CN220955902U - 一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器，包括主配压阀、调压阀接力器、导叶接力器以及液压控制模块，其中，所述液压控制模块通过管路连接至所述主配压阀，所述液压控制模块用于控制所述主配压阀；所述调压阀接力器和所述导叶接力器均包括开启腔和关闭腔，所述主配压阀通过管路分别与所述调压阀接力器的开腔、所述调压阀接力器的关腔、所述导叶接力器的开腔以及所述导叶接力器的关腔连接，所述主配压阀用于同时控制所述调压阀接力器和所述导叶接力器的开启和关闭。本申请有助于提升调速器的可靠性。

Description

一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器。

背景技术

水电站调压阀是引水系统中一种安全保护装置，在水轮发电机组突然甩负荷或因事故紧急停机时，水轮机快速关闭导叶致使引水压力管道中压力和机组转速骤升，此时需要调压阀对相关压力进行调节，以保证电站安全运行。

公告号为CN218467953U的中国专利公开了一种水轮机调压阀和导叶的控制装置，包括调压阀接力器、导叶接力器以及液压阀组件，通过液压阀组件液压信号控制调压阀接力器和导叶接力器开启或关闭，进而控制调压阀和导叶的动作，避免出现调压阀不动作时水轮机导叶快速关闭，但是上述方案的调压阀接力器和导叶接力器仍是由两个不同阀芯分别驱动，当任意阀芯故障时仍会导致水压过度上升使管路破裂，因此，提供一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器，来改善调速器的可靠性，是非常有必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器，通过使用同一阀芯控制调压阀接力器和导叶接力器的启闭，减少了调速器运行时调压阀接力器和导叶接力器交替工作导致的过压风险，从而提升了调速器的可靠性。

本实用新型提供了一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器，包括主配压阀、调压阀接力器、导叶接力器以及液压控制模块，其中，

所述液压控制模块通过管路连接至所述主配压阀，所述液压控制模块用于控制所述主配压阀；

所述调压阀接力器和所述导叶接力器均包括开启腔和关闭腔，所述主配压阀通过管路分别与所述调压阀接力器的开腔、所述调压阀接力器的关腔、所述导叶接力器的开腔以及所述导叶接力器的关腔连接，所述主配压阀用于同时控制所述调压阀接力器和所述导叶接力器的开启和关闭。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述调压阀接力器的开腔和关腔均通过截止阀与所述主配压阀连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述主配压阀包括阀芯单向节流阀、第一节流阀以及第二节流阀，所述阀芯的a口通过所述单向节流阀与所述调压阀接力器的开腔连接，所述阀芯的b口通过第一节流阀所述导叶接力器的开腔连接，所述阀芯的c口通过所述第二节流阀与所述液压控制模块连接，所述阀芯的d口与所述液压控制模块连接，所述阀芯的e口与所述调压阀接力器的关腔连接，所述阀芯的f口与所述导叶接力器的关腔连接。

更进一步优选的，所述液压控制模块包括切换阀、比例阀、手动阀、紧急停机电磁阀、事故配压阀以及整向单元，所述切换阀的第一端分别与所述紧急停机电磁阀的第一端、所述事故配压阀的第一端以及所述主配压阀连接，所述切换阀的第二端分别与所述整向单元和所述比例阀的第一端连接，所述切换阀的第三端分别与所述手动阀的第一端和所述整向单元连接，所述比例阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述手动阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述紧急停机电磁阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述事故配压阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接。

更进一步优选的，整向单元包括第一方向阀、第二方向阀、第三方向阀、第一触点、第二触点以及第三触点，所述第一方向阀的第一端和第二端均与所述主配压阀连接，所述第一方向阀的输入端和第五端均与所述事故配压阀的第三端连接，所述事故配压阀的第二端与所述第一方向阀与所述第一触点的公共端连接，所述第一方向阀的第三端与所述第二方向阀的第一端连接，所述第一方向阀的第四端与所述第二方向阀的第二端连接，所述第二方向阀的输入端和第五端均与所述紧急停机电磁阀的第三端连接，所述第二方向阀与所述第二触点的公共端与所述紧急停机电磁阀的第二端连接，所述第二方向阀的第三端与所述第三方向阀的第一端连接，所述第二方向阀的第四端与所述第三方向阀的第二端连接，所述第三方向阀的输入端分别与所述手动阀的第一端和所述切换阀的第三端连接，所述第三方向阀与所述第三触点的公共端分别与所述切换阀的第二端和所述比例阀的第一端与连接，所述第三方向阀的第三端与所述比例阀的第三端连接，所述第三方向阀的第四端与所述比例阀的第二端连接，所述第三方向阀的第五端与所述手动阀的第三端连接，所述第三方向阀的第六端与所述手动阀的第二端连接。

更进一步优选的，还包括液压检测模块和机械过速保护模块，所述液压检测模块分别与所述液压控制模块、所述主配压阀以及机械过速保护模块连接。

更进一步优选的，所述液压检测模块包括压力变送器、电接点压力表、压力表、储能器、滤油器、油泵、空气安全阀以及储油单元，所述压力变送器、所述电接点压力表以及所述压力表均通过隔膜阀分别与所述储能器和所述滤油器的一端连接，所述储能器还通过截止阀与所述储油单元连接，所述油泵和所述空气安全阀的第一公共端与所述滤油器的另一端连接，所述油泵和所述空气安全阀的第二公共端与所述储油单元连接。

更进一步优选的，所述紧急停机电磁阀为脉冲控制式电磁阀，所述紧急停机电磁阀带有互锁保护结构。

本实用新型的同芯直驱液压联动调压阀式调速器相对于现有技术具有以下

有益效果：

(1)通过使用同一阀芯控制调压阀接力器和导叶接力器的启闭，减少了调速器运行时调压阀接力器和导叶接力器交替工作导致的过压风险，从而提升了调速器的可靠性；

(2)本申请的同芯直驱液压联动调压阀式调速器同时具有快关和慢关两种功能，调压阀接力器和导叶接力器联动能使调速器拒动时自然闭锁了调压阀的开启，从而避免了导叶快速关闭带来的水压上升过高，从而提升了调速器的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。

图1为本实用新型提供的同芯直驱液压联动调压阀式调速器的模块示意图；

图2为本实用新型提供的同芯直驱液压联动调压阀式调速器的结构示意图；

图3为图2中液压控制模块的放大图；

图4为本实用新型提供的液压检测模块的具体管路图；

图5为本实用新型提供的机械过速保护模块的示意图；

图6为本实用新型提供的串联控制时导叶一段关闭的特性曲线；

图7为本实用新型提供的串联控制时导叶两段关闭的特性曲线；

图8为本实用新型提供的并联控制时导叶一段关闭的特性曲线；

图9为本实用新型提供的并联控制时导叶两段关闭的特性曲线。

附图标记说明：1、主配压阀；2、调压阀接力器；3、导叶接力器；4、液压控制模块；5、液压检测模块；6、机械过速保护模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开一种多喷嘴液压联动式调速器，参考图1和图2，包括主配压阀1、调压阀接力器2、导叶接力器3、液压控制模块4、液压检测模块5以及机械过速保护模块6，其中，

主配压阀1包括阀芯单向节流阀、第一节流阀以及第二节流阀，阀芯的a口通过单向节流阀与调压阀接力器2的开腔连接，阀芯的b口通过第一节流阀导叶接力器3的开腔连接，阀芯的c口通过第二节流阀与液压控制模块4连接，阀芯的d口与液压控制模块4连接，阀芯的e口与调压阀接力器2的关腔连接，阀芯的f口与导叶接力器3的关腔连接。

其中，主配压阀1为四阀盘滑阀结构，导叶接力器3和调压阀接力器2通过主配压阀1形成串联控制。调压阀接力器2的控制采用比导叶接力器3控制更大的遮程，当小波动调节时，导叶接力器3控制腔油口打开，导叶接力器3开启或者关闭，而调压阀接力器2控制窗口不会打开，调压阀接力器2保持关闭状态不动；当大波动关闭时，导叶接力器3关机侧油口和调压阀接力器2打开侧油口打开，调压阀接力器2迅速开启，导叶接力器3快速关闭。当调压阀在任意位置拒动时，调压阀接力器2停止运动，导叶正常关机的油路被阻断，只能通过节流孔c慢速关机，这样就避免了此时导叶快速关闭带来的水压上升过高。这种四阀盘滑阀结构的关键是其加工精度应满足其油泵正常启动时间间隔和纯机械手动状态下导叶接力器3飘移要求，其配合公差应小于0.015mm。

在本实施例中，调压阀接力器2的开腔和关腔均通过截止阀与主配压阀1连接，调压阀接力器2和导叶接力器3的型号可根据实际所需的操作方式、工作压力范围以及流量要求等选取。例如，调压阀接力器2可选取型号为EPR-50的调压阀接力器2，导叶接力器3可选取型号为LEA-100的导叶接力器3。

调压阀接力器2和导叶接力器3均包括开启腔和关闭腔，主配压阀1通过管路分别与调压阀接力器2的开腔、调压阀接力器2的关腔、导叶接力器3的开腔以及导叶接力器3的关腔连接，主配压阀1用于同时控制调压阀接力器2和导叶接力器3的开启和关闭。通过使用同一阀芯控制调压阀接力器2和导叶接力器3的启闭，减少了调速器运行时调压阀接力器2和导叶接力器3交替工作导致的过压风险，从而提升了调速器的可靠性。

液压控制模块4通过管路连接至主配压阀1，液压控制模块4用于控制主配压阀1。

液压控制模块4包括切换阀、比例阀、手动阀、紧急停机电磁阀、事故配压阀以及整向单元，切换阀的第一端分别与紧急停机电磁阀的第一端、事故配压阀的第一端以及主配压阀1连接，切换阀的第二端分别与整向单元和比例阀的第一端连接，切换阀的第三端分别与手动阀的第一端和整向单元连接，比例阀的第二端和第三端均与整向单元连接，手动阀的第二端和第三端均与整向单元连接，紧急停机电磁阀的第二端和第三端均与整向单元连接，事故配压阀的第二端和第三端均与整向单元连接。

其中，紧急停机电磁阀为带位置节点和位置保持的两位四通双电磁阀；油路切换电磁阀和紧急停机电磁阀之间的复中关闭切换电磁阀实现自复中、自关闭模式之间的切换，且紧急停机电磁阀在紧急情况时实现机组紧急停机。

整向单元包括第一方向阀、第二方向阀、第三方向阀、第一触点、第二触点以及第三触点，第一方向阀的第一端和第二端均与主配压阀1连接，第一方向阀的输入端和第五端均与事故配压阀的第三端连接，事故配压阀的第二端与第一方向阀与第一触点的公共端连接，第一方向阀的第三端与第二方向阀的第一端连接，第一方向阀的第四端与第二方向阀的第二端连接，第二方向阀的输入端和第五端均与紧急停机电磁阀的第三端连接，第二方向阀与第二触点的公共端与紧急停机电磁阀的第二端连接，第二方向阀的第三端与第三方向阀的第一端连接，第二方向阀的第四端与第三方向阀的第二端连接，第三方向阀的输入端分别与手动阀的第一端和切换阀的第三端连接，第三方向阀与第三触点的公共端分别与切换阀的第二端和比例阀的第一端与连接，第三方向阀的第三端与比例阀的第三端连接，第三方向阀的第四端与比例阀的第二端连接，第三方向阀的第五端与手动阀的第三端连接，第三方向阀的第六端与手动阀的第二端连接。

示例性地，请参阅图3，下面对液压控制模块4的具体管路结构进行详细说明，液压控制模块4包括事故配压阀111EV、紧急停机电磁阀211EV、方向阀311EV、方向阀411EV、方向阀511EV、切换阀611EV、手动阀711EV、比例阀311PV、触点CT1、触点CT2以及触点CT3，其中，事故配压阀111EV对应事故配压阀，紧急停机电磁阀211EV对应紧急停机电磁阀，方向阀311EV对应第一方向阀，方向阀411EV对应第二方向阀，方向阀511EV对应第三方向阀，切换阀611EV对应切换阀，手动阀711EV对应手动阀，比例阀311PV对应比例阀，触点CT1对应第一触点，触点CT2对应第二触点，触点CT3对应第三触点。

事故配压阀111EV的第一端分别与紧急停机电磁阀211EV的第一端、切换阀611EV的第一端、主配压阀1以及液压检测模块5连接，事故配压阀111EV的第二端与方向阀311EV和触点CT1的公共端连接，事故配压阀111EV的第三端分别与方向阀311EV的输入端和第五端连接，紧急停机电磁阀211EV的第二端与方向阀411EV和触点CT2的公共端连接，紧急停机电磁阀211EV的第三端与分别与方向阀411EV的输入端和第五端连接，方向阀311EV的第一端和第二端均与主配压阀1连接，方向阀311EV的第三端和第四端分别与方向阀411EV的第一端和第二端连接，方向阀411EV的第三端和第四端分别与方向阀511EV的第一端和第二端连接，方向阀511EV的第三端和第四端分别与比例阀311PV的第三端和第二端连接，方向阀511EV的第五端和第六端分别与手动阀711EV的第三端和第二端连接，切换阀611EV的第二端分别与方向阀511EV和触点CT3的公共端和比例阀311PV的第一端连接，切换阀611EV的第三端分别与手动阀711EV的第一端和方向阀511EV的输入端连接。

在本实施例中，液压检测模块5分别与液压控制模块4、主配压阀1以及机械过速保护模块6连接。液压检测模块5包括压力变送器、电接点压力表、压力表、储能器、滤油器、油泵、空气安全阀以及储油单元，压力变送器、电接点压力表以及压力表均通过隔膜阀分别与储能器和滤油器的一端连接，储能器还通过截止阀与储油单元连接，油泵和空气安全阀的第一公共端与滤油器的另一端连接，油泵和空气安全阀的第二公共端与储油单元连接。

示例性地，请参阅图4，下面对液压检测模块5的具体管路结构进行详细说明，液压检测模块5包括压力变送器、电接点压力表1XY、电接点压力表2XY、电接点压力表3XY、压力表、储能器、单向阀201DV、单向阀202DV、滤油器101LP、滤油器102LP、油泵101PO、油泵102PO、电机101MT、电机102MT、空气安全阀101VQ、空气安全阀102VQ以及储油单元S。

压力变送器、电接点压力表1XY、电接点压力表2XY、电接点压力表3XY以及压力表均通过对应设置的隔膜阀连接到主管路中，四个储能器与主管路连接，同时第二个储能器和第三个储能器的公共端通过节流阀与储油单元S连接，单向阀201DV一端连主管路，另一端通过滤油器101LP与油泵101PO连接，油泵101PO和滤油器101LP的公共端连接有空气安全阀101VQ，油泵101PO连接有电机101MT，单向阀202DV一端连主管路，另一端通过滤油器102LP与油泵102PO连接，油泵102PO和滤油器102LP的公共端连接有空气安全阀102VQ，油泵102PO连接有电机102MT，储油单元S与机械过速保护模块6，其中，储油单元S可以为储油罐，机械过速保护模块6的结构如图5所示，且机械过速保护模块6可以选用型号为GX-11机械液压过速保护装置。

请参阅图6和图7，图6是导叶接力器3和调压阀接力器2为串联控制时，导叶一段关闭的特性曲线，图7是导叶接力器3和调压阀接力器2为串联控制时，导叶两端段关闭的特性曲线。

请参阅图8和图9，图8是导叶接力器3和调压阀接力器2为并联控制时，导叶一段关闭的特性曲线，图9是导叶接力器3和调压阀接力器2为并联控制时，导叶两端段关闭的特性曲线。

上述曲线中，QT为水轮机额定流量，Qx为调压阀流量，Qg为拐点处水轮机流量，TS为导叶快速一段关闭时间，TSS为导叶慢关闭时间，TS1为导叶两段关闭总时间，TSk为调压阀开启时间(等于导叶两段关闭，快关到拐点开度τg的时间TSg)，TSt为调压阀关闭时间，Tp为水轮机导叶快速全关闭后,调压阀仍维持其开度不变的时间。

在导叶接力器3和调压阀接力器2的并联控制系统中，导叶接力器3只能采用慢关的方式，以满足调压阀拒动时,压力上升保证值的要求，如图9斜线2所示，应当注意的是，这种控制系统由于调速器独立控制，所以可实现“慢二段”关闭的策略。调压阀的开启时间TSk的选择最为关键，TSk过慢则不能有效抑制转速上升，过快则导致较大的负水锤，使得压力下降值过低,或者会导致后期的波动过程中，压力上升值过高。

可以理解的是，导叶接力器3和调压阀接力器2的并联控制系统在调速器拒动时，调压阀开启会产生较大的压力降，上述并联系统其动态过程不够稳定，易受其他机组干扰，并联控制系统调速器和调压阀独立控制，因此调速器可实现两段关闭，而串联系统调速器与调压阀联动，故在调压阀拒动时，调速器只能一段关闭，因此导叶接力器3和调压阀接力器2的串联控制系统较优，这是因为串联控制系统同时具有快关和慢关两种功能，并且导叶接力器3和调压阀接力器2的串联联动的功能使调速器拒动时自然闭锁了调压阀的开启，从而避免了导叶快速关闭带来的水压上升过高，从而提升了调速器的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，包括主配压阀(1)、调压阀接力器(2)、导叶接力器(3)以及液压控制模块(4)，其中，

所述液压控制模块(4)通过管路连接至所述主配压阀(1)，所述液压控制模块(4)用于控制所述主配压阀(1)；

所述调压阀接力器(2)和所述导叶接力器(3)均包括开启腔和关闭腔，所述主配压阀(1)通过管路分别与所述调压阀接力器(2)的开腔、所述调压阀接力器(2)的关腔、所述导叶接力器(3)的开腔以及所述导叶接力器(3)的关腔连接，所述主配压阀(1)用于同时控制所述调压阀接力器(2)和所述导叶接力器(3)的开启和关闭；

所述调压阀接力器(2)的开腔和关腔均通过截止阀与所述主配压阀(1)连接；

所述液压控制模块(4)包括切换阀、比例阀、手动阀、紧急停机电磁阀、事故配压阀以及整向单元，所述切换阀的第一端分别与所述紧急停机电磁阀的第一端、所述事故配压阀的第一端以及所述主配压阀(1)连接，所述切换阀的第二端分别与所述整向单元和所述比例阀的第一端连接，所述切换阀的第三端分别与所述手动阀的第一端和所述整向单元连接，所述比例阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述手动阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述紧急停机电磁阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接，所述事故配压阀的第二端和第三端均与所述整向单元连接。

2.如权利要求1所述的同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，所述主配压阀(1)包括阀芯单向节流阀、第一节流阀以及第二节流阀，所述阀芯的a口通过所述单向节流阀与所述调压阀接力器(2)的开腔连接，所述阀芯的b口通过第一节流阀所述导叶接力器(3)的开腔连接，所述阀芯的c口通过所述第二节流阀与所述液压控制模块(4)连接，所述阀芯的d口与所述液压控制模块(4)连接，所述阀芯的e口与所述调压阀接力器(2)的关腔连接，所述阀芯的f口与所述导叶接力器(3)的关腔连接。

3.如权利要求1所述的同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，整向单元包括第一方向阀、第二方向阀、第三方向阀、第一触点、第二触点以及第三触点，所述第一方向阀的第一端和第二端均与所述主配压阀(1)连接，所述第一方向阀的输入端和第五端均与所述事故配压阀的第三端连接，所述事故配压阀的第二端与所述第一方向阀与所述第一触点的公共端连接，所述第一方向阀的第三端与所述第二方向阀的第一端连接，所述第一方向阀的第四端与所述第二方向阀的第二端连接，所述第二方向阀的输入端和第五端均与所述紧急停机电磁阀的第三端连接，所述第二方向阀与所述第二触点的公共端与所述紧急停机电磁阀的第二端连接，所述第二方向阀的第三端与所述第三方向阀的第一端连接，所述第二方向阀的第四端与所述第三方向阀的第二端连接，所述第三方向阀的输入端分别与所述手动阀的第一端和所述切换阀的第三端连接，所述第三方向阀与所述第三触点的公共端分别与所述切换阀的第二端和所述比例阀的第一端与连接，所述第三方向阀的第三端与所述比例阀的第三端连接，所述第三方向阀的第四端与所述比例阀的第二端连接，所述第三方向阀的第五端与所述手动阀的第三端连接，所述第三方向阀的第六端与所述手动阀的第二端连接。

4.如权利要求1所述的同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，还包括液压检测模块(5)和机械过速保护模块(6)，所述液压检测模块(5)分别与所述液压控制模块(4)、所述主配压阀(1)以及机械过速保护模块(6)连接。

5.如权利要求4所述的同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，所述液压检测模块(5)包括压力变送器、电接点压力表、压力表、储能器、滤油器、油泵、空气安全阀以及储油单元，所述压力变送器、所述电接点压力表以及所述压力表均通过隔膜阀分别与所述储能器和所述滤油器的一端连接，所述储能器还通过截止阀与所述储油单元连接，所述油泵和所述空气安全阀的第一公共端与所述滤油器的另一端连接，所述油泵和所述空气安全阀的第二公共端与所述储油单元连接。

6.如权利要求1所述的同芯直驱液压联动调压阀式调速器，其特征在于，所述紧急停机电磁阀为脉冲控制式电磁阀，所述紧急停机电磁阀带有互锁保护结构。