CN204493314U - 一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，包括若干喷针控制单元和若干折向器控制单元，还包括事故配压阀单元，喷针开关阀的两个控制口分别与第一液动换向阀、第二液动换向阀的输入端连接，第一液动换向阀、第二液动换向阀的输出端分别与液控单向阀的两个输入端连接，液控单向阀的两个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接。折向器控制单元中，折向器开关阀的控制腔与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出端为折向器接力器投入或复归控制口。本实用新型由多喷针多折向器液压系统组成，提高了产品的一致性和可靠性，通过使用事故电磁阀，使事故液动换向阀动作切换油路，喷针及折向器快速关闭，便于实现事故停机。

Description

一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置

技术领域

本实用新型属于水力发电领域，尤其涉及一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置。

背景技术

集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置主要适用于高水头小流量的水电站，这样的机组引水管道很长，水流惯性时间常数较大，容易引起机组甩负荷时转速和水压过高，造成调节品质差。为避免这些不利因素，集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置除了有正常调节流量的喷针外，还设有快速切断水流量的折向器机构，以便相应地减少水轮机动力矩和转速上升值。正常调节流量的喷针也可以缓慢调节喷针开度，防止管道中水压上升过高。

近十年来高水头资源在国内得到很大发展，对于多喷针多折向器集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置调速器来说，由于控制喷针的接力器较多，使得调速机构相应变得十分庞大和复杂，不便于生产、安装和维护，控制精度也难以提高。目前应用于水电站的水轮机大都存在以下不足：（1）机械液压系统采用平面布置，体积庞大，不便于生产、安装和维护；（2）设备投资多；（3）可靠性、利用率和可维修性有待提高。

实用新型内容

本实用新型针对现有水轮机体积庞大，可靠性、利用率和可维修性较低的问题，提供一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，由多喷针多折向器液压系统组成，实现了标准化生产，提高了产品的一致性和可靠性，便于批量生产，有利于提高产品质量，减少库存，也便于检修维护。同时，通过使用事故电磁阀，使事故液动换向阀动作切换油路，喷针及折向器快速关闭，便于实现事故停机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，包括若干喷针控制单元和与若干折向器控制单元，还包括事故配压阀单元，喷针控制单元包括喷针开关阀、喷针阀组和喷针集成块，喷针阀组包括第一液动换向阀、第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀，喷针开关阀的两个控制口分别与第一液动换向阀、第二液动换向阀的输入端连接，第一液动换向阀、第二液动换向阀的输出端分别与液控单向阀的两个输入端连接，液控单向阀的两个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接，双单向节流阀为整定喷针接力器的开关速度的输出元件；折向器控制单元包括折向器开关阀、液动换向阀、折向器集成块，折向器开关阀的控制腔与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出端为折向器接力器投入或复归控制口；事故配压阀单元包括一个事故电磁阀和一个事故液动换向阀，事故电磁阀的进油口与压力油连接，回油口通回油，出油口与事故液动换向阀的控制油口连接，事故液动换向阀的第一进油口、第二进油口分别与紧急停机电磁阀的出油口及压力油相联。

按上述技术方案，所述喷针开关阀、第一液动换向阀和第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀分别固定在喷针集成块的四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个喷针控制单元叠放，通过喷针集成块的上、下面的连接口与相邻喷针控制单元的油口连通，通过上盖板、底板将多个喷针控制单元固定。

按上述技术方案，所述折向器开关阀、液动换向阀分别固定在折向器集成块的两个侧面上，通过折向器集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个折向器控制单元叠放，通过折向器集成块的上、下面的连接口与相邻折向器控制单元的油口连通，通过盖板、下底板将多个折向器控制单元固定。

本实用新型具有以下有益效果：（1）喷针控制单元和折向器控制单元借用标准液压件，实现了标准化设计，便于批量生产，有利于提高产品质量，减少库存，也便于检修维护；（2）采用叠加式结构设计，可以方便地由各控制单元组合成多喷针多折向器控制的冲击式调速器控制系统；（3）本实用型新高度集成，节约布置空间，与油压装置的组合方便，也便于电站的现场布置；（4）通过使用事故电磁阀，使事故液动换向阀动作切换油路，喷针及折向器快速关闭，便于实现事故停机。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置的原理图；

图2是本实用新型实施例集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置中折向器集成块的示意图；

图4是喷针阀组的局部示意图；

图5是喷针集成块的俯视图；

图6是图2中喷针集成块的右视图；

图7是图2中喷针集成块的左视图；

图8是图2中喷针集成块的与第一液动换向阀连接面的示意图；

图9是图2中喷针集成块的仰视图；

图10是图5的D-D剖视图；

图11是图折向器集成块的俯视图；

图12是图 3中折向器集成块的右视图；

图13是图3中折向器集成块的仰视图；

图14是折向器集成块与折向器开关阀连接面的示意图；

图15是图11的E-E剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中提供一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，包括若干喷针控制单元和若干折向器控制单元，还包括事故配压阀单元，喷针控制单元包括喷针开关阀、喷针阀组和喷针集成块，喷针阀组包括第一液动换向阀、第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀，喷针开关阀的两个控制口分别与第一液动换向阀、第二液动换向阀的输入端连接，第一液动换向阀、第二液动换向阀的输出端分别与液控单向阀的两个输入端连接，液控单向阀的两个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接，双单向节流阀为整定喷针接力器的开关速度的输出元件；折向器控制单元包括折向器开关阀、液动换向阀、折向器集成块，折向器开关阀的控制腔与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出端为折向器接力器投入或复归控制口；事故配压阀单元包括一个事故电磁阀和一个事故液动换向阀，事故电磁阀的进油口与压力油连接，回油口通回油，出油口与事故液动换向阀的控制油口连接，事故液动换向阀的第一进油口、第二进油口分别与紧急停机电磁阀的出油口及压力油相联。

其中，喷针开关阀、第一液动换向阀和第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀分别固定在喷针集成块的四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个喷针控制单元叠放，通过喷针集成块的上、下面的连接口与相邻喷针控制单元的油口连通，通过上盖板、底板将多个喷针控制单元固定。

进一步地，折向器开关阀、液动换向阀分别固定在折向器集成块的两个侧面上，通过折向器集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个折向器控制单元叠放，通过折向器集成块的上、下面的连接口与相邻折向器控制单元的油口连通，通过盖板、下底板将多个折向器控制单元固定。

本实用新型的技术方案，电气部分核心采用PLC控制，喷针和折向器分开控制，每个喷针分别采用单元控制方式并进行实时调节，喷针控制系统采用数字阀实现闭环控制，保证系统运行工况的调节性能和调节品质，折向器也采用单元控制，取消与喷针的机械协联，而采用电气协联，转速正常调节时，折向器不参与调节，随喷针进行协联，当转速过高或大波动，喷针和折向器不协联，折向器根据转速变化采用开关量控制，以控制转速，待转速变化正常后，又恢复电气协联关系。同时，整套机械结构采用标准化液压元件，每个喷针和折向器单元设计成标准模块，相互叠加即可方便地构成多喷多折调速器。喷针接力器开机过程：喷针开关阀在调速器PLC的PWM开信号作用下，其开侧的电磁阀动作，压力油经喷针开关阀流向喷针阀组，然后经过喷针阀组内各阀后直接作用于喷针接力器开腔侧，喷针接力器以PWM给定的速度向开机方向运动，其关腔侧的油液经喷针阀组内各阀后，最后经喷针开关阀流向回油箱。当开信号消失时，喷针接力器锁定在当前位置，保持当前开度不变。喷针接力器关机过程与开机过程相仿。

本实用新型较佳实施例中，集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置中采用单元式结构设计，将各个喷针和折向器的液压控制系统设计成完全相同的独立控制的液压单元，在结构上采取各个液压单元多层叠加的形式，有几个喷针，就叠加几个喷针控制单元，有几个折向器，就叠加几个折向器控制单元，从而构成多喷针多折向器控制的调速器，这样喷针控制单元、折向器控制单元就可实现标准化设计，进行批量生产，提高产品质量，降低生产成本，减少库存品种。

如图1-图4所示，一个喷针开关阀5、第一液动换向阀6、第二液动换向阀6.1，一个液控单向阀8，一个双单向节流阀9分别固定在喷针集成块19的四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块19的上下面有对应的连接口，构成一个标准的喷针控制单元模块；多个喷针控制单元模块叠放，通过喷针集成块19的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由上盖板18、底板21和螺杆16及螺母17将多个喷针控制单元模块连接固定，构成喷针控制部分。在每个喷针液压单元的后面装有喷针开关油管接头，用于连接喷针接力器开关油管。喷针开关阀采用的是高速电磁开关阀，控制喷针接力器的开和关，喷针阀组则具有如下功能：(1)  可根据实际需要调整喷针全行程最快的开、关机时间，即调节保证计算得出的时间；(2)  具有接力器锁定功能，在喷针开关阀不动作的情况下，防止喷针接力器漂移；(3)  可配合紧急停机电磁阀实现喷针接力器的紧急关闭。一个折向器开关阀3和一个液动换向阀2分别固定在折向器集成块11的两个侧面上，通过折向器集成块11中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块11的上下面有对应的连接口，构成一个标准的折向器控制单元模块；多个折向器控制单元模块叠放，通过折向器集成块11的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由一块盖板12、四根螺杆14、四个螺母13、底板22将多个折向器控制单元模块连接固定，构成折向器控制部分。在每个折向器液压单元的后面装有投入和退出油管接头，用于连接折向器接力器投入和退出油管。事故配压阀控制单元包括一个事故电磁阀30和一个事故液动换向阀31。事故电磁阀30的进油口P30与压力油连接，回油口T30通回油，出油口B31与事故液动换向阀31的控制油口X30连接，事故液动换向阀31的第一进油口A30、第二进油口B30分别与紧急停机电磁阀4的A口及压力油相联。A31是事故液动换向阀的出油口。事故配压阀控制单元包括一个事故电磁阀30和一个事故液动换向阀31，分别固定在上盖板18的两个侧面上，通过上盖板18中相应的油道将各阀相应的油口连通，通过螺杆16及螺母17将上盖板18与底板21和多个喷针控制单元模块连接固定，构成喷针控制部分。事故电磁阀30、事故液动换向阀31、紧急停机电磁阀4连接在折向器控制单元和喷针控制单元的事故停机、紧急停机压力油的输入端。

图5是图2中喷针集成块19的俯视图，即是集成块19的上面，T、P、A3、A1是对应的连接口，其下面与上面的结构基本相同。图6是喷针集成块的右视图，即是喷针集成块与喷针开关阀5连接的面：A2、B1、P1、T1是喷针集成块与喷针开关阀5对应口连接的口。图7是喷针集成块的左视图，即是与液控单向阀8连接的面：P7、P8是与液控单向阀8对应口连接的口。图8是喷针集成块的俯视图，即是喷针集成块与第一液动换向阀6连接的面： P2、T2、T3、P5、X1是喷针集成块与第一液动换向阀6对应口连接的口。图9是喷针集成块的仰视图，即是与第二液动换向阀6.1连接的面： P4、T4、P3、P6、X2是喷针集成块与第二液动换向阀6.1对应口连接的口。如图4所示：第二液动换向阀6.1后面装有双单向节流阀9、液控单向阀8和开关机油管接头23，油管接头23用于连接喷针接力器开关机油管。图10是图5的D-D剖视图。显示喷针集成块中将各阀相应的油口连通的油道L。

图11是图 3中折向器集成块的俯视图, 即是折向器集成块11的上面，T、P是对应的连接口，各集成块间用O形圈密封，形成多层叠加。图12是折向器集成块的右视图,即是与液动换向阀2连接的面：A5、B2、P11、T5、T6、X3是折向器集成块与液动换向阀2对应口连接的口。图13是折向器集成块仰视图，是折向器集成块与外界连接的面，P11、P12是外接油口。图14是折向器集成块的俯视图，是折向器集成块与折向器开关阀3连接的面：A4、P9、P10是与开关阀3对应口连接的口。图15是图11的E-E剖视图。显示折向器集成块中将各阀相应的油口连通的油道L1。

折向器开关阀可以采用高速电磁开关阀，控制折向器的投入和退出，对于喷针和折向器具有协联关系的冲击式调速器，折向器控制单元就会增加一个慢速开关阀，配合折向器开关阀，实现折向器开度的高速和低速控制，使折向器的开度随动于喷针开度。折向器阀组则具有如下功能：可根据实际需要调整折向器投入与退出的最快时间，即调节保证计算得出的时间；对于喷针和折向器具有协联关系的冲击式调速器，具有接力器锁定功能，在折向器开关阀和慢速开关阀不动作的情况下，防止折向器接力器漂移；并可配合紧停电磁阀实现折向器接力器的紧急投入。折向器接力器投入过程：折向器开关阀在投入信号的作用下，其投入侧电磁阀动作，控制油经折向器开关阀流向折向器阀组，使其产生相应的动作，压力油经过折向器阀组直接作用于折向器接力器的投入侧，折向器接力器以调整的速度向投入方向运动，其退出侧的油液经折向器阀组后流向回油箱。折向器接力器向投入方向运动到折向器全部投入位置后停止。折向器接力器退出过程：折向器开关阀在退出信号的作用下，其退出侧电磁阀动作，折向器阀组的控制油经折向器开关阀和紧停电磁阀流向回油箱，折向器阀组产生相应的动作, 压力油经过折向器阀组直接作用于折向器接力器退出侧，折向器接力器以调整的速度向退出方向运动，其投入侧的油液经折向器阀组后流向回油箱。折向器接力器向退出方向运动到折向器全部退出位置后停止。

本实用新型的电液转换环节采用多层叠加结构型式，体积小、结构简单、布局合理、整机无明管和杆件；同时采用独立的机械液压控制回路分别控制喷针和折向器，可根据机组喷针和折向器数量进行相应叠加组合，取消了传统的机械协联及复杂的连杆机构，使机械结构大幅简化，具有如下优点：

（1）每个喷针和折向器都采用标准单元式结构设计，可以相互叠加，构成多喷针多折向器液压系统，实现了标准化生产，提高了产品的一致性和可靠性。

（2）由于各标准单元可相互叠加，使得多喷针多折向器液压系统集成度得以提高，占用面积要比平面布置形式的液压系统成倍缩小，有利于缩小回油箱，方便厂房设备布置。

（3）取消了常规调速器的引导阀、辅助接力器及所有杆件等中间结构，所以环节少、死区小、速动性好、可靠性高。

（4）具有喷针防漂移装置。机组带稳定负荷时喷针接力器两腔油全部被封闭，接力器保持当前开度不变，无飘移。

（5）当紧急停机电磁阀动作后，喷针及折向器未快速关闭或紧急停机电磁阀有故障不能实现紧急停机时，事故电磁阀动作使事故液动换向阀动作切换油路，使喷针及折向器快速关闭，实现事故停机。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，其特征在于，包括若干喷针控制单元和若干折向器控制单元，还包括事故配压阀单元，喷针控制单元包括喷针开关阀、喷针阀组和喷针集成块，喷针阀组包括第一液动换向阀、第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀，喷针开关阀的两个控制口分别与第一液动换向阀、第二液动换向阀的输入端连接，第一液动换向阀、第二液动换向阀的输出端分别与液控单向阀的两个输入端连接，液控单向阀的两个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接，双单向节流阀为整定喷针接力器的开关速度的输出元件；折向器控制单元包括折向器开关阀、液动换向阀、折向器集成块，折向器开关阀的控制腔与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出端为折向器接力器投入或复归控制口；事故配压阀单元包括一个事故电磁阀和一个事故液动换向阀，事故电磁阀的进油口与压力油连接，回油口通回油，出油口与事故液动换向阀的控制油口连接，事故液动换向阀的第一进油口、第二进油口分别与紧急停机电磁阀的出油口及压力油相联。

2.根据权利要求1所述的集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，其特征在于，所述喷针开关阀、第一液动换向阀和第二液动换向阀、液控单向阀、双单向节流阀分别固定在喷针集成块的四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个喷针控制单元叠放，通过喷针集成块的上、下面的连接口与相邻喷针控制单元的油口连通，通过上盖板、底板将多个喷针控制单元固定。

3.根据权利要求1或2所述的集成事故配压阀的冲击式水轮机调速器液压装置，其特征在于，所述折向器开关阀、液动换向阀分别固定在折向器集成块的两个侧面上，通过折向器集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块的上、下面分别设置对应的连接口；多个折向器控制单元叠放，通过折向器集成块的上、下面的连接口与相邻折向器控制单元的油口连通，通过盖板、下底板将多个折向器控制单元固定。