專利名稱：數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及調(diào)速器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于水輪發(fā)電機組調(diào)速 器的控制裝置，應(yīng)用在水電站機械液壓控制系統(tǒng)中，依據(jù)負荷的變化，不斷 地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機組有功功率輸出，并在規(guī)定范圍內(nèi)維持機組的轉(zhuǎn)速(頻率)。
背景技術(shù)：
目前，水輪機調(diào)速器機械部分基本采用步進電機帶主配壓閥或比例閥帶 主配壓閥的形式，抗油污卡阻能力差。由于主配壓閥的結(jié)構(gòu)形式為滑閥，主 配壓閥活塞與襯套之間的間隙所造成的滲漏就不可避免，同時，造成油泵啟 動頻繁。為了減少主配壓閥活塞與襯套之間的滲漏，就要在主配壓閥活塞閥 盤與襯套與窗口之間加大搭疊量，而搭疊量加大了調(diào)速器機械死區(qū)。由于主 配壓閥活塞與襯套之間的間隙所造成的滲漏不可避免，因此在手動運行時就 需要機械反饋來補償，否則，接力器就要漂移。
但是，目前還沒有開發(fā)出一種調(diào)速器，可以有效地克服現(xiàn)有的水輪機調(diào) 速器抗油污卡阻能力差、油泵啟動頻繁、機械死區(qū)較大及接力器易漂移不足 的問題。

實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，該裝
置對液壓油的潔凈度要求只有100微米、油泵啟動間隔超過2小時、零泄漏、 無機械反饋，有效地克服現(xiàn)有的水輪機調(diào)速器抗油污卡阻能力差、油泵啟動 頻繁、機械死區(qū)較大及接力器易漂移的不足，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
為此，本實用新型提供了一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，包括開機電磁球 閥6和關(guān)機電磁球閥7，所述關(guān)機電磁球閥7分別連接關(guān)機供油閥5、關(guān)機排 油閥2,所述關(guān)機供油閥5接接力器1的關(guān)閉腔A且連壓力油P;
所迷接力器1的開啟腔B連接關(guān)機排油閥2,該關(guān)機排油閥2連接回油 箱，'所迷接力器1與反饋電位器8相連；
所述開機電磁球閱6分別連接開機供油閥4、開機排油閥3，該開機供油閥4連接壓力油P且連接接力器1的開啟腔B,所述接力器1的關(guān)閉腔A連 接開才幾排油閥3,該開才幾排油閥3連接回油箱。 優(yōu)選地，所述壓力油P與壓力油源9相連通。
優(yōu)選地，所述開才幾排油閥3、開才幾供油閥4、關(guān)才幾排油閥2、關(guān)才幾供油閥 5是二通插裝閥。
優(yōu)選地，所述開才幾排油閥3、開才/U供油閥4、關(guān)4幾排油閥2、關(guān)才幾供油閥 5是滑動側(cè)面上具有多道平衡槽的二通插裝閥。
由以上本實用新型提供的技術(shù)方案可見，本實用新型提供的一種數(shù)字閥 調(diào)速器控制裝置將插裝閥技術(shù)應(yīng)用于水電站液壓控制系統(tǒng)中，取得結(jié)構(gòu)緊湊、 工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應(yīng)快、抗污染能力強、 工作可靠、壽命長、密封性好、效率高等效果，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。


圖1是本實用新型提供的一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置的機械液壓系統(tǒng)圖； 圖2是本實用新型提供的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置實施例的剖面構(gòu)造圖； 圖3是插裝閥的結(jié)構(gòu)示意圖中，l為接力器，2為關(guān)機排油閥，3為開機排油閥，4為開機供油閥， 5為關(guān)機供油閥，6為開機電磁球閥，7為關(guān)機電磁球閥，8為反饋電位器，9 為壓力油源。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和 實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1是本實用新型提供的一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置的機械液壓系統(tǒng)圖， 圖2是本實用新型提供的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置實施例的剖面構(gòu)造圖；參見 圖1、圖2，本實用新型提供的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置包括開機電磁球閥6 和關(guān)機電磁球閥7，所述關(guān)機電磁球閥7分別連接關(guān)機供油閥5、關(guān)機排油閥 2，所述關(guān)機供油閥5接接力器1的關(guān)閉腔A且連壓力油P;
所述接力器1的開啟腔B連接關(guān)機排油閥2，該關(guān)機排油閥2連接回油 箱，所述接力器1與反饋電位器8相連；
所述開機電磁球閥6分別連接開機供油閥4、開機排油閥3，該開機供油閥4連接壓力油P且連接接力器1的開啟腔B,所述接力器1的關(guān)閉腔A連 接開機排油閥3 ，該開機排油閥3連接回油箱； 所述壓力油P與壓力油源9相連通。
在圖1中，開機電磁球閥6和關(guān)機電磁球閥7是機電轉(zhuǎn)換元件，當機組 負荷發(fā)生變化時將接受的數(shù)字電路的高電平、低電平的電氣信號轉(zhuǎn)化為開或 關(guān)流量信號，推動替代現(xiàn)有主配壓閥的由插裝閥，二者疊加組成的數(shù)字控制 液壓回路一一數(shù)字閥，進而控制接力器開啟與關(guān)閉水輪機的導水機構(gòu)，通過 控制進入水輪機導水機構(gòu)流量的大小，不斷地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機組有功功率輸 出，并在規(guī)定范圍內(nèi)維持機組的轉(zhuǎn)速(頻率)。調(diào)速器的狀態(tài)只有通、斷兩個 狀態(tài)(即1、 0),由此構(gòu)成無明油管路、無杠桿、無機械反饋的數(shù)字閥調(diào)速器。
當機組轉(zhuǎn)速上升時，調(diào)速器電氣部分發(fā)給關(guān)機電磁球閥7 —個向關(guān)機側(cè) 運動的信號，使關(guān)機電磁球閥7電磁鐵帶電勵磁，即關(guān)機電^茲球閥7左位通， 使關(guān)才幾供油閥(CA3 ) 5和關(guān)^幾排油閥(CA4 ) 2打開,此時，主壓力油P通過 關(guān)機供油閥(CA3) 5與接力器1的關(guān)閉腔A接通，接力器l的開啟腔B壓 力油通過關(guān)機排油閥(CA4)2排回油箱，接力器l向右移動，并通過反々貴電 位器8將接力器位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，反饋給調(diào)速器電氣部分。當機組轉(zhuǎn) 速正常時，調(diào)速器電氣部分發(fā)給關(guān)機電磁球閥7 —個回復(fù)命令，使關(guān)機電磁 球閥7電石茲鐵失電，即關(guān)機電石茲球閥7恢復(fù)圖示狀態(tài)，關(guān)機供油閥(CA3)5 和關(guān)機排油閥(CA4)2立即關(guān)閉，接力器l停止運動，機組穩(wěn)定運行于新的 工況。
當機組轉(zhuǎn)速下降時，調(diào)速器電氣部分發(fā)給開機電磁球閥6 —個向開機側(cè) 運動的信號，使開機電磁球閥6電磁鐵帶電勵磁，即開機電磁球閥6左位通， 使開才幾供油閥(CA5 ) 4和開才幾排油閥(CA6 ) 3打開,此時，壓力油P通過開 機供油閥(CA5) 4與接力器1的開啟腔B接通，接力器1的關(guān)閉腔A壓力 油通過開機排油閥(CA6)3排回油箱，使接力器l向左移動，并通過反饋電 位器8將接力器位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，反饋給調(diào)速器電氣部分。當機組轉(zhuǎn) 速正常時，調(diào)速器電氣部分發(fā)給開機電磁球閥6 —個回復(fù)命令，使開機電磁 球閥6的電磁鐵失電，即開機電磁球閥6恢復(fù)圖示狀態(tài)，關(guān)閉開機供油閥(CA5 ) 4和開機排油閥(CA6) 3，使接力器l停止運動，機組穩(wěn)定于新的工況。
本實用新型的操控，也可以采用電手動和純手動方式。即根據(jù)機組的運 行狀況，電手動時，通過切換電路方式，使關(guān)機電磁球閥7或開機電^茲球閥6的電磁鐵勵磁或失電；純手動時，通過直接推動電磁球閥上的手動按鈕，使 關(guān)機電磁球閥7或開機電磁球間6投入或退出。其動作過程，與自動狀況完 全一致。
在圖2所示實施例中，開機排油閥3、開機供油閥4、關(guān)才幾排油閥2、關(guān) 機供油閥5使用的是二通插裝閥，裝在數(shù)字閥閥體中，其動作受控于安裝在 數(shù)字閥閥體上的開機電磁球閥6或關(guān)機電磁球閥7, P 口連接壓力油源9, A 口與接力器關(guān)閉腔連接，B 口與接力器開啟腔連接。所有的元器件，集成于 數(shù)字閥，使得結(jié)構(gòu)極為緊湊。由于所有的油路均在閥塊內(nèi)部以最筒潔的路線 實現(xiàn)，減少了延程流動損失，通流能力大。由于無外部油管路，且數(shù)字閥閥 體為鍛壓件，可以輕易地將數(shù)字閥內(nèi)部的油壓提升至31.5MPa,升壓簡單。由 于開機排油閥3、開機供油閥4與開機電磁球閥6,關(guān)機排油閥2、關(guān)機供油 閥5與關(guān)機電磁球閥7疊加裝配，當電磁球閥接受到開機或關(guān)機信號時，二 通插裝閥立即動作，響應(yīng)迅速。在正常情況下，開機排油閥3、開機供油閥4、 關(guān)扭"悱油閥2、關(guān)4幾供油閥5、開才凡電石茲5求閥6、關(guān)才;L電石茲J求閥7處于閉鎖狀 態(tài)，只有開機電磁球閥6或關(guān)機電磁球閥7的電》茲鐵在外部因素的作用下動 作，才會使得開機排油閥3、開機供油閥4或關(guān)機排油閥2、關(guān)機供油閥5動 作，即本實用新型具有液壓鎖定功能。由于二通插裝閥和電磁球閥在結(jié)構(gòu)上 均采用線密封形式，保證了裝置的零泄漏，亦即在無外部信號的狀況下，A 口或B口不會有壓力油的輸出，接力器不會發(fā)生漂移。
參見圖3，由插裝閥的基本結(jié)構(gòu)形式可以看出它具有兩個工作腔A和B, 一個控制腔C。閥芯在閥套中滑動，其配合間隙很小，密封面血長，使得B 腔與C腔的滲漏極少。閥芯頭部的錐閥緊貼在閥套孔內(nèi)的閥座上，形成可靠 的線密封，〗呆i正A腔與B腔間沒有泄漏。閥套上的密封圏防止了 A、 B、 C 三腔之間沿閥套外緣的泄漏。且數(shù)字閥調(diào)速器使用的插裝閥都是31.5MPa等 級的閥，電磁球閥也是線密封結(jié)構(gòu)，所以在水電站的水輪發(fā)電機組的機械液 壓控制系統(tǒng)中可以做到零泄漏，即系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下耗油量極少。經(jīng)過實際 測定，機組在帶固定負荷時，超過2小時啟動一次油泵，降低了油泵電機的 啟動頻率，延長了油泵電機及控制系統(tǒng)的使用壽命，減緩了液壓油的變質(zhì)。 由于零泄漏，調(diào)速器在測頻信號消失及斷電等情況下會長時間保持接力器位 置，接力器無漂移，具有故障鎖錠的功能。因此，本實用新型，無機械反饋， 也就是取消了現(xiàn)有調(diào)速器主接力器的反饋杠桿或反饋鋼絲繩，減少了調(diào)速器
6的機械死區(qū)，從結(jié)構(gòu)上減化了整個調(diào)速系統(tǒng)。
由于插裝閥的通徑就是其受力面積，在6.3MPa時，(J)125插裝閥受力為 了7Z7.3"75公斤，4)80插裝閥受力為3165.12公斤，(J) 50插裝閥受力為1236. 375公斤。在4.0MPa時，4> 40插裝閥受力仍達到502. 4公斤。另外，在本實 用新型中，所有插裝閥(如所述開機排油閥3、開機供油閥4、關(guān)機排油閥2、 關(guān)機供油閥5)的滑動側(cè)面上有二十余道平衡槽，即使有微小顆粒進入配合面 也會嵌入平衡槽，不可能形成卡阻。因此，從插裝閥的受力可以看出，插裝 閥受力遠大于卡阻力，插裝閥不可能發(fā)生卡阻。現(xiàn)有調(diào)速器的三位四通主配 壓閥活塞受力面積4^小， 一般受力只有100 7>斤以下，主配壓閥活塞反而抗 卡阻能力稍差。因此，數(shù)字閥調(diào)速器的抗油污卡阻能力遠大于現(xiàn)有的調(diào)速器。
綜上所述，本實用新型以電磁球閥為機電轉(zhuǎn)換元件代替現(xiàn)有的電液轉(zhuǎn)換 器、電液祠服閥、比例閥或步進電機，以插裝閥為放大元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的主配 壓閥。其工作特點是以電磁球閥的通、斷控制插裝閥開啟關(guān)閉，插裝閥的開 啟關(guān)閉控制接力器油路的通、斷來控制接力器。調(diào)速器的狀態(tài)只有通、斷兩 個狀態(tài)(即l、 0),相當于數(shù)字電路的高電平、低電平兩個狀態(tài)(即l、 0), 故將其稱為數(shù)字閥，由此構(gòu)成的調(diào)速器稱為數(shù)字閥調(diào)速器。
本實用新型將插裝閥技術(shù)應(yīng)用于水電站液壓控制系統(tǒng)中，取得結(jié)構(gòu)緊湊、 工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應(yīng)快、抗污染能力強、 工作可靠、壽命長、密封性好、效率高等效果，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干 改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)^L為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，其特征在于，包括開機電磁球閥(6)和關(guān)機電磁球閥(7)，所述關(guān)機電磁球閥(7)分別連接關(guān)機供油閥(5)、關(guān)機排油閥(2)，所述關(guān)機供油閥(5)接接力器(1)的關(guān)閉腔(A)且連壓力油(P)；所述接力器(1)的開啟腔(B)連接關(guān)機排油閥(2)，該關(guān)機排油閥(2)連接回油箱，所述接力器(1)與反饋電位器(8)相連；所述開機電磁球閥(6)分別連接開機供油閥(4)、開機排油閥(3)，該開機供油閥(4)連接壓力油(P)且連接接力器(1)的開啟腔(B)，所述接力器(1)的關(guān)閉腔(A)連接開機排油閥(3)，該開機排油閥(3)連接回油箱。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，其特征在于，所述壓力 油(P)與壓力油源(9)相連通。
3、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，其特征在于，所述開機 排油閥(3 )、開機供油閥(4 )、關(guān)機排油閥(2 )、關(guān)機供油閥(5 )是二通插裝閥。
4、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，其特征在于，所述開機 排油閥(3 )、開機供油閥(4 )、關(guān)機排油閥(2 )、關(guān)機供油閥(5 )是滑動側(cè) 面上具有多道平衡槽的二通插裝閥。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置，包括開機電磁球閥和關(guān)機電磁球閥，所述關(guān)機電磁球閥分別連接關(guān)機供油閥、關(guān)機排油閥，所述關(guān)機供油閥接接力器的關(guān)閉腔且連壓力油；所述接力器的開啟腔連接關(guān)機排油閥，該關(guān)機排油閥連接回油箱，所述接力器與反饋電位器相連；所述開機電磁球閥分別連接開機供油閥、開機排油閥，該開機供油閥連接壓力油且連接接力器的開啟腔，所述接力器的關(guān)閉腔連接開機排油閥，該開機排油閥連接回油箱。本實用新型提供的一種數(shù)字閥調(diào)速器控制裝置將插裝閥技術(shù)應(yīng)用于水電站液壓控制系統(tǒng)中，取得結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應(yīng)快、抗污染能力強、工作可靠、壽命長、密封性好、效率高等效果，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
文檔編號F03B15/12GK201344089SQ200920095490
公開日2009年11月11日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者劉忠良, 張偉朋, 米建國, 錢軍輝, 陳宏宇 申請人:天津市科音自控設(shè)備有限公司