CN209875587U - 快速卷扬启闭机液压调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速卷扬启闭机液压调速器，包括：液压动力装置与卷扬启闭机连接；闸门位置传感器设在卷扬启闭机上，能检测闸门的位置；转速传感器设在液压动力装置动力轴上，能检测动力轴转速；PLC控制模块分别与闸门位置传感器和转速传感器连接；远程控制系统经PLC控制模块与液压控制模块连接，能经液压控制模块调控液压动力装置的转速来控制卷扬启闭机驱动闸门的速度；移动电源分别与PLC控制模块和液压控制模块电气连接；PLC控制模块、液压控制模块和移动电源均设在主机箱内。该调速器克服了机械式限速器适应容量小、运行过程中速度不能调整等问题，提高快速卷扬启闭机容量及速度范围和快速闸门事故保护的响应速度、以及运行的可靠性及安全性。

Description

快速卷扬启闭机液压调速器

技术领域

本实用新型涉及卷扬设备控制领域，尤其涉及一种快速卷扬启闭机液压调速器。

背景技术

在水电水利工程中，快速闸门一般设置在引水系统的进水口处，在工程中具有极其重要的作用，是水电水利工程事故时，防止事故扩大的重要安全设备。快速闸门可以选用液压启闭机或快速卷扬启闭机操作，采用液压启闭机操作时，液压启闭机通过拉杆与闸门相连，闸门及启闭机检修维护工作量大，且过程繁琐。采用快速卷扬启闭机布置时，启闭机与闸门直接连接，闸门及启闭机检修维护极为方便。目前快速卷扬启闭机采用机械式限速器控制闭门操作，受机械式限速器工作原理限制，其运行速度为固定速度，由于闸门接近底槛时的速度不能大于5m/min，故采用机械式限速器的快速卷扬启闭机全程运行速度均不能大于5m/min，启闭机扬程大时落门时间较长，同时，受机械式限速器结构限制其仅适用于容量为500KN以下的快速闸门启闭，当快速闸门启闭容量较大(即大于500KN)时则无法选用。

实用新型内容

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种快速卷扬启闭机液压调速器，能解决现有快速卷扬启闭机多采用机械式限速器存在适应容量小且运行过程中速度不能调整的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种快速卷扬启闭机液压调速器，包括：主机箱、液压动力装置、闸门位置传感器、转速传感器、PLC控制模块、远程控制系统、液压控制模块和移动电源；其中，

所述液压动力装置与卷扬启闭机连接，能控制所述卷扬启闭机的闸门下降速度；

所述闸门位置传感器设在所述卷扬启闭机上，能检测所述卷扬启闭机的闸门的位置；

所述转速传感器设在所述液压动力装置的动力轴上，能检测所述动力轴的转速；

所述PLC控制模块分别与所述闸门位置传感器和转速传感器电气连接；

所述远程控制系统经所述PLC控制模块与所述液压控制模块连接，能经所述液压控制模块调控所述液压动力装置的转速来控制卷扬启闭机驱动闸门的速度；

所述移动电源分别与所述PLC控制模块和所述液压控制模块电气连接；

所述PLC控制模块、液压控制模块和移动电源均设在所述主机箱内。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的快速卷扬启闭机液压调速器，其有益效果为：

通过将液压动力装置与卷扬启闭机连接，通过液压控制模块和PLC控制模块配合闸门位置传感器、转速传感器和远程控制系统对液压动力装置进行控制，来调节卷扬启闭机的闸门的下降速度，该调速器克服了机械式限速器适应容量小、运行过程中速度不能调整等问题，提高了快速卷扬启闭机的容量及速度范围，提高了快速闸门的事故保护的响应速度，降低了工程的投资及设备的检修维护难度，并提高了启闭机运行的可靠性及安全性。该调速器具有很好的技术、经济及社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的快速卷扬启闭机液压调速器的构成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的快速卷扬启闭机液压调速器的液压控制模块的原理图；

图中各标号为：1-油箱；2-单向阀组件；21-第一单向阀；22-第二单向阀；23-第三单向阀；3-PLC控制模块；31-UPS电源；32-电池组；4-第一液压管路；5-液压动力装置； 51-液压泵(马达)；52-减速机；6-压力变送组件；61-压力变送器；62-压力表；63-溢流保护阀；7-回油过滤器；8-电磁比例调速阀组；81-电磁比例调速阀一；82-电磁比例调速阀二；83-电磁比例调速阀三；84-电磁比例调速阀N；9-空气滤清器；10-第二液压管路； 11-启闭机高速轴端；12-液位液温传感器；13-液压控制模块；14-主机箱；15-转速传感器；16-闸门位置传感器；17-卷扬启闭机；18-闸门；19-远程控制系统。

具体实施方式

下面结合本实用新型的具体内容，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种快速卷扬启闭机液压调速器，用于对快速卷扬启闭机进行调速，能对快速卷扬启闭机的下降提供阻力，进而来快速卷扬启闭机的闸门下降速度，包括：

主机箱、液压动力装置、闸门位置传感器、转速传感器、PLC控制模块、远程控制系统、液压控制模块和移动电源；其中，

所述液压动力装置与卷扬启闭机连接，能控制所述卷扬启闭机的闸门下降速度；

所述闸门位置传感器设在所述卷扬启闭机上，能检测所述卷扬启闭机的闸门的位置；

所述转速传感器设在所述液压动力装置的动力轴上，能检测所述动力轴的转速；

所述PLC控制模块分别与所述闸门位置传感器和转速传感器电气连接；

所述远程控制系统经所述PLC控制模块与所述液压控制模块连接，能经所述液压控制模块调控所述液压动力装置的转速来控制卷扬启闭机驱动闸门的速度；

所述移动电源与所述PLC控制模块电气连接；

所述PLC控制模块、远程控制系统、液压控制模块和移动电源均设在所述主机箱内。

上述调速器中，液压动力装置包括：顺次连接的液压泵与减速机，所述减速机的动力轴与所述卷扬启闭机连接。

上述调速器中，液压控制模块包括：

油箱、第一液压管路、第二液压管路、回油过滤器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一分支管路、第二分支管路、第三分支管路、电磁比例调速阀组、液位液温传感器和空气滤清器；其中，

所述第一液压管路一端连接至所述油箱；

所述第二液压管路一端通过所述回油过滤器连接至所述油箱；

所述液压动力装置的液压泵的第一端口经所述第三分支管路和第三单向阀与所述油箱连接，该液压泵的第二端口经所述第二分支管路和第二单向阀与所述油箱连接，该液压泵的第二端口通过所述第一分支管路、第一单向阀连接至第二液压管路，并经所述第二液压管路和回油过滤器连接至油箱；

所述第三分支管路与所述油箱内的所述第一液压管路连接；

所述电磁比例调速阀组连接在所述第一液压管路与所述第二液压管路之间；

所述油箱内设置所述液位液温传感器，所述液位液温传感器与所述PLC控制模块电气连接；

所述油箱经进气管连接所述空气滤清器。

上述调速器中，电磁比例调速阀组包括：至少一个电磁比例调速阀，各电磁比例调速阀并联连接在所述第一液压管路与所述第二液压管路之间。图2中示意了三个电磁比例调速阀组成的电磁比例调速阀组，可根据需要设置更多的电磁比例调速阀(如图2中84示意的电磁比例调速阀N)。

上述调速器中，液压控制模块还包括：压力变送器、压力表和溢流保护阀；

其中，所述压力变送器、压力表和溢流保护阀顺次连接在所述所述第一液压管路与所述第二液压管路之间。其中，压力变送器可将系统压力信号提供给PLC控制模块；溢流保护阀能当整个调速器压力超出溢流保护阀设定值时进行溢流保护。

上述液压控制模块中，在液压动力装置的液压泵连接的第一、第二液压管路之间并联连接电磁比例调速阀组，同时通过单向阀组件(包括第一、第二和第三单向阀)将液压泵连接的第一、第二液压管路连接至油箱，可实现由单向阀组件配合电磁比例调速阀组实现启闭机的液压调速运行，克服了机械式限速器适应容量小、运行过程中速度不能调整等问题，提高了快速卷扬启闭机的容量及速度范围，提高了快速闸门的事故保护的响应速度，降低了工程的投资及设备的检修维护难度，并提高了启闭机运行的可靠性及安全性。

优选的,上述调速器中，液压动力装置的液压泵设在液压控制模块的油箱内。

上述调速器中，移动电源由顺次连接的电池组和UPS电源组成，所述UPS电源与所述 PLC控制模块电气连接。其中，UPS电源与市电连接，为电池组充电，并为PLC控制模块、液压控制模块、转速传感器、闸门位置传感器、液位液温传感器提供电力，当失电情况下，需要对快速卷扬启闭机液压调速器进行操作时，电池组通过UPS电源输出电力，保证PLC 控制模块、液压控制模块及转速传感器、闸门位置传感器、液位液温传感器的正常运行。进一步的，所述UPS电源输出电池电量信号给PLC控制模块，PLC控制模块根据电池电量信号，计算出快速卷扬启闭机液压调速器剩余可运行时间，当可运行时间小于设定值时， PLC控制模块控制输出显示及警示零件发出警示信号。

上述调速器中，PLC控制模块与远程控制系统通过信号线及网络连接，接收远程控制系统的控制信号，并将液位液温信号、转速信号、闸门位置信号、电池电量信号、电磁比例调速阀的动作信号及压力信号反馈给远程控制系统。

具体的，油箱内设置的液位液温传感器能输出液位液温信号给PLC控制模块，PLC控制模块根据得到的液位液温信号，分辨快速卷扬启闭机液压调速器的液压油温度是否在正常运行温度范围内，液压油量是否满足设备正常运行，如能满足，PLC控制模块可输出控制信号给液压控制模块，如不能满足快速卷扬启闭机液压调速器的正常运行，则PLC控制模块不输出控制信号给液压控制模块，并可将液位液温信号反馈到远程控制系统。

具体的，闸门位置传感器能输出闸门位置信号给PLC控制模块，PLC控制模块根据闸门位置信号给出多组4～20毫安的控制信号，控制电磁比例调速阀组的各电磁比例调速阀上的控制线圈，从而控制电磁比例调速阀的输出油量。

具体的，设在减速机的动力轴上的转速传感器能输出转速信号给PLC控制模块，PLC 控制模块根据转速计算出闸门的下降速度，PLC控制模块根据转速信号给出多组4～20毫安的控制信号，控制电磁比例调速阀组的各电磁比例调速阀上的控制线圈，从而控制电磁比例调速阀的输出油量，控制闸门在相应高度以相应速度下降。

上述调速器中，PLC控制模块控制电磁比例调速阀组的各个电磁比例调速阀的输出流量；当闸门在最高位置时各控制电磁比例调速阀开到最大值，使闸门快速下落，当闸门下降到第一设定高度时，PLC控制模块控制电磁比例调速阀一的调速线圈，逐渐减小液压流量，直至关闭，当闸门下降到第二设定高度时，PLC控制模块控制电磁比例调速阀二的调速线圈，逐渐减小液压流量，直至关闭，当闸门下降到第三设定高度时，PLC控制模块控制电磁比例调速阀三的调速线圈，逐渐减小液压流量，当闸门下降到第四设定高度时，PLC 控制模块控制电磁比例调速阀三的调速线圈做微调，使闸门以固定速度缓慢下降至完全关闭，下降速度可在1～5m/min以内自由调整，当系统压力回复至0MPa，PLC控制模块控制电磁比例调速阀三的调速线圈，直至关闭。

下面对本实用新型实施例具体作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供一种快速卷扬启闭机液压调速器，能适应小、中、大各种容量的快速卷扬启闭机，且具有较大范围内调速运行功能，达到提高快速卷扬启闭机的容量及速度范围，降低工程的投资及设备的检修维护难度，也提高了启闭机运行的可靠性及安全性的目的。本实用新型的液压调速器包括：

主机箱14、油箱1、PLC控制模块3、液压控制模块13、液压泵51(即马达)、减速机52、转速传感器15、闸门位置传感器16、液位液温传感器12、电池组32、UPS电源31、单向阀组件2、第一液压管路4、压力变送器61、压力表62、溢流保护阀63、电磁比例调速阀组8、第二液压管路10；液压泵51连接减速机52，减速机52与启闭机高速轴端相连，能驱动启闭机。

参见图1、2，该液压调速器的控制方式如下：

(1)快速下降工况：启闭机高速轴端带动减速机52及液压泵51旋转，油箱1中的液压油由单向阀22进入液压泵51，经电磁比例调速阀一81、电磁比例调速阀二82、电磁比例调速阀三83及回油过滤器7，流回油箱1；快速下降速度由电磁比例调速阀一81、电磁比例调速阀二82、电磁比例调速阀三83共同控制，当闸门在最高位置时各控制电磁比例调速阀开到最大值，使闸门18快速下落，当闸门18下降到第一设定高度时，PLC控制模块3控制的电磁比例调速阀一81的调速线圈，逐渐减小液压流量，直至关闭，当闸门18下降到第二设定高度时，PLC控制模块3控制电磁比例调速阀二82的调速线圈，逐渐减小液压流量，直至关闭，当闸门18下降到第三设定高度时，PLC控制模块3控制电磁比例调速阀三83的调速线圈，逐渐减小液压流量，当闸门18下降到第四设定高度时，PLC控制模块3控制电磁比例调速阀三 83的调速线圈做微调，使闸门18以固定速度缓慢下降至完全关闭，下降速度可在1～5m/min以内自由调整，当压力回复至0MPa，PLC控制模块3控制电磁比例调速阀三83的调速线圈，直至关闭。

(2)正常速度下降工况：启闭机正常速度下降时，启闭机高速轴端带动减速机52及液压泵51旋转，油箱1中的液压油由第二单向阀22进入液压泵51，经电磁比例调速阀一 81、电磁比例调速阀二82、电磁比例调速阀三83及回油过滤器7，流回油箱1；由于启闭机正常速度下降远小于快速下降速度，启闭机正常速度下降时电磁比例调速阀一81、电磁比例调速阀二82、电磁比例调速阀三83均为全开状态，减速机52及液压泵51对启闭机不产生阻力，故该液压调速器对启闭机正常速度下降工况运行不产生影响。

(3)上升工况：启闭机高速轴端带动减速机52及液压泵51旋转，油箱1中的液压油由第三单向阀23进入液压泵51，经第一单向阀21、回油过滤器7直接流回油箱1，减速机52及液压泵51对启闭机不产生阻力，故该液压调速器对启闭机上升工况运行不产生影响。

上述液压控制模块中，溢流保护阀63对整个调速器进行压力保护，当整个调速器压力超出溢流保护阀63设定值时进行溢流保护。

本实用新型的快速卷扬启闭机液压调速器，能适应小、中、大各种容量的快速卷扬启闭机，且具有较大范围内调速运行功能，在闸门接近底槛时的速度控制在1～5m/min以内，而在其它扬程的运行段可大幅提高运行速度，从而大大缩短闸门落门时间，提高了快速闸门的事故保护的响应速度。快速卷扬启闭机液压调速器提高了快速卷扬启闭机的容量及速度范围，提高了快速闸门的事故保护的响应速度，降低了工程的投资及设备的检修维护难度，并提高了启闭机运行的可靠性及安全性。

本实用新型液压调速器克服了机械式限速器适应容量小、运行过程中速度不能调整等问题，提高了快速卷扬启闭机的容量及速度范围，提高了快速闸门的事故保护的响应速度，降低了工程的投资及设备的检修维护难度，并提高了启闭机运行的可靠性及安全性。该调速器具有很好的技术、经济及社会效益。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，包括：

主机箱、液压动力装置、闸门位置传感器、转速传感器、PLC控制模块、远程控制系统、液压控制模块和移动电源；其中，

所述液压动力装置与卷扬启闭机连接，能控制所述卷扬启闭机的闸门下降速度；

所述闸门位置传感器设在所述卷扬启闭机上，能检测所述卷扬启闭机的闸门的位置；

所述转速传感器设在所述液压动力装置的动力轴上，能检测所述动力轴的转速；

所述PLC控制模块分别与所述闸门位置传感器和转速传感器电气连接；

所述远程控制系统经所述PLC控制模块与所述液压控制模块连接，能经所述液压控制模块调控所述液压动力装置的转速来控制卷扬启闭机驱动闸门的速度；

所述移动电源分别与所述PLC控制模块和所述液压控制模块电气连接；

所述PLC控制模块、液压控制模块和移动电源均设在所述主机箱内。

2.根据权利要求1所述的快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，所述液压动力装置包括：顺次连接的液压泵与减速机，所述减速机的动力轴与所述卷扬启闭机连接。

3.根据权利要求1或2所述的快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，所述液压控制模块包括：

油箱、第一液压管路、第二液压管路、回油过滤器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一分支管路、第二分支管路、第三分支管路、电磁比例调速阀组、液位液温传感器和空气滤清器；其中，

所述第一液压管路一端连接至所述油箱；

所述第二液压管路一端通过所述回油过滤器连接至所述油箱；

所述液压动力装置的液压泵的第一端口经所述第三分支管路和第三单向阀与所述油箱连接，该液压泵的第二端口经所述第二分支管路和第二单向阀与所述油箱连接，该液压泵的第二端口通过所述第一分支管路、第一单向阀连接至第二液压管路，并经所述第二液压管路和回油过滤器连接至油箱；

所述第三分支管路与所述油箱内的所述第一液压管路连接；

所述电磁比例调速阀组连接在所述第一液压管路与所述第二液压管路之间；

所述油箱内设置所述液位液温传感器，所述液位液温传感器与所述PLC控制模块电气连接；

所述油箱经进气管连接所述空气滤清器。

4.根据权利要求3所述的快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，所述电磁比例调速阀组包括：至少一个电磁比例调速阀，各电磁比例调速阀并联连接在所述第一液压管路与所述第二液压管路之间。

5.根据权利要求3所述的快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，所述液压控制模块还包括：

压力变送器、压力表和溢流保护阀；

所述压力变送器、压力表和溢流保护阀顺次连接在所述第一液压管路与所述第二液压管路之间。

6.根据权利要求3所述的快速卷扬启闭机液压调速器，其特征在于，所述移动电源由顺次连接的电池组和UPS电源组成，所述UPS电源与所述PLC控制模块电气连接。