中，自動和手動工況均是通過改變 主配壓閥控'制腔的油壓(流量控制)來實現(xiàn)接力器的開啟和關(guān)閉；主配壓 閥控制腔與液壓反饋機構(gòu)工作腔始終相連， 一旦主配壓閥控制腔的油壓發(fā) 生變化，就會打開液壓反饋機構(gòu)的工作窗口，由于液壓反饋機構(gòu)的流量反 饋作用，使得液壓油損失一部分，因此調(diào)速器在正常運行時，除了正常耗 油外，液壓反饋機構(gòu)也在不停地耗油。這種結(jié)構(gòu)決定了調(diào)速器運行時耗油 量大，會導(dǎo)致油泵打油間隔時間縮短，即油泵頻繁啟動；油液的壓力能損 失大，會導(dǎo)致油溫的上升，油質(zhì)變化，閥類性能變化，以及泄漏量增加等
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種 具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)。它在自動運行工況時，通過改 變主配壓閥控制腔的油壓(流量控制)來實現(xiàn)接力器的開啟和關(guān)閉，此時 液壓反饋機構(gòu)被手自動切換閥隔離不參與工作，不起作用，因而避免了壓 力能的損失和耗油量的增加。它在手動運行工況時，不是直接改變主配壓閥控制腔的油壓來實現(xiàn)接力器的開啟和關(guān)閉的，即不是直接流量控制；而 是通過與其剛性連接的手動操作機構(gòu)輸出直線位移，控制閥芯來實現(xiàn)接力 器的開啟和關(guān)閉，即位移控制。同時通過手自動切換閥切換，液壓反饋機 構(gòu)起作用進行流量反饋。主配壓閥自復(fù)中。這樣液壓反饋機構(gòu)只是在手動 工況下參與調(diào)節(jié)，避免了調(diào)速器自動運行時液壓反饋機構(gòu)不必要的耗油， 因此避免了油泵頻繁啟動；避免了油液的壓力能損失大、油溫的上升，油 質(zhì)變化，閥類性能變化，以及泄漏量增加等缺陷。本實用浙型的技術(shù)方案是具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng) 的調(diào)速器內(nèi)含有比例伺服閥、雙濾油器、緊急停機電磁閥、手自動切換閥、 主配壓閥，調(diào)速器與外部有四個油腔相連，主配壓閥為立式，其特別之處在于在主配壓閩的主活塞上設(shè)置有液壓反饋機構(gòu)，液壓反饋機構(gòu)上設(shè)置有手動操作機構(gòu)。所述的液壓反饋機構(gòu)由閥芯和襯套組成，襯套與主配壓 閥中的主活塞剛性連接，閥芯與手動操作機構(gòu)的輸出軸剛性連接。手動操作機構(gòu)由滾珠絲桿螺母副、手輪及復(fù)中彈簧組成；輸出軸與滾珠螺母剛性 相連。比例伺服閥的工作腔與手自動切換閥的一個工作腔Ai相連，液壓反饋機構(gòu)的工作腔與手自動切換閥的另一個工作腔A2相連，手自動切換閥的 第三個工作腔與緊急停機電磁閥的工作腔A3相連。緊急停機電磁閥的一個 工作腔與主配壓閥的控制腔A4相連。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓反饋機構(gòu)設(shè)置在主配壓閥的內(nèi) 部，其壓力油與回油均取自和回到主配壓閥內(nèi)部。液壓反饋機構(gòu)中的閥芯 與襯套的相對運動，能使工作油口 A2通壓力油或通回油。手動操作機構(gòu)具 有自動復(fù)中功能，整個調(diào)速器具有自動運行功能、手動運行功能、緊急停
機功能。而且具有緊急停機優(yōu)先功能。

附圖i是本實用新型實施例主體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本實用新型液壓系統(tǒng)原理示意圖；附圖4是手動操作機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標記分述如下l一比例伺服閥；2 —雙濾油器；3—手動操作機 構(gòu)；4一液壓反饋機構(gòu)；5 —手輪；6—輸出軸；7 —閥芯；8—襯套；9一主 配位置電氣反饋；IO—主活塞；ll一主配壓閥；12—接力器；13—手自動 切換閥；14一緊急停機電磁閥；15 —開關(guān)機調(diào)整螺母；16 —控制腔；17 — 主襯套；18—恒壓腔；19一主配閥體；20—滾珠絲桿螺母副；21 —復(fù)中彈簧。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。如 附圖l所示，主配壓閥ll為立式，圖中能見雙濾油器2、液壓反饋機構(gòu)4 設(shè)置在調(diào)速器內(nèi)，調(diào)速器與外部有四個油腔相連(圖示中未見全部)。手動 操作機構(gòu)3設(shè)置在液壓反饋機構(gòu)4之上。液壓反饋機構(gòu)4由閥芯7和襯套8 組成，襯套8與主活塞IO剛性連接。閥芯7與手動操作機構(gòu)3輸出軸6剛 性連接，并為立式布置。結(jié)合附圖3可見，閥芯7與襯套8的相對運動， 能使工作油口 A2通壓力油或通回油。附圖2為附圖1的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意，顯示了手自動切換閥13、緊急停機 電磁閥14、比例伺服閥1與主配閥體19之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。所有閥類油路由 集成塊相連，沒有明管。在所述的液壓集成塊上還設(shè)置有拒關(guān)閉行程開關(guān)。附圖3為本實用新型液壓系統(tǒng)原理示意，手動搡作手輪5,閥芯7輸出 向上或向下購直線位移，閥芯7與襯套8之間產(chǎn)生相對運動，控制窗口A2 通壓力油或回油，使主配壓閩11的主活塞10向下或向上運動，操作接力 器12運動，并通過流量反饋，主配壓閥11的主活塞IO停在與輸入成比例 的對應(yīng)位置上。松開手輪5，閥芯7回到中間位置，由于流量反饋，主配壓 閥ll自動復(fù)中，使接力器12停止運動。比例伺服閥1的工作腔連與手自動切換閥13的一個工作腔Al,液壓反饋機構(gòu)4的工作腔連與手自動切換閥 13的另一個工作腔A2,手自動切換閥13的第三個工作腔連與緊急停機電 磁閥14的工作腔A3，緊急停機電磁閥14的一個工作腔連與主配壓閥11 的控制腔A4。附圖4為手動搡作機構(gòu)3結(jié)構(gòu)示意。手動操作機構(gòu)3主要由滾珠絲桿 螺母副20、復(fù)中彈簧21組成。手動操作手輪5可以輸出向上或向下的直線 位移，松開手輪5，輸出軸6自動回到中間位置。本實用新型的具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)有自動運行功 能、手動運行功能、緊急停機功能。緊急停機具有優(yōu)先功能。下面就本系 統(tǒng)的上述功能詳述其各種運行工況下的具體操作。1、 自動運行工況手自動切換閥13處于自動位，Al與A3相通，這時 切除了液壓反饋機構(gòu)4的油路。比例伺服閥1的控制腔Al通過緊急停機電 磁閥14與主配壓閥11的控制腔A4相連，接力器12的運動由比例伺服閥1 控制。當比例伺服閥l輸出壓力油時，主配壓閥11控制腔16的油壓上升， 將主配壓閥11的主活塞10壓下，接力器12開啟。當比例伺服閩1與回油 相連時，主配壓閥11的控制腔16的壓力下降，在下部恒壓腔18的油壓作 用下，主活塞10朝上運動，接力器12關(guān)機。2、 純機械手動運行工況手自動切換閥13處于手動位，A2與A3相通， 液壓反饋機構(gòu)4的控制腔A2通過緊急停機電磁閥14與主配壓閥11的控制 腔A4相連，接力器12的運動由手動操作機構(gòu)3控制。當手動操作機構(gòu)3 中手輪5順時針旋轉(zhuǎn)時，輸出軸6向下運動，輸出向下的位移，與它剛性 連接的液壓反饋機構(gòu)4的閥芯7 —起向下運動，壓力油由油路A2、 A3、 A4 進入主活塞10的控制腔16,主活塞10向下運動，接力器12朝開啟方向運 動；松開手輪5，輸出軸6在復(fù)中彈簧21作用下回到零位，液壓反饋機構(gòu) 4的閥芯7跟隨回到零位，襯套8與閥芯7的相對位置打開了窗口，使A2 通回油，主配壓閥11的控制腔16通了回油，壓力下降，主活塞10朝上運 動，直至襯套8與閥芯7封閉窗口，主活塞10停止運動，回到零位，這時 接力器12開啟至在某一個開度。當手動操作機構(gòu)3中手輪5逆時針旋轉(zhuǎn)時，輸出軸6向上運動，輸出向上的位移，與它剛性連接的液壓反饋機構(gòu)4的 閥芯7—起向上運動，油路A2、 A3、 A4與回油相通，主活塞10的控制腔 16壓力下降，主活塞10朝上運動，接力器U朝關(guān)閉方向運動；松開手輪 5,輸出軸6在復(fù)中彈簧21作用下回到零位，液壓反饋機構(gòu)4的閥芯7跟 隨回到零位，襯套8與閥芯7的相對位置打開了窗口，使A2接通壓力油， 主配壓閥11控制腔16壓力上升，主活塞10朝下運動，直至襯套8與閥芯 7封閉窗口，主活塞10停止運動，回到了零位，這時接力器12關(guān)閉至某一 個開度。3、 緊急停機工況不論在自動運行工況，還是純機械手動運行工況， 緊急停機電磁閥14得電換位，切除了比例伺服閥1和液壓反饋機構(gòu)4的控 制油路，同時使主活塞IO控制腔16接通回油，主活塞10朝上運動，接力 器12關(guān)機。4、 手動操作機構(gòu)3:預(yù)先調(diào)整輸出軸6的位置，使液壓反饋機構(gòu)4的 閥芯7與襯套8封閉油口即零位。輸出軸6與滾珠螺母剛性連接。順時針 旋轉(zhuǎn)手輪5，滾珠絲桿順時針旋轉(zhuǎn)，滾珠螺母向下運動，壓縮復(fù)中彈簧21; 驅(qū)動力消失時復(fù)中彈簧21恢復(fù)原形，驅(qū)使?jié)L珠螺母回到零位。逆時針旋轉(zhuǎn) 手輪5,滾珠絲桿逆時針旋轉(zhuǎn)，滾珠螺母向上運動，拉伸復(fù)中彈簧21;驅(qū) 動力消失時復(fù)中彈簧21恢復(fù)原形，驅(qū)使?jié)L珠螺母回到零位。
權(quán)利要求1、一種具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)，調(diào)速器內(nèi)含有比例伺服閥、雙濾油器、緊急停機電磁閥、手自動切換閥、主配壓閥，調(diào)速器與外部有四個油腔相連，主配壓閥為立式，其特征在于在主配壓閥(11)的主活塞(10)上設(shè)置有液壓反饋機構(gòu)(4)，液壓反饋機構(gòu)(4)上設(shè)置有手動操作機構(gòu)(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)， 其特征在于所述的液壓反饋機構(gòu)(4)由閥芯(7)和襯套(8)組成，襯 套(8)與主配壓閥(11)中的主活塞(10)剛性連接，閥芯(7)與手動 操作機構(gòu)(3)的輸出軸(6)剛性連接。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)， 其特征在于手動操作機構(gòu)(3)由滾珠絲桿螺母副(20)、手輪(5)及復(fù) 中彈簧(21)組成；輸出軸(6)與滾珠螺母剛性相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)， 其特征在于比例伺服閥(1)的工作腔與手自動切換閥(13)的一個工作 腔Al相連，液壓反饋機構(gòu)(4)的工作腔與手自動切換閥(13)的另一個 工作腔A2相連，手自動切換閥(13 )的第三個工作腔與緊急停機電磁閥(14 ) 的工作腔A3相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)， 其特征在于緊急停機電磁閥(14)的一個工作腔與主配壓閩(11)的控 制腔A4相連。
專利摘要本實用新型公開了一種具有自動復(fù)中功能調(diào)速器的機械液壓系統(tǒng)，屬于水輪機調(diào)速器液壓控制技術(shù)領(lǐng)域。在主配壓閥的主活塞上設(shè)置有液壓反饋機構(gòu)，液壓反饋機構(gòu)上設(shè)置有手動操作機構(gòu)。所述的液壓反饋機構(gòu)由閥芯和襯套組成，襯套與主配壓閥中的主活塞剛性連接，閥芯與手動操作機構(gòu)的輸出軸剛性連接。手動操作機構(gòu)由滾珠絲桿螺母副、手輪及復(fù)中彈簧組成；輸出軸與滾珠螺母剛性相連。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，手動操作機構(gòu)具有自動復(fù)中功能，整個調(diào)速器具有自動運行功能、手動運行功能、緊急停機功能。而且具有緊急停機優(yōu)先功能。
文檔編號F15B13/02GK201025232SQ20072008400
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者威 徐, 胡夢蛟, 明 趙 申請人:武漢東順機械制造有限公司