CN201344089Y

CN201344089Y - 数字阀调速器控制装置

Info

Publication number: CN201344089Y
Application number: CNU2009200954902U
Authority: CN
Inventors: 张伟朋; 钱军辉; 陈宏宇; 刘忠良; 米建国
Original assignee: TIANJIN KING AUTO-CONTROL EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN KING AUTO-CONTROL EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2019-02-06

Abstract

本实用新型公开了一种数字阀调速器控制装置，包括开机电磁球阀和关机电磁球阀，所述关机电磁球阀分别连接关机供油阀、关机排油阀，所述关机供油阀接接力器的关闭腔且连压力油；所述接力器的开启腔连接关机排油阀，该关机排油阀连接回油箱，所述接力器与反馈电位器相连；所述开机电磁球阀分别连接开机供油阀、开机排油阀，该开机供油阀连接压力油且连接接力器的开启腔，所述接力器的关闭腔连接开机排油阀，该开机排油阀连接回油箱。本实用新型提供的一种数字阀调速器控制装置将插装阀技术应用于水电站液压控制系统中，取得结构紧凑、工艺性好、流动阻力小、通流能力大、升压简单、响应快、抗污染能力强、工作可靠、寿命长、密封性好、效率高等效果，具有重大的生产实践意义。

Description

数字阀调速器控制装置

技术领域

本实用新型涉及调速器技术领域，特别是涉及一种用于水轮发电机组调速器的控制装置，应用在水电站机械液压控制系统中，依据负荷的变化，不断地调节水轮发电机组有功功率输出，并在规定范围内维持机组的转速(频率)。

背景技术

目前，水轮机调速器机械部分基本采用步进电机带主配压阀或比例阀带主配压阀的形式，抗油污卡阻能力差。由于主配压阀的结构形式为滑阀，主配压阀活塞与衬套之间的间隙所造成的渗漏就不可避免，同时，造成油泵启动频繁。为了减少主配压阀活塞与衬套之间的渗漏，就要在主配压阀活塞阀盘与衬套与窗口之间加大搭叠量，而搭叠量加大了调速器机械死区。由于主配压阀活塞与衬套之间的间隙所造成的渗漏不可避免，因此在手动运行时就需要机械反馈来补偿，否则，接力器就要漂移。

但是，目前还没有开发出一种调速器，可以有效地克服现有的水轮机调速器抗油污卡阻能力差、油泵启动频繁、机械死区较大及接力器易漂移不足的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种数字阀调速器控制装置，该装置对液压油的洁净度要求只有100微米、油泵启动间隔超过2小时、零泄漏、无机械反馈，有效地克服现有的水轮机调速器抗油污卡阻能力差、油泵启动频繁、机械死区较大及接力器易漂移的不足，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种数字阀调速器控制装置，包括开机电磁球阀6和关机电磁球阀7，所述关机电磁球阀7分别连接关机供油阀5、关机排油阀2，所述关机供油阀5接接力器1的关闭腔A且连压力油P；

所述接力器1的开启腔B连接关机排油阀2，该关机排油阀2连接回油箱，所述接力器1与反馈电位器8相连；

所述开机电磁球阀6分别连接开机供油阀4、开机排油阀3，该开机供油阀4连接压力油P且连接接力器1的开启腔B，所述接力器1的关闭腔A连接开机排油阀3，该开机排油阀3连接回油箱。

优选地，所述压力油P与压力油源9相连通。

优选地，所述开机排油阀3、开机供油阀4、关机排油阀2、关机供油阀5是二通插装阀。

优选地，所述开机排油阀3、开机供油阀4、关机排油阀2、关机供油阀5是滑动侧面上具有多道平衡槽的二通插装阀。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，本实用新型提供的一种数字阀调速器控制装置将插装阀技术应用于水电站液压控制系统中，取得结构紧凑、工艺性好、流动阻力小、通流能力大、升压简单、响应快、抗污染能力强、工作可靠、寿命长、密封性好、效率高等效果，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种数字阀调速器控制装置的机械液压系统图；

图2是本实用新型提供的数字阀调速器控制装置实施例的剖面构造图；

图3是插装阀的结构示意图；

图中，1为接力器，2为关机排油阀，3为开机排油阀，4为开机供油阀，5为关机供油阀，6为开机电磁球阀，7为关机电磁球阀，8为反馈电位器，9为压力油源。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型提供的一种数字阀调速器控制装置的机械液压系统图，图2是本实用新型提供的数字阀调速器控制装置实施例的剖面构造图；参见图1、图2，本实用新型提供的数字阀调速器控制装置包括：开机电磁球阀6和关机电磁球阀7，所述关机电磁球阀7分别连接关机供油阀5、关机排油阀2，所述关机供油阀5接接力器1的关闭腔A且连压力油P；

所述开机电磁球阀6分别连接开机供油阀4、开机排油阀3，该开机供油阀4连接压力油P且连接接力器1的开启腔B，所述接力器1的关闭腔A连接开机排油阀3，该开机排油阀3连接回油箱；

所述压力油P与压力油源9相连通。

在图1中，开机电磁球阀6和关机电磁球阀7是机电转换元件，当机组负荷发生变化时将接受的数字电路的高电平、低电平的电气信号转化为开或关流量信号，推动替代现有主配压阀的由插装阀，二者叠加组成的数字控制液压回路--数字阀，进而控制接力器开启与关闭水轮机的导水机构，通过控制进入水轮机导水机构流量的大小，不断地调节水轮发电机组有功功率输出，并在规定范围内维持机组的转速(频率)。调速器的状态只有通、断两个状态(即1、0)，由此构成无明油管路、无杠杆、无机械反馈的数字阀调速器。

当机组转速上升时，调速器电气部分发给关机电磁球阀7一个向关机侧运动的信号，使关机电磁球阀7电磁铁带电励磁，即关机电磁球阀7左位通，使关机供油阀(CA3)5和关机排油阀(CA4)2打开，此时，主压力油P通过关机供油阀(CA3)5与接力器1的关闭腔A接通，接力器1的开启腔B压力油通过关机排油阀(CA4)2排回油箱，接力器1向右移动，并通过反馈电位器8将接力器位置信号转换成电信号，反馈给调速器电气部分。当机组转速正常时，调速器电气部分发给关机电磁球阀7一个回复命令，使关机电磁球阀7电磁铁失电，即关机电磁球阀7恢复图示状态，关机供油阀(CA3)5和关机排油阀(CA4)2立即关闭，接力器1停止运动，机组稳定运行于新的工况。

当机组转速下降时，调速器电气部分发给开机电磁球阀6一个向开机侧运动的信号，使开机电磁球阀6电磁铁带电励磁，即开机电磁球阀6左位通，使开机供油阀(CA5)4和开机排油阀(CA6)3打开，此时，压力油P通过开机供油阀(CA5)4与接力器1的开启腔B接通，接力器1的关闭腔A压力油通过开机排油阀(CA6)3排回油箱，使接力器1向左移动，并通过反馈电位器8将接力器位置信号转换成电信号，反馈给调速器电气部分。当机组转速正常时，调速器电气部分发给开机电磁球阀6一个回复命令，使开机电磁球阀6的电磁铁失电，即开机电磁球阀6恢复图示状态，关闭开机供油阀(CA5)4和开机排油阀(CA6)3，使接力器1停止运动，机组稳定于新的工况。

本实用新型的操控，也可以采用电手动和纯手动方式。即根据机组的运行状况，电手动时，通过切换电路方式，使关机电磁球阀7或开机电磁球阀6的电磁铁励磁或失电；纯手动时，通过直接推动电磁球阀上的手动按钮，使关机电磁球阀7或开机电磁球阀6投入或退出。其动作过程，与自动状况完全一致。

在图2所示实施例中，开机排油阀3、开机供油阀4、关机排油阀2、关机供油阀5使用的是二通插装阀，装在数字阀阀体中，其动作受控于安装在数字阀阀体上的开机电磁球阀6或关机电磁球阀7，P口连接压力油源9，A口与接力器关闭腔连接，B口与接力器开启腔连接。所有的元器件，集成于数字阀，使得结构极为紧凑。由于所有的油路均在阀块内部以最简洁的路线实现，减少了延程流动损失，通流能力大。由于无外部油管路，且数字阀阀体为锻压件，可以轻易地将数字阀内部的油压提升至31.5MPa，升压简单。由于开机排油阀3、开机供油阀4与开机电磁球阀6，关机排油阀2、关机供油阀5与关机电磁球阀7叠加装配，当电磁球阀接受到开机或关机信号时，二通插装阀立即动作，响应迅速。在正常情况下，开机排油阀3、开机供油阀4、关机排油阀2、关机供油阀5、开机电磁球阀6、关机电磁球阀7处于闭锁状态，只有开机电磁球阀6或关机电磁球阀7的电磁铁在外部因素的作用下动作，才会使得开机排油阀3、开机供油阀4或关机排油阀2、关机供油阀5动作，即本实用新型具有液压锁定功能。由于二通插装阀和电磁球阀在结构上均采用线密封形式，保证了装置的零泄漏，亦即在无外部信号的状况下，A口或B口不会有压力油的输出，接力器不会发生漂移。

参见图3，由插装阀的基本结构形式可以看出它具有两个工作腔A和B，一个控制腔C。阀芯在阀套中滑动，其配合间隙很小，密封面很长，使得B腔与C腔的渗漏极少。阀芯头部的锥阀紧贴在阀套孔内的阀座上，形成可靠的线密封，保证A腔与B腔间没有泄漏。阀套上的密封圈防止了A、B、C三腔之间沿阀套外缘的泄漏。且数字阀调速器使用的插装阀都是31.5MPa等级的阀，电磁球阀也是线密封结构，所以在水电站的水轮发电机组的机械液压控制系统中可以做到零泄漏，即系统在稳定状态下耗油量极少。经过实际测定，机组在带固定负荷时，超过2小时启动一次油泵，降低了油泵电机的启动频率，延长了油泵电机及控制系统的使用寿命，减缓了液压油的变质。由于零泄漏，调速器在测频信号消失及断电等情况下会长时间保持接力器位置，接力器无漂移，具有故障锁锭的功能。因此，本实用新型，无机械反馈，也就是取消了现有调速器主接力器的反馈杠杆或反馈钢丝绳，减少了调速器的机械死区，从结构上减化了整个调速系统。

由于插装阀的通径就是其受力面积，在6.3MPa时，φ125插装阀受力为7727.34375公斤，φ80插装阀受力为3165.12公斤，φ50插装阀受力为1236.375公斤。在4.0MPa时，φ40插装阀受力仍达到502.4公斤。另外，在本实用新型中，所有插装阀(如所述开机排油阀3、开机供油阀4、关机排油阀2、关机供油阀5)的滑动侧面上有二十余道平衡槽，即使有微小颗粒进入配合面也会嵌入平衡槽，不可能形成卡阻。因此，从插装阀的受力可以看出，插装阀受力远大于卡阻力，插装阀不可能发生卡阻。现有调速器的三位四通主配压阀活塞受力面积较小，一般受力只有100公斤以下，主配压阀活塞反而抗卡阻能力稍差。因此，数字阀调速器的抗油污卡阻能力远大于现有的调速器。

综上所述，本实用新型以电磁球阀为机电转换元件代替现有的电液转换器、电液伺服阀、比例阀或步进电机，以插装阀为放大元件代替传统的主配压阀。其工作特点是以电磁球阀的通、断控制插装阀开启关闭，插装阀的开启关闭控制接力器油路的通、断来控制接力器。调速器的状态只有通、断两个状态(即1、0)，相当于数字电路的高电平、低电平两个状态(即1、0)，故将其称为数字阀，由此构成的调速器称为数字阀调速器。

本实用新型将插装阀技术应用于水电站液压控制系统中，取得结构紧凑、工艺性好、流动阻力小、通流能力大、升压简单、响应快、抗污染能力强、工作可靠、寿命长、密封性好、效率高等效果，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种数字阀调速器控制装置，其特征在于，包括开机电磁球阀(6)和关机电磁球阀(7)，所述关机电磁球阀(7)分别连接关机供油阀(5)、关机排油阀(2)，所述关机供油阀(5)接接力器(1)的关闭腔(A)且连压力油(P)；

所述接力器(1)的开启腔(B)连接关机排油阀(2)，该关机排油阀(2)连接回油箱，所述接力器(1)与反馈电位器(8)相连；

所述开机电磁球阀(6)分别连接开机供油阀(4)、开机排油阀(3)，该开机供油阀(4)连接压力油(P)且连接接力器(1)的开启腔(B)，所述接力器(1)的关闭腔(A)连接开机排油阀(3)，该开机排油阀(3)连接回油箱。

2、如权利要求1所述的数字阀调速器控制装置，其特征在于，所述压力油(P)与压力油源(9)相连通。

3、如权利要求1所述的数字阀调速器控制装置，其特征在于，所述开机排油阀(3)、开机供油阀(4)、关机排油阀(2)、关机供油阀(5)是二通插装阀。

4、如权利要求3所述的数字阀调速器控制装置，其特征在于，所述开机排油阀(3)、开机供油阀(4)、关机排油阀(2)、关机供油阀(5)是滑动侧面上具有多道平衡槽的二通插装阀。