CN1143059C - 全液控自复式主配压阀 - Google Patents
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Abstract
全液控自复式主配压阀，阀体水平安装，其上具有两个与电液伺服比例阀输出口连接的主控制油流控制口，该控制口分别与位于阀体阀芯两端的液控腔连通，阀芯两端套有复位弹簧，阀套与弹簧内端之间具有台阶状的定位部件。取消了传统的引导阀、辅助接力器，实现了全液控，由复位弹簧及两端控制腔实现阀芯的自动回中，无需调整机械零位，不存在零点漂移问题，做到无泄漏和耐高压，可靠性高，响应速度快，结构简单，体积小，重量轻。
Description
本发明涉及水轮机电液控制调速器中的主配压阀，用于控制机组的导叶和/或轮叶开度，实现对机组工作的自动调节和控制，属于水轮机调速器液压控制领域。
水轮机调速器由“机调”(机械液压式调速器)发展为“电调”(电气液压式调速器)已经历了近40年，其进步表现在测频环节、电液转换环节及电气部分，而在液压部分的进步则比较缓慢，“机调”的多数特征仍然存在。目前，“电调”的液压系统包括电液转换器、带引导阀和辅助接力器的主配压阀、调节杠杆、机械式开度限制机构、手动和/或电动开度限制操作机构、接力器位移反馈钢丝绳传动机构、紧急停机电磁阀等部件组成。主配压阀实质上是一个大型的液压流量放大器，由于大型水轮机的操作控制油缸(主接力器)体积非常巨大，同时要求动作响应要快，因此用以操作它的主配压阀体积庞大，笨重，结构复杂，成本高。现有的主配压阀采用竖直安装方式，其输入信号为垂直方向的机械位移，其阀芯下端有一弹簧，提供一个上推力，必须要有一个复中机构提供一个下推力，才能保持阀芯的平衡位置(零位、中间位置)。其输出信号为液压流量。其输入输出须经过引导阀、辅助接力器、主配压阀的多级液压放大，才能送至主接力器，可靠性较差，有泄漏，响应较慢，需要调整机械零点，零点会漂移，工作压力不够高，开关机时间调整比较麻烦。由于主配压阀的油流输入输出口朝向下端，因而使得液压柜安装位置受到限制。由于主配压阀的阀套为整体结构，加工精度要求高，加工工艺复杂。参见高等院校教材《水轮机调节》P56、P66及封里插图(河海大学沈祖诒主编，中国水利水电出版社，98年5月第三版)。
本发明的目的是，克服现有主配压阀的上述缺点，提供一种结构简单、可靠性高、响应速度快、体积小、成本低的全液控自复式主配压阀。
本发明的目的通过如下技术方案实现：全液控自复式主配压阀，其组成包括阀体、阀套、阀芯、阀芯限位机构，阀体内有操作油腔P、与主接力器连通的控制油腔A、B、回油腔T，其特征是阀体水平安装，其上具有两个与电液伺服比例阀输出口连接的主控制油流控制口，该控制口分别与位于阀体阀芯两端的液控腔C、D连通，阀芯两端套有复位弹簧，阀套与弹簧内端之间具有台阶状的定位部件。
本发明全液控自复式主配压阀与传统的调速器主配压阀相比较，将垂直设置改为水平设置，将输入信号由机械控制改为电液控制，取消了引导阀、辅助接力器，实现了全液控，由复位弹簧及两端控制腔实现阀芯的自动回中，无需调整机械零位，不存在零点漂移问题，可靠性高，响应速度快，结构简单，体积小，重量轻，只有传统主配压阀重量的1/3，成本低，只有传统主配压阀成本的1/3-1/2，使用安装灵活方便。
下面参照附图并结合实施例对本发明进行详细描述。
图1为本发明主配压阀整体结构示意图(剖示)。
如图1所示，全液控自复式主配压阀的组成包括阀体1、阀套2、阀芯3、阀芯限位机构41、42，阀体1内有操作油腔P、与主接力器连通的控制油腔A、B、回油腔T，阀体1水平安装，其上具有两个与电液伺服比例阀输出口连接的主控制油流控制口11、12，该控制口分别与位于阀体阀芯两端的液控腔C、D连通，阀芯3两端套有复位弹簧31、32，阀套2与弹簧31、32内端之间具有台阶状的定位部件21、22。图中6为主控制油流取油口，71、72为与回油腔T连通的主控制油流回油口。
本发明工作过程如下：图1所示为主配压阀在零位(中位)时的情况，此时A、P、B、T腔均不相通，所以主接力器不配油，处于静止状态，当12口与伺服比例阀的P腔通，11口与伺服比例阀的T腔通，主配压阀的阀芯3在D腔油压作用下向左移动，这时主配压阀的A腔与P腔相通，B腔与T腔相通，主配压阀为主接力器配油，主接力器即向关闭的方向移动；当12口与伺服阀的T口相通时，主配压阀的阀芯在弹簧31的作用下向右移动，直到定位部件21被阀套2的定位端面阻挡住为止，此时主配压阀又回到了零位，主接力器停止运动。当11口通压力油，12口通回油时，主配压阀阀芯的运动情况与上述相反，主接力器运动方向也与上述相反。
实施例中，阀芯限位机构为分别装在阀芯两端中心位置的调节螺栓41、42，用来调节主配压阀阀芯的位移，从而限制主配压阀的最大开口，也就可以限制主接力器的最快开、关速度，达到主接力器开关机时间的最佳要求。
为了提高本发明自动化控制水平及进一步简化结构、降低成本，进一步的特征是，如图1所示，(1)、在阀芯3一端装有阀芯位移传感器5，(2)、阀套2设计成三段式结构，使其加工工艺简单，安装方便，(3)、所有液压部件及管路都位于整体的液压集成块上，取消明管连接，大大提高操作油工作压力，可达31MPa，真正做到了无泄漏和耐高压，(4)、主配压阀主控制油流输入/输出接口11、12、71、72、6均位于阀体的上侧面，以利于液压设备在现场灵活布置。
Claims (6)
1、全液控自复式主配压阀，其组成包括阀体、阀套、阀芯、阀芯限位机构，阀体内有操作油腔(P)、与主接力器连通的控制油腔(A)、(B)、回油腔(T)，其特征是阀体水平安装，其上具有两个与电液伺服比例阀输出口连接的主控制油流控制口，该控制口分别与位于阀体阀芯两端的液控腔(C)、(D)连通，阀芯两端套有复位弹簧，阀套与弹簧内端之间具有台阶状的定位部件。
2、根据权利要求1所述的全液控自复式主配压阀，其特征是阀芯限位机构为分别装在阀芯两端中心位置的调节螺栓。
3、根据权利要求1或2所述的全液控自复式主配压阀，其特征是在阀芯一端装有阀芯位移传感器。
4、根据权利要求1或2所述的全液控自复式主配压阀，其特征是阀套设计成三段式结构。
5、根据权利要求1或2所述的全液控自复式主配压阀，其特征是使所有液压部件及管路都位于整体的液压集成块上。
6、根据权利要求1或2所述的全液控自复式主配压阀，其特征是主配压阀主控制油流输入/输出接口均位于阀体的上侧面。
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