CN117386686A - 一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种液压控制元件自锁保护的油路控制器及控制方法，系统包括：油动机，油动机的上下腔室分别通过上腔室手动阀与下腔室手动阀、保护电磁阀上下腔室连通，保护电磁阀分别与上腔室卸荷阀、伺服阀以及下腔室卸荷阀连通，伺服阀连通有工作油路，伺服阀的有压回油出口与有压回油通路连通，上腔室卸荷阀的腔室底部与有压回油通路连通，下腔室卸荷阀的腔室底部与工作油路连通，下腔室卸荷阀腔室底部的另一侧与有压回油通路连通；方法包括：开启保安油路，开启工作油进油总阀使工作油进入伺服阀与油动机，通过控制器控制伺服阀移动，从而控制油动机的进出油以及调节汽阀的开度；本发明具有安全性好，调节方便以及可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油路控制技术领域，具体涉及一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统及控制方法。
背景技术
汽轮机等多数设备的阀门控制均采用数字电液调节系统，蒸汽调节汽门开度由伺服阀或者比例阀等液压控制元件控制，当伺服阀出现故障时可能对设备造成异常、停机，对设备可靠性要求较高的系统，可能还会造成发电机组接列等扩大事故，对系统造成损伤。
现有技术主要存在以下缺点：(1)无任何保护手段，当伺服阀出现故障时，伺服阀不受指令控制，极易引起液压执行机构无序波动，无任何保护性措施；(2)无任何检修手段，当伺服阀故障时，无法在线进行检查维修和更换，只能被迫停机处理难点。
公开号为CN104121044A的发明专利申请，公开了一种汽轮机危急保安器联跳发电机的安全控制方法，包括以下步骤：先在主汽门快关阀上设有用以检测主汽门快关阀开关状态的传感器，将传感器与发电机综合保护装置相连；汽轮机故障时拍危急保安器，危急保安器控制主汽门快关阀关闭蒸汽管道，使汽轮机停止工作；此时传感器检测到主汽门快关阀已关闭蒸汽管道后，将主汽门快关阀已关闭蒸汽管道的信号发送至发电机综合保护装置；发电机综合保护装置收到该信号后，停止发电机；但由于该发明在出现故障时需要停机检修，无法保障生产的正常进行，进而对生产效率造成影响。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统及控制方法，通过设置控制器控制保护电磁阀以及伺服阀，在发生故障时对油动机以及调节汽阀进行保护，防止设备直接跳闸，通过控制器对调节汽阀的开度进行调节，以及设置保安油路、上腔室卸荷阀以及下腔室卸荷阀以防止工作油路中的工作油泄漏，可以在系统不停机的情况下对结构进行故障查找和排除，具有安全性好，调节方便以及可靠性高的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，包括油动机9，所述油动机9的上腔室通过上腔室手动阀2与保护电磁阀1的上腔室油路出口连通，油动机9的下腔室通过下腔室手动阀3与保护电磁阀1的下腔室油路出口连通，所述保护电磁阀1的上腔室油路进口分别与伺服阀6的上腔室油路出口以及上腔室卸荷阀7的腔室底部连通，所述保护电磁阀1的下腔室油路进口分别与伺服阀6的下腔室油路出口以及下腔室卸荷阀8的腔室底部一侧连通，所述伺服阀6的工作油进口连通有工作油路11，伺服阀6的有压回油出口与有压回油通路12连通，所述上腔室卸荷阀7的腔室靠近底部的一侧与有压回油通路12连通，所述下腔室卸荷阀8的腔室的底部与工作油路11连通，所述下腔室卸荷阀8的腔室的底部的另一侧与有压回油通路12连通。
所述油动机9腔室内部活动配置有油动机活塞14，所述油动机活塞14位于油动机9腔室外部的轴体上配置有油动机位移传感器10，所述油动机活塞14的另一端活动连接有调节汽阀19。
所述油动机位移传感器10的信号输出端与控制器13的信号输入端连接，所述控制器13的信号输出端分别与保护电磁阀1以及伺服阀6的信号输入端连接。
所述工作油路11还连通有保安油路5的进油口，所述保安油路5的出油口分别与上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8顶部的进油口连通。
所述电磁阀1的内腔设有用于控制上腔室油路与下腔室油路同时通断的电磁阀阀芯15。
所述上腔室卸荷阀7的腔室内设有用于控制有压回油通路12通断的上腔室卸荷阀阀芯16，所述下腔室卸荷阀8的腔室内设有用于控制有压回油通路12通断的下腔室卸荷阀阀芯17。
所述工作油路11靠近进口处设有工作油进油总阀4，所述工作油进油总阀4的出油口处设有进油滤网18。
一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、开启保安油路5，保安油路5中的保安油分别进入上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8腔室内的上部，从而推动上腔室卸荷阀阀芯16以及下腔室卸荷阀阀芯17向下移动，将上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8与工作油路11的连通处堵塞；
步骤2、开启工作油进油总阀4，使工作油路11中的工作油经过进油滤网18过滤后，进入到伺服阀6的工作油进口处以建立油压，此时保护电磁阀1保持失电，上腔室手动阀2以及下腔室手动阀3均为全开状态，油动机9的油路保持畅通，此时系统进入待命状态；
步骤3、通过油动机位移传感器10将调节汽阀19位置信号反馈至控制器13，以显示调节汽阀19的实际开度；当需要将调节汽阀19开度增大时，通过控制器13控制伺服阀6阀芯向右移动，此时工作油路11向油动机9的上腔室充油，油动机9的下腔室开始泄油，油动机活塞14在工作油的推动下向下移动，从而使调节汽阀19打开，此时油动机位移传感器10向控制器13反馈的调节汽阀19位置信号逐渐增加，当反馈的位置信号达到所需调节的调节汽阀19开度时，控制器13控制伺服阀6阀芯返回中间位置，将油动机9上腔室的进油管路切断；同理，当调节汽阀19的开度需要减小时，控制器13通过控制伺服阀6阀芯向左移动，此时油动机9的下腔室充油，上腔室泄油，直到调节汽阀19到达所需调节的位置。
所述步骤3中，当油动机9处于正常工作状态时，控制器13通过对伺服阀6进行动态调整，使调节汽阀19维持在正常工作的位置，以维持系统部分的动态平衡状态。
所述步骤3中，当伺服阀6出现卡塞故障时，此时伺服阀6无法根据控制器13的指令进行移动，进而无法调节油动机上下腔室的进油和泄油，导致调节汽阀19的开度与指令存在偏差；当指令偏差3％以上时，则表示油动机9和调节汽阀19已经失去控制，此时控制器13发出指令，使保护电磁阀1内部的电磁阀阀芯15上移，从而切断油动机9上下腔室连通的所有油路，此时调节汽阀19的位置保持不动，以对调节汽阀19和系统部分进行保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明通过设置控制器13控制保护电磁阀1以及伺服阀6，在发生故障时对油动机9以及调节汽阀19进行保护，防止设备直接跳闸，并且维护人员可以在设备不停机的情况下，对系统中的结构进行故障查找和排除，在保障正常生产的同时，安全性得到了提升。
2.通过控制器13对调节汽阀19的开度进行调节，使得本发明系统部分调节方便。
3.通过设置保安油路5、上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8以防止工作油路中的工作油泄漏，以及设置有压回油通路12，以保证油压稳定，使得本发明的可靠性提高。
综上所述，本发明通过设置控制器13控制保护电磁阀1以及伺服阀6，在发生故障时对油动机9以及调节汽阀19进行保护，防止设备直接跳闸，通过控制器13对调节汽阀19的开度进行调节，以及设置保安油路5、上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8以防止工作油路中的工作油泄漏，具有安全性好，调节方便以及可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的电路示意图。
图3为本发明的方法流程图。
图中，1、保护电磁阀，2、上腔室手动阀，3、下腔室手动阀，4、工作油进油总阀，5、保安油路，6、伺服阀，7、上腔室卸荷阀，8、下腔室卸荷阀，9、油动机，10、油动机位移传感器，11、工作油路，12、有压回油通路，13、控制器，14、油动机活塞，15、电磁阀阀芯，16、上腔室卸荷阀阀芯，17、下腔室卸荷阀阀芯，18、进油滤网，19、调节汽阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
参考图1，一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，包括油动机9，所述油动机9的上腔室通过上腔室手动阀2与保护电磁阀1的上腔室油路出口连通，油动机9的下腔室通过下腔室手动阀3与保护电磁阀1的下腔室油路出口连通，所述保护电磁阀1的上腔室油路进口分别与伺服阀6的上腔室油路出口以及上腔室卸荷阀7的腔室底部连通，所述保护电磁阀1的下腔室油路进口分别与伺服阀6的下腔室油路出口以及下腔室卸荷阀8的腔室底部一侧连通，所述伺服阀6的工作油进口连通有工作油路11，通过工作油路11项伺服阀6以及油动机9中供油，伺服阀6的有压回油出口与有压回油通路12连通，所述上腔室卸荷阀7的腔室靠近底部的一侧与有压回油通路12连通，所述下腔室卸荷阀8的腔室的底部与工作油路11连通，所述下腔室卸荷阀8的腔室的底部的另一侧与有压回油通路12连通，通过设置有压回油通路12，用于维持油动机9、上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8中工作油的油压平衡，通过设置保护电磁阀1以及伺服阀6以对油动机9及其他液压元件进行保护，使得本发明的安全性得到提升。
所述油动机9腔室内部活动配置有油动机活塞14，所述油动机活塞14位于油动机9腔室外部的轴体上配置有油动机位移传感器10，所述油动机活塞14的另一端活动连接有调节汽阀19，通过油动机位移传感器10以监测调节汽阀19以及油动机活塞14的位置信息。
参考图3，所述油动机位移传感器10的信号输出端与控制器13的信号输入端连接，所述控制器13的信号输出端分别与保护电磁阀1以及伺服阀6的信号输入端连接，设置控制器13控制保护电磁阀1以及伺服阀6，在发生故障时对油动机9以及调节汽阀19进行保护，防止设备直接跳闸，并且维护人员可以在设备不停机的情况下，对系统中的结构进行故障查找和排除，在保障正常生产的同时，安全性得到了提升。
所述工作油路11还连通有保安油路5的进油口，所述保安油路5的出油口分别与上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8顶部的进油口连通，通过设置保安油路5、上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8以防止工作油路中的工作油泄漏，使得本发明的可靠性提高。
所述电磁阀1的内腔设有用于控制上腔室油路与下腔室油路同时通断的电磁阀阀芯15，通过控制器13控制电磁阀阀芯15，进而切断与油动机9的上下腔室连通的油路。
所述上腔室卸荷阀7的腔室内设有用于控制有压回油通路12通断的上腔室卸荷阀阀芯16，所述下腔室卸荷阀8的腔室内设有用于控制有压回油通路12通断的下腔室卸荷阀阀芯17，通过将保安油路5中的保安油分别进入上腔室卸荷阀7与下腔室卸荷阀8的腔室内，从而推动上腔室卸荷阀阀芯16以及下腔室卸荷阀阀芯17向下移动，以阻断上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8与工作油路11之间的连通。
所述工作油路11靠近进口处设有工作油进油总阀4，以控制工作油的通断，所述工作油进油总阀4的出油口处设有进油滤网18，用于对工作油进行过滤。
参考图2，一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、开启保安油路5，以启动本系统开始工作，保安油路5中的保安油分别进入上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8腔室内的上部，推动上腔室卸荷阀阀芯16以及下腔室卸荷阀阀芯17向下移动，将上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8与工作油路11的连通处堵塞，以阻断上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8与工作油路11之间的连通，避免上腔室卸荷阀7以及下腔室卸荷阀8中的工作油泄漏；
步骤2、开启工作油进油总阀4，使工作油路11中的工作油经过进油滤网18过滤后，进入到伺服阀6的工作油进口处以建立油压，此时保护电磁阀1保持失电，上腔室手动阀2以及下腔室手动阀3均为全开状态，油动机9的油路保持畅通，此时表示系统已经进入待命状态；
步骤3、通过油动机位移传感器10将调节汽阀19位置信号反馈至控制器13，以显示调节汽阀19的实际开度；当需要将调节汽阀19开度增大时，通过控制器13控制伺服阀6阀芯向右移动，此时工作油路11向油动机9的上腔室充油，油动机9的下腔室开始泄油，油动机活塞14在工作油的推动下向下移动，从而使调节汽阀19打开，此时油动机位移传感器10向控制器13反馈的调节汽阀19位置信号逐渐增加，当反馈的位置信号达到所需调节的调节汽阀19开度时，控制器13控制伺服阀6阀芯返回中间位置，将油动机9上腔室的进油管路切断；同理，当调节汽阀19的开度需要减小时，控制器13通过控制伺服阀6阀芯向左移动，此时油动机9的下腔室充油，上腔室泄油，直到调节汽阀19到达所需调节的位置。
所述步骤3中，当油动机9处于正常工作状态时，控制器13通过对伺服阀6进行动态调整，使调节汽阀19维持在正常工作的位置范围内，从而维持系统部分的动态平衡状态；当伺服阀6出现卡塞故障时，此时伺服阀6无法根据控制器13的指令进行移动，进而无法调节油动机上下腔室的进油和泄油，导致调节汽阀19的开度与指令存在偏差；当指令偏差3％以上时，则表示油动机9和调节汽阀19已经失去控制，此时控制器13发出指令，使保护电磁阀1内部的电磁阀阀芯15上移，从而切断油动机9上下腔室连通的所有油路，此时调节汽阀19的位置保持不动，以对调节汽阀19和系统部分进行保护，维护人员可在避免设备停机的情况下，对系统中的结构进行故障查找和排除，从而使得本发明具有安全性好的特点。
Claims (10)
1.一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，包括油动机(9)，其特征在于，所述油动机(9)的上腔室通过上腔室手动阀(2)与保护电磁阀(1)的上腔室油路出口连通，油动机(9)的下腔室通过下腔室手动阀(3)与保护电磁阀(1)的下腔室油路出口连通，所述保护电磁阀(1)的上腔室油路进口分别与伺服阀(6)的上腔室油路出口以及上腔室卸荷阀(7)的腔室底部连通，所述保护电磁阀(1)的下腔室油路进口分别与伺服阀(6)的下腔室油路出口以及下腔室卸荷阀(8)的腔室底部一侧连通，所述伺服阀(6)的工作油进口连通有工作油路(11)，伺服阀(6)的有压回油出口与有压回油通路(12)连通，所述上腔室卸荷阀(7)的腔室靠近底部的一侧与有压回油通路(12)连通，所述下腔室卸荷阀(8)的腔室的底部与工作油路(11)连通，所述下腔室卸荷阀(8)的腔室的底部的另一侧与有压回油通路(12)连通。
2.根据权利要求1所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述油动机(9)腔室内部活动配置有油动机活塞(14)，所述油动机活塞(14)位于油动机(9)腔室外部的轴体上配置有油动机位移传感器(10)，所述油动机活塞(14)的另一端活动连接有调节汽阀(19)。
3.根据权利要求1或2所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述油动机位移传感器(10)的信号输出端与控制器(13)的信号输入端连接，所述控制器(13)的信号输出端分别与保护电磁阀(1)以及伺服阀(6)的信号输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述工作油路(11)还连通有保安油路(5)的进油口，所述保安油路(5)的出油口分别与上腔室卸荷阀(7)以及下腔室卸荷阀(8)顶部的进油口连通。
5.根据权利要求1所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述电磁阀(1)的内腔设有用于控制上腔室油路与下腔室油路同时通断的电磁阀阀芯(15)。
6.根据权利要求1所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述上腔室卸荷阀(7)的腔室内设有用于控制有压回油通路(12)通断的上腔室卸荷阀阀芯(16)，所述下腔室卸荷阀(8)的腔室内设有用于控制有压回油通路(12)通断的下腔室卸荷阀阀芯(17)。
7.根据权利要求1所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统，其特征在于，所述工作油路(11)靠近进口处设有工作油进油总阀(4)，所述工作油进油总阀(4)的出油口处设有进油滤网(18)。
8.基于权利要求1至7任意一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、开启保安油路(5)，保安油路(5)中的保安油分别进入上腔室卸荷阀(7)以及下腔室卸荷阀(8)腔室内的上部，从而推动上腔室卸荷阀阀芯(16)以及下腔室卸荷阀阀芯(17)向下移动，将上腔室卸荷阀(7)以及下腔室卸荷阀(8)与工作油路(11)的连通处堵塞；
步骤2、开启工作油进油总阀(4)，使工作油路(11)中的工作油经过进油滤网(18)过滤后，进入到伺服阀(6)的工作油进口处以建立油压，此时保护电磁阀(1)保持失电，上腔室手动阀(2)以及下腔室手动阀(3)均为全开状态，油动机(9)的油路保持畅通，此时系统进入待命状态；
步骤3、通过油动机位移传感器(10)将调节汽阀(19)位置信号反馈至控制器(13)，以显示调节汽阀(19)的实际开度；当需要将调节汽阀(19)开度增大时，通过控制器(13)控制伺服阀(6)阀芯向右移动，此时工作油路(11)向油动机(9)的上腔室充油，油动机(9)的下腔室开始泄油，油动机活塞(14)在工作油的推动下向下移动，从而使调节汽阀(19)打开，此时油动机位移传感器(10)向控制器(13)反馈的调节汽阀(19)位置信号逐渐增加，当反馈的位置信号达到所需调节的调节汽阀(19)开度时，控制器(13)控制伺服阀(6)阀芯返回中间位置，将油动机(9)上腔室的进油管路切断；同理，当调节汽阀(19)的开度需要减小时，控制器(13)通过控制伺服阀(6)阀芯向左移动，此时油动机(9)的下腔室充油，上腔室泄油，直到调节汽阀(19)到达所需调节的位置。
9.根据权利要求8所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3中，当油动机(9)处于正常工作状态时，控制器(13)通过对伺服阀(6)进行动态调整，使调节汽阀(19)维持在正常工作的位置，以维持系统部分的动态平衡状态。
10.根据权利要求8所述的一种液压控制元件自锁保护的油路控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3中，当伺服阀(6)出现卡塞故障时，此时伺服阀(6)无法根据控制器(13)的指令进行移动，进而无法调节油动机上下腔室的进油和泄油，导致调节汽阀(19)的开度与指令存在偏差；当指令偏差3％以上时，则表示油动机(9)和调节汽阀(19)已经失去控制，此时控制器(13)发出指令，使保护电磁阀(1)内部的电磁阀阀芯(15)上移，从而切断油动机(9)上下腔室连通的所有油路，此时调节汽阀(19)的位置保持不动，以对调节汽阀(19)和系统部分进行保护。
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2023
- 2023-11-08 CN CN202311479065.4A patent/CN117386686A/zh active Pending
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