CN104454702A - 涡轮增压机组电液执行动力单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提出涡轮增压机组电液执行动力单元。双作用液压缸的缸体两侧各有一个油孔，左侧油孔通过管路连通左侧流量匹配阀，左侧流量匹配阀的通路C与右侧流量匹配阀的通路E通过管路连通，左侧流量匹配阀的通路E与右侧流量匹配阀的通路C通过管路连通，左侧流量匹配阀的通路A10与右侧流量匹配阀的通路B通过管路A连通，左侧流量匹配阀的通路B与右侧流量匹配阀的通路A通过管路B连通，管路A和管路B之间有管路与双向齿轮泵的进出口连通，双向齿轮泵机械传动连接马达，右侧流量匹配阀的通路D有管路与双作用液压缸的右侧油孔连通。具有控制精度高﹑响应速度快﹑输出功率大﹑信号处理灵活﹑易于实现各种参量的反馈等优点。

Description

涡轮增压机组电液执行动力单元
技术领域：
本发明涉及热能与动力工程领域，涡轮增压机组电子控制系统中电液执行动力单元，具体地说是一种涡轮增压机组电液执行动力单元。
背景技术：
电液技术主要是由舰船动力系统﹑武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的，随着控制理论的出现和控制系统的发展，液压技术与电子技术的结合日臻完善，电液控制系统具有高响应﹑高精度等特点，从而广泛用于舰船动力系统﹑武器装备和各工业部门及技术领域；
为了满足海军发展动力的需要，涡轮增压机组从单一的液压控制更改为电子控制和液压控制互为冗余，综合了电气和液压两方面的特长，具有控制精度高﹑响应速度快﹑输出功率大﹑信号处理灵活﹑易于实现各种参量的反馈等优点，因此在负载质量大又要求响应速度快的场合使用最为合适，其应用已遍及国民经济和军事工业的各个技术领域。电液执行动力单元满足涡轮增压机组运行的性能要求，而且机组波动性小，运行稳定，因此电液执行动力单元在涡轮增压机组上具有重要的应用价值。
发明内容： 
为了解决上述问题，本发明提出一种涡轮增压机组电液执行动力单元。
本发明的技术方案是：涡轮增压机组电液执行动力单元，包括双作用液压缸，双作用液压缸的活塞两侧油缸内分别置有位置传感器，位置传感器连接反馈信号线，双作用液压缸的缸体两侧各有一个油孔，左侧油孔通过管路连通左侧流量匹配阀的通路D，左侧流量匹配阀的通路C与右侧流量匹配阀的通路E通过管路连通，左侧流量匹配阀的通路E与右侧流量匹配阀的通路C通过管路连通，左侧流量匹配阀的通路A10与右侧流量匹配阀的通路B通过管路A连通，左侧流量匹配阀的通路B与右侧流量匹配阀的通路A通过管路B连通，管路A和管路B之间有管路与双向齿轮泵的进出口连通，双向齿轮泵机械传动连接马达，右侧流量匹配阀的通路D有管路与双作用液压缸的右侧油孔连通。
流量匹配阀为一圆柱形壳体，流量匹配阀的壳体左侧设有一个横向单向阀，横向单向阀的弹簧位置开有通孔与流量匹配阀壳体外部连接通路D，横向单向阀钢球侧的通孔内设有活塞，活塞有顶杆顶在横向单向阀的钢球上，顶杆外侧的空间流量匹配阀的壳体内设有旁通单向阀，旁通单向阀的钢球顶在与顶杆所在空间的相通的流量匹配阀壳体上的通孔上，旁通单向阀的弹簧底部开有通孔连接通路B，顶杆末端位置的流量匹配阀壳体上开有通孔连接通路C，活塞的另一侧顶在流量匹配阀壳体内的台阶孔端面上，该台阶孔的小直径孔上开有通孔连接通路A，活塞顶在流量匹配阀壳体内的台阶孔端面的大直径孔台阶处开有通孔连接通路E。
本发明具有如下有益效果：将该型单元安装在涡轮增压机组上，取代传统的液压系统，由主锅炉监控系统根据控制策略输出两路4～20mADC控制信号，分别输送给蒸汽调节阀电液执行动力单元控制箱和旁通调节挡板电液执行动力单元控制箱，通过电液执行动力单元、机械连杆装置控制蒸汽调节阀的开度和旁通调节挡板的开度，完成涡轮增压机组的工况调节和辅助汽轮机的超速限制，并保证在锅炉小负荷工况下强制打开空气旁通调节挡板，把过剩空气排入压气机入口进气道，使工况远离压气机喘振边界，电液执行动力单元具有控制精度高﹑响应速度快﹑输出功率大﹑信号处理灵活﹑易于实现各种参量的反馈等优点，可以使调节变得快速﹑准确，电液执行动力单元以分段式联接，便于拆装和检修，电液执行动力单元，形成一点多控，既控制进汽流量，又控制空气旁通挡板，从而保证涡轮增压机组正常运行。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图中1-双作用液压缸；2-反馈信号线；3-流量匹配阀；4-横向单向阀；5-顶杆；6-活塞；7-通路D；8-通路C；9-通路B；10-通路A；11-通路E；12-马达；13-双向齿轮泵；14-位置传感器，15管路A；16-管路B；17-旁通单向阀。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1所示，涡轮增压机组电液执行动力单元，包括双作用液压缸1，双作用液压缸1的活塞两侧油缸内分别置有位置传感器14，位置传感器14连接反馈信号线2，双作用液压缸1的缸体两侧各有一个油孔，左侧油孔通过管路连通左侧流量匹配阀3的通路D7，左侧流量匹配阀3的通路C8与右侧流量匹配阀3的通路E11通过管路连通，左侧流量匹配阀3的通路E11与右侧流量匹配阀3的通路C8通过管路连通，左侧流量匹配阀3的通路A10与右侧流量匹配阀3的通路B9通过管路A15连通，左侧流量匹配阀3的通路B9与右侧流量匹配阀3的通路A10通过管路B16连通，管路A15和管路B16之间有管路与双向齿轮泵13的进出口连通，双向齿轮泵13机械传动连接马达12，右侧流量匹配阀3的通路D7有管路与双作用液压缸1的右侧油孔连通。
流量匹配阀3为一圆柱形壳体，流量匹配阀3的壳体左侧设有一个横向单向阀4，横向单向阀4的弹簧位置开有通孔与流量匹配阀3壳体外部连接通路D7，横向单向阀4钢球侧的通孔内设有活塞6，活塞6有顶杆5顶在横向单向阀4的钢球上，顶杆5外侧的空间流量匹配阀3的壳体内设有旁通单向阀17，旁通单向阀17的钢球顶在与顶杆5所在空间的相通的流量匹配阀3壳体上的通孔上，旁通单向阀17的弹簧底部开有通孔连接通路B9，顶杆5末端位置的流量匹配阀3壳体上开有通孔连接通路C8，活塞6的另一侧顶在流量匹配阀3壳体内的台阶孔端面上，该台阶孔的小直径孔上开有通孔连接通路A10，活塞6顶在流量匹配阀3壳体内的台阶孔端面的大直径孔台阶处开有通孔连接通路E11。
电液执行动力单元是涡轮增压机组电液监控保护系统中的关键部件，它是一种智能型机、电、液一体化的执行动力单元,由智能可控电机和独立的、封闭的无阀液压控制系统组成，采用高度集成化、模块化和小型化设计，所有组件内部集成，且结构一体化。智能可控电机接受控制模块的功能指令，控制动力模块，以线性位移大力矩输出，驱动被控对象，同时通过自身位移反馈，完成调节过程。
电液执行动力单元工作原理是电子监控系统根据控制策略输出两路4～20mA控制信号，分别输送给蒸汽调节阀电液执行动力单元控制箱和旁通调节挡板电液执行动力单元控制箱，通过电液执行动力单元、机械连杆装置控制蒸汽调节阀的开度和旁通调节挡板的开度，完成增压机组的工况调节和辅助汽轮机的超速限制，并保证在锅炉小负荷工况下强制打开空气旁通调节挡板，把过剩空气排入压气机入口进气道，使工况远离压气机喘振边界。
其中双向液压泵13由马达12驱动，该泵能够通过2个流量匹配阀3(FMV1 和FMV2) 中的1 个来使双作用油缸的任一侧增压。每个FMV由1个开口阀芯组成，该阀芯带有1个集成的起引导作用的逆止阀，2个FMV 的端口尺寸严格一致。
双作用液压缸1的活塞左移的过程如下，马达12带动双向液压泵13旋转，通过通路A端口使FMV2加压，FMV2 的阀芯在压差的作用下失去平衡移向左侧，托起FMV2 的逆止阀，使端口D到B，A到E相连通，高压油从端口E流到液压缸的右室，同时由于液压回路是闭合的，并且两侧对称，因此又有相同流量的油通过FMV2的逆止阀进入泵吸口，改变马达的旋转方向，FMV阀逆向动作，活塞右移，当双向齿轮泵13的马达12不工作时，2个逆止阀都关闭，液压油留在双作用液压缸1内，使双作用液压缸1锁定在所需要控制的位置。
系统为一体化设计，主要包括涡轮增压机组进汽流量调节和空气旁通挡板调节，电液执行单元由智能可控电机和独立的、封闭的无阀液压控制系统组成，结合了电气和液压两方面的特长，实现了智能型机、电、液一体化的控制过程，通过上位机发出的信号来调整涡轮增压机组的进气流量，具有控制精度高﹑响应速度快﹑输出功率大﹑信号处理灵活﹑易于实现各种参量的反馈等优点，可以使调节变得快速﹑准确，电液执行动力单元以分段式联接，便于拆装和检修，电液执行动力单元，形成一点多控，既控制进汽流量，又控制空气旁通挡板，从而保证涡轮增压机组正常运行。

Claims (2)

1.一种涡轮增压机组电液执行动力单元，包括双作用液压缸(1)，其特征在于：双作用液压缸(1)的活塞两侧油缸内分别置有位置传感器(14)，位置传感器(14)连接反馈信号线(2)，双作用液压缸(1)的缸体两侧各有一个油孔，左侧油孔通过管路连通左侧流量匹配阀(3)的通路D(7)，左侧流量匹配阀(3)的通路C(8)与右侧流量匹配阀(3)的通路E(11)通过管路连通，左侧流量匹配阀(3)的通路E(11)与右侧流量匹配阀(3)的通路C(8)通过管路连通，左侧流量匹配阀(3)的通路A(10)与右侧流量匹配阀(3)的通路B(9)通过管路A(15)连通，左侧流量匹配阀(3)的通路B(9)与右侧流量匹配阀(3)的通路A(10)通过管路B(16)连通，管路A(15)和管路B(16)之间有管路与双向齿轮泵(13)的进出口连通，双向齿轮泵(13)机械传动连接马达(12)，右侧流量匹配阀(3)的通路D(7)有管路与双作用液压缸(1)的右侧油孔连通。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压机组电液执行动力单元，其特征在于：流量匹配阀(3)为一圆柱形壳体，流量匹配阀(3)的壳体左侧设有一个横向单向阀(4)，横向单向阀(4)的弹簧位置开有通孔与流量匹配阀(3)壳体外部连接通路D(7)，横向单向阀(4)钢球侧的通孔内设有活塞(6)，活塞(6)有顶杆(5)顶在横向单向阀(4)的钢球上，顶杆(5)外侧的空间流量匹配阀(3)的壳体内设有旁通单向阀(17)，旁通单向阀(17)的钢球顶在与顶杆(5)所在空间的相通的流量匹配阀(3)壳体上的通孔上，旁通单向阀(17)的弹簧底部开有通孔连接通路B(9)，顶杆(5)末端位置的流量匹配阀(3)壳体上开有通孔连接通路C(8)，活塞(6)的另一侧顶在流量匹配阀(3)壳体内的台阶孔端面上，该台阶孔的小直径孔上开有通孔连接通路A(10)，活塞(6)顶在流量匹配阀(3)壳体内的台阶孔端面的大直径孔台阶处开有通孔连接通路E(11)。
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