CN201810355U - 单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，包括油箱、电机、泵、活塞式油缸、弹簧、两个单向阀、液控安全阀和快关电磁阀，本实用新型由电机和泵对汽轮机阀门进行低速度开阀控制，由液控安全阀、快关电磁阀和弹簧对汽轮机阀门进行快速动作控制，因此其控制功率低，响应速度快。

Description

单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构 

技术领域

本实用新型涉及汽轮机阀门的控制，具体涉及一种用于汽轮机阀门的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构。 

背景技术

液压执行机构(油动机)是汽轮机调节及保安系统的执行部件，也是各种工业控制阀门的执行部件，其主要功能是通过液压变化实时控制其活塞动作，进而控制(汽轮机)阀门的开关。 

传统的汽轮机调节系统都采用阀控油动机的阀控系统，这种系统(参见图2)采用由外部供油的换向阀SV2，换向阀SV2的进油口和回油口分别连接油箱Y21和外部高压油源Y22，两个控制油口中的一个堵死，另一个连接活塞式油动机U2的无杆腔，油动机U2的活塞杆经弹簧连接固定着地物，液控安全阀CTV2控制油动机U2的两个工作腔的通断；运行时输入阀位指令信号，油动机U2的阀位反馈信号LVDT经解调器TD2转为电信号后与阀位指令信号CTRL2进行比较，并根据比较结果控制换向阀SV2动作，进而控制油动机U2的活塞行程；由于换向阀具有较快的响应速度，因此这种系统能很好地满足汽轮机的调节系统对快速响应的要求，仅仅需要控制液控安全阀CTV2打开，使油动机U2的两个工作腔连通，即可控制汽轮机蒸汽阀门快速关闭，从而实现蒸汽阀门的安全控制，这种系统的功能有两个，一是在正常情况下对蒸汽阀门进行阀的开关控制，二是在紧急情况下对蒸汽阀门实现安全控制。但是由于换向阀本身固有的结构特点，使得这种系统具有以下缺点：1)换向阀的加工精度要求较高，其价格十分昂贵；2)由于换向阀结构细小且阀体较脆弱，因此对油液污染特别敏感，其阀芯容易被油液中的杂质磨损而导致失灵，因 此必须配备过滤精度很高的过滤系统；3)由于换向阀对温度变化较敏感，而阀控油动机电液伺服系统的能量损耗很严重，其节流发热较大，因此必须配备较完善的冷却系统；4)由于换向阀由外部供油，因此需要一套泵站系统提供恒压油源，从而增大了系统整体的体积和复杂程度；5)当系统处于非工作周期时(保压工况和空转工况)，系统仍处运行状态，增加了运行成本。上述缺点使得阀控油动机电液伺服系统的成本较高。 

为了克服阀控油动机电液伺服系统的缺点，现有技术中出现了一种直驱式容积控制电液伺服系统(DDVC系统)，这种系统(参见图3)的液压主回路采用闭式油路，其油泵D3的两个油口分别连接活塞式油动机U3的两个工作腔，在系统中还设有用于平衡系统正反运行时油量容积差的补油阀(两个液控单向阀H31、H32)及用于锁住活塞杆的单向阀(两个液控单向阀H33、H34)；运行时通过交流电机M3控制油泵D3的输出流量和液压油的流动方向，进而控制油动机U3的活塞行程。这种系统具有以下优点：1)由于液压主回路是闭式回路，系统用油量很少且受外界污染机会较少，因此只需要小油箱(油罐)即可，而且系统中无敏感元件，因此也不需要配备过滤装置；2)由于直驱式容积控制电液伺服系统中没有节流元件，压力损耗很小，因此油泵工作时产生的热量很少，系统可以自散热，不需要配备冷却系统；3)系统只在执行机构工作时，才启动交流电机，当系统处于非工作周期时(保压工况和空转工况)几乎不消耗能量，其运行成本很低。因此直驱式容积控制电液伺服系统相对阀控油动机电液伺服系统成本较低，但是由于交流电机和油泵组合的灵敏性要低于换向阀的灵敏性，因此这种系统的响应速度较慢，无法应用于对快关功能要求较高的大功率汽轮机。 

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种响应速度快、控制功率低，运行成本低的单向弹簧快速缩回的低功率 节能型液压开关型执行机构。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，包括油箱、电机、泵、活塞式油缸、弹簧、两个单向阀、蓄能器、液控安全阀快关装置；所述电机连接并控制泵运行；所述油缸具有两个工作腔，其中一个工作腔为有杆腔，另一个工作腔为无杆腔，其活塞杆设于有杆腔中；所述弹簧的一端与固定着地物固接，另一端与油缸的活塞杆固接，而且其伸缩方向与活塞杆的伸缩方向相同；所述泵具有两个油口，分别为出油口和吸油口；所述两个单向阀分别为第一单向阀和第二单向阀；所述泵的出油口经第一单向阀连接油缸的无杆腔，其吸油口经第二单向阀连接油缸的有杆腔；所述油缸上下止端设有行程开关，所述行程开关把阀门的开关信号送出开关量，供远端检测和控制，其创新点在于：还包含快关液控安全阀和快关电磁阀；所述液控安全阀具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其进油口经一单向阀连接油缸的有杆腔，其出油口连接油缸的无杆腔，并经一节流阀连接其控制油口；所述快关电磁阀具有一个进油口和一个出油口，其进油口连接液控安全阀的进油口和油箱，其出油口连接液控安全阀的控制油口。 

优选地，本实用新型上述单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构中，活塞式油箱设有进气口，该进气口经一空气滤清器连接外部大气。 

优选地，本实用新型上述单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构中，还包括两个压力开关PS1和PS2，输出开关量控制电机启动或停止。 

优选地，本实用新型上述单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构中，手动泵的一个油口与油箱连接，另一油口与溢流阀的一个油口相连，通过第二单向阀的进油口，进入油缸的无杆腔。 

在系统无电力情况或对系统维护时的性能测定，通过手动泵MP对系统施加压力，控制阀门开启；系统中泵的启动和停止通过智能压力开关PS1和PS2控制，同时压力开关输出模拟量供远控端检测和控制，实现智能化节能控制。 

相对于现有技术，本实用新型提供的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，由电机和泵对汽轮机阀门进行低速度开阀控制，由液控安全阀、快关电磁阀和弹簧对汽轮机阀门进行快速动作控制，因此其控制功率低，响应速度快；而且由于油缸是由电机直接驱动的，与伺服阀驱动油缸的液压执行机构相比，其有效工作压力提高了三分之一，也即相同尺寸油缸推拉力大了三分之一；对液压系统液压清洁度的要求也可以从伺服阀控系统的NAS5级降低到NAS8级，大大降低了系统运行维护的成本，提高了系统运行的可靠性。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是传统阀控油动机的阀控系统的结构示意图。 

图3是现有直驱式容积控制电液伺服系统(DDVC系统)的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。 

如图1所示，本实用新型优选实施例提供的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，包括油箱、电机SM1、泵PM1、活塞式油缸CY1、弹簧K、两个单向阀；电机SM1连接并控制泵PM1运行；油缸CY1具有两个工作腔，其中一个工作腔为有杆腔，另一个工作腔为无杆腔，其活塞杆设于有杆腔中；弹簧K的一端与固定着地物固接，另一端与油缸CY1的活塞杆固接， 而且其伸缩方向与活塞杆的伸缩方向相同；泵PM1具有两个油口，分别为出油口和吸油口；两个单向阀分别为第一单向阀RCV1和第二单向阀RCV2；泵PM1的出油口经第一单向阀RCV1连接油缸CY1的无杆腔，其吸油口经第二单向阀RCV2连接油缸CY1的有杆腔；单向阀RCV3、节流阀SH1、蓄能器NXQ在系统启动时向蓄能器充液，提供压力储备；蓄能器NXQ、节流器ORI2在系统处于保压工况(电机停机)时向系统提供压力；蓄能器NXQ、节流阀SH1、节流阀SH2在蓄能器在线维修或在线更换的情况下使用；压力开关PS1输出开关量控制电机PM1启动，压力开关PS2输出开关量控制电机PM1停止； 

此外，如图1所示，本实用新型优选实施例提供的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构还含快关液控安全阀CTV1和快关电磁阀CCF1；液控安全阀CTV1具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其进油口经一单向阀连接油缸CY1的有杆腔，其出油口连接油缸CY1的无杆腔，并经一节流阀ORI1连接其控制油口；快关电磁阀CCF1具有一个进油口和一个出油口，其进油口连接液控安全阀CTV1的进油口和油箱CY1，其出油口连接液控安全阀CTV1的控制油口；液控安全阀CTV1和快关电磁阀CCF1，通过使快关电磁阀CCF1得电，液控安全阀液控口与进油口导通，液压缸CY1无杆腔液压油通过液控安全阀CTV1卸荷，实现对阀门的快关控制；手动泵MP在系统无电力情况或对系统维护时的性能测定时，对系统施加压力，控制阀门开启；泵的出油口P1经过第一单向阀后和手动泵MP的出油口一起经溢流阀RF1连接油箱T1。 

本实施例中，油缸CY1的无杆腔通过节流阀SH3接有一个油缸压力表M1。 

下面结合附图具体说明本实用新型的动作过程。 

如图1所示，控制汽轮机阀门时，将压力开关PS1、压力开关PS2、行程开关S1、行程开关S2信号接入远方控制中心，通过与控制中心阀门开关指令 信号进行比较，控制电机PM1启动或停止，使油缸CY1的活塞杆带动汽轮机阀门作出相应的动作； 

当汽轮机阀门需要快速动作时，快关电磁阀CCF1处于得电状态，此时其进油口与其出油口导通，液控安全阀CTV1的控制油口失压，使得液控安全阀CTV1导通，此时油缸CY1的无杆腔与油箱直接连通，在弹簧K的弹力作用下，油缸CY1的无杆腔中的液压油经液控安全阀CTV1快速回流至油缸CY1中，使得油缸CY1的活塞杆快速缩回，从而带动汽轮机的阀门快速关闭。 

Claims (5)

1.一种单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，包括油箱、电机、泵、活塞式油缸、弹簧、两个单向阀、蓄能器、液控安全阀快关装置；所述电机连接并控制泵运行；所述油缸具有两个工作腔，其中一个工作腔为有杆腔，另一个工作腔为无杆腔，其活塞杆设于有杆腔中；所述弹簧的一端与固定着地物固接，另一端与油缸的活塞杆固接，而且其伸缩方向与活塞杆的伸缩方向相同；所述泵具有两个油口，分别为出油口和吸油口；所述两个单向阀分别为第一单向阀和第二单向阀；所述泵的出油口经第一单向阀连接油缸的无杆腔，其吸油口经第二单向阀连接油缸的有杆腔；所述油缸上下止端设有行程开关，所述行程开关把阀门的开关信号送出开关量，供远端检测和控制，其特征在于：还包含快关液控安全阀和快关电磁阀；所述液控安全阀具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其进油口经一单向阀连接油缸的有杆腔，其出油口连接油缸的无杆腔，并经一节流阀连接其控制油口；所述快关电磁阀具有一个进油口和一个出油口，其进油口连接液控安全阀的进油口和油箱，其出油口连接液控安全阀的控制油口。

2.根据权利要求1所述的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，其特征在于：所述活塞式油箱设有进气口，该进气口经一空气滤清器连接外部大气。

3.根据权利要求1所述的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，其特征在于：还包括两个压力开关，输出开关量控制电机启动或停止。

4.根据权利要求1所述的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，其特征在于：油缸的无杆腔通过节流阀接有油缸压力表。

5.根据权利要求1所述的单向弹簧快速缩回的低功率节能型液压开关型执行机构，其特征在于：还包括手动泵，手动泵的一个油口与油箱连接，另 一油口与溢流阀的一个油口相连，通过第二单向阀的进油口，进入油缸的无杆腔。 

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