CN105179314B - 一种新型轴流风机静叶调节系统 - Google Patents
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Abstract
一种新型轴流风机静叶调节系统，包括伺服电机、双向定量齿轮泵、油箱，双向定量齿轮泵固设在油箱内部并由伺服电机驱动其转动，还包括两个液压缸以及分别与其相连的用于调节静叶角度的调节油缸，双向定量齿轮泵分别通过两条油路连通到两个液压缸并为其提供压力油，液压缸驱动调节油缸以调节静叶角度。包含有位置闭环控制和压力闭环控制，可精确地对伺服电机的转速、液压系统的位置和压力进行控制，满足静叶调节系统的各种工作要求，保证系统能在精确调节静叶角度同时，还有节能环保、对油液污染不敏感和大大减小液压装置体积的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴流风机静叶调节机构的交流伺服液压控制系统，具体地说是涉及一种新型轴流风机静叶调节系统。
背景技术
轴流风机是一种向设备提供压缩气体的机械设备，目前其主要用于炼油厂的催化裂化装置、冶金行业的高炉鼓风机站、高炉煤气联合循环发电系统、发酵行业的压缩机站、大型空分、风洞试验等处。轴流风机需要根据设备的工艺需求对进风量进行调节，而调节进风量的关键在于调节风机的静叶角度。目前的轴流风机静叶调节系统多采用由三相异步电机、变量泵、电液伺服阀和伺服缸组成的阀控位置控制系统。而现在的阀控系统存在以下不足：伺服阀对油液的品质要求较高，系统需要定期更换液压油液，如不及时维护，会产生伺服阀阀芯卡死，系统无法工作，生产线停产的恶劣后果；伺服阀的工作效率较低，系统工作中三相异步电机的转速无法调节，能量损耗严重；由于能量损失严重，系统温升较大，需要增设冷却器；阀控系统需要提供恒压油源，其在生产现场所占的体积较大。
发明内容
本发明主要是为解决上述存在的问题，提供一种新型轴流风机静叶调节系统，能够实现精确控制，能量利用率高，且结构体积较小。
为解决上述存在的问题，本发明所采用的技术方案是：一种新型轴流风机静叶调节系统，包括伺服电机、双向定量齿轮泵、油箱，双向定量齿轮泵固设在油箱内部并由伺服电机驱动其转动，还包括两个液压缸以及分别与其相连的用于调节静叶角度的调节油缸，两个液压缸的内部均设有位移传感器，用于检测液压缸的活塞杆的位移量并将信号反馈到控制器后对液压缸的位置进行调整；液压缸的进出油口处设有压力传感器，用于检测系统的工作压力并将压力信号反馈到控制器以对系统压力进行调节，控制器将位移控制信号和压力控制信号发送到伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机转动；双向定量齿轮泵分别通过两条油路连通到两个液压缸并为其提供压力油，液压缸驱动调节油缸以调节静叶角度。
作为进一步地改进，还设有吸排阀，吸排阀的进油口连接用于给双向定量齿轮泵补油的蓄能器，吸排阀的出油口与双向定量齿轮泵的进油口连接。
作为进一步地改进，所述双向定量齿轮泵的进油口和出油口之间设有双向安全阀。
作为进一步地改进，所述两个液压缸的进油口和出油口之间均设有两位两通阀。
作为进一步地改进，所述两个液压缸的进油口处分别设有用于使两个液压缸实现同步位移的流量分配器。
作为进一步地改进，所述油箱上固定设有阀块，所述的吸排阀、蓄能器、双向安全阀均集成在阀块上，阀块上还集成有压力表；所述两条油路上分别设有液控单向阀，液控单向阀集成在阀块上，液控单向阀的两个进油口分别与两个液压缸的进油口及出油口相连接。
作为进一步地改进，所述调节系统所采用的液压阀均选用螺纹插装阀。
作为进一步地改进，所述两个液压缸分别通过联轴器与调节油缸连接。
本发明所带来的有益效果为：
1、包含有位置闭环控制和压力闭环控制，可精确地对伺服电机的转速、液压系统的位置和压力进行控制，满足静叶调节系统的各种工作要求，保证系统能在精确调节静叶角度同时，还有节能环保、对油液污染不敏感和大大减小液压装置体积的优点；
2、取消了传统调节系统中的溢流阀，整个系统没有溢流损失，由于能量损失极少，系统发热量非常小，系统不需要另设冷却器；取消了伺服阀，工作效率较高；
3、实现了功率匹配，液压元件均采用螺纹插装阀且无需另设恒压源，该新型轴流风机静叶电液调节系统所占体积相比阀控调节系统的体积大大减小；
4、当系统在保压阶段时，伺服电机可以完全停止转动，而传统的阀控调节系统则需要一直工作，本发明实现了较好的节能效果；
5、可以通过调节交流伺服电机的转速、转向和扭矩来改变定量泵输出的油液的流量大小、运动方向和压力大小。
附图说明
图1为本发明实施例的连接关系示意图。
图2为本发明实施例的组装关系示意图。
图3为本发明实施例的控制关系示意图。
图中标记：1、伺服电机，2、双向定量齿轮泵，3、吸排阀，4、液控单向阀，5、压力表，6、液压缸，7、调节油缸，8、流量分配器，9、两位两通阀，10、双向安全阀，11、蓄能器，12、联轴器，13、阀块，14、油箱。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图所示，一种新型轴流风机静叶调节系统，包括伺服电机1、双向定量齿轮泵2、油箱14，双向定量齿轮泵2固设在油箱14内部并由伺服电机1驱动其转动，还包括两个液压缸6以及分别与其相连的用于调节静叶角度的调节油缸7，所述两个液压缸6分别通过联轴器12与调节油缸7连接。
两个液压缸6的内部均设有位移传感器，用于检测液压缸的活塞杆的位移量并将信号反馈到控制器后对液压缸的位置进行调整；两个液压缸的进出油口处均设有压力传感器，用于检测系统的工作压力并将压力信号反馈到控制器以对系统压力进行调节，控制器将位移控制信号和压力控制信号发送到伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机转动；双向定量齿轮泵2分别通过两条油路连通到两个液压缸6并为其提供压力油，液压缸6驱动调节油缸7以调节静叶角度。
还设有吸排阀3，吸排阀3的进油口连接用于给双向定量齿轮泵2补油的蓄能器11，吸排阀3的出油口与双向定量齿轮泵2的进油口连接。
所述双向定量齿轮泵2的进油口和出油口之间设有双向安全阀10。
所述液压缸6的进油口和出油口之间设有两位两通阀9，两位两通阀9的两个油口分别连接液压缸的两个油口。
所述液压缸6的进油口处设有用于使两个液压缸实现同步位移的流量分配器8。
所述油箱14上固定设有阀块13，所述的吸排阀3、蓄能器11、双向安全阀10均集成在阀块13上，阀块13上还集成有压力表5；所述两条油路上分别设有液控单向阀4，液控单向阀4集成在阀块13上，液控单向阀4的两个进油口分别与两个液压缸6的进油口及出油口相连接。
本系统为实现小型化设计，所述调节系统所采用的液压阀均选用螺纹插装阀，液压阀块通过螺钉连接固定在油箱之上。
本发明提出的新型轴流风机静叶电液调节系统，通过调节交流伺服电机的转速、转向和扭矩来改变定量泵输出的油液的流量大小、运动方向和压力大小。实际工作中，系统可根据具体工况中的压力和流量要求进行调节，系统的工作状态可以和实际工况实现良好的功率匹配，当系统在保压阶段时，伺服电机可以完全停止转动，而传统的阀控调节系统则需要一直工作，本发明实现了较好的节能效果。
系统的位移传感器集成在液压缸的内部，可实时反馈液压缸的位置，其反馈信号经处理反馈到控制器后可对液压缸的位置进行调整。压力传感器集成在缸的两个油口处，对系统的工作压力进行实时监测，通过压力信号的反馈，可实现对系统压力的精确调节。
当轴流风机的静叶角度进行调节时，由控制器将位移控制信号和压力控制信号发送到伺服驱动器内时，伺服驱动器根据所接收到的信号开始驱动伺服电机进行转动，电机1通过联轴器12带动双向齿轮定向泵进行转动，系统开始工作。两个液压缸6的活塞杆开始伸出或者缩回，轴流风机的两个调节油缸7分别在液压缸6的驱动下对静叶角度进行调节。液压缸6的位移传感器实时反馈信号与给定值进行比较，经过比较后的偏差信号通过控制器送入伺服驱动器，然后控制电机1的转向和速度继续对液压缸位置的调节；压力传感器反馈系统工作压力到控制器时，实际工作压力和设定压力进行比较，若未达到设定值，控制器通过控制伺服电机1的扭矩将压力控制到设定值。当静叶的角度调节到位时，电机1停止转动，系统由液控单向阀4组成的液压锁进行保压。
当系统出现故障需要人工检修时，只需人工摁下该手动两位两通阀9的按钮，便可使液压缸6的高压腔和低压腔相连接，进而使系统高压油卸荷，缸杆处于浮动状态，保证检修时工作的正常进行。当系统压力超过双向安全阀10的设定值时，安全阀打开，泵的出油口和进油口直接连通，系统卸荷。
Claims (5)
1.一种新型轴流风机静叶调节系统，包括伺服电机（1）、双向定量齿轮泵（2）、油箱（14），双向定量齿轮泵（2）固设在油箱（14）内部并由伺服电机（1）驱动其转动，其特征在于：还包括两个液压缸（6）以及分别与其相连的用于调节静叶角度的调节油缸（7），两个液压缸（6）的内部均设有位移传感器，用于检测液压缸的活塞杆的位移量并将位移信号反馈到控制器后对液压缸的位置进行调整；液压缸（6）的进出油口处设有压力传感器，用于检测系统的工作压力并将压力信号反馈到控制器以对系统压力进行调节，控制器将位移控制信号和压力控制信号发送到伺服驱动器，伺服驱动器驱动伺服电机转动；双向定量齿轮泵（2）分别通过两条油路连通到两个液压缸（6）并为其提供压力油，液压缸（6）驱动调节油缸（7）以调节静叶角度；
还设有吸排阀（3），吸排阀（3）的进油口连接用于给双向定量齿轮泵（2）补油的蓄能器（11），吸排阀（3）的出油口与双向定量齿轮泵（2）的进油口连接；
所述双向定量齿轮泵（2）的进油口和出油口之间设有双向安全阀（10），当系统压力超过双向安全阀（10）的设定值时，双向安全阀（10）打开，双向定量齿轮泵（2）的出油口和进油口直接连通，系统卸荷；
所述油箱（14）上固定设有阀块（13），所述的吸排阀（3）、蓄能器（11）、双向安全阀（10）均集成在阀块（13）上，阀块（13）上还集成有压力表（5）；两条油路上分别设有液控单向阀（4），液控单向阀（4）集成在阀块（13）上，液控单向阀（4）的两个进油口分别与两个液压缸（6）的进油口及出油口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型轴流风机静叶调节系统，其特征在于：所述两个液压缸（6）的进油口和出油口之间均设有两位两通阀（9）。
3.根据权利要求1所述的一种新型轴流风机静叶调节系统，其特征在于：所述两个液压缸（6）的进油口处分别设有用于使两个液压缸（6）实现同步位移的流量分配器（8）。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型轴流风机静叶调节系统，其特征在于：该调节系统所采用的液压阀均选用螺纹插装阀。
5.根据权利要求1所述的一种新型轴流风机静叶调节系统，其特征在于：所述两个液压缸（6）分别通过联轴器（12）与调节油缸（7）连接。
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