專利名稱：單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門控制的技術(shù)，特別是涉及一種單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
汽輪機閥門的開度都通過由液壓系統(tǒng)進行控制，傳統(tǒng)的汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)都采用閥 控油動機的電液伺服系統(tǒng)，這種系統(tǒng)(參見圖2)采用由外部供油的電液伺服閥Hs，電液伺 服閥Hs的進油口和回油口分別連接外部油源，兩個控制油口分別連接活塞式油動機U2的 兩個工作腔；運行時輸入閥位指令信號，將油動機U2的閥位反饋信號LVDT經(jīng)解調(diào)器TD轉(zhuǎn) 為電信號后與閥位指令信號C進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制電液伺服閥Hs動作，進而控 制油動機U2的活塞行程。由于電液伺服閥具有較快的響應(yīng)速度，因此這種系統(tǒng)能很好地滿 足給水泵汽輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對快速響應(yīng)的要求。但是由于電液伺服閥本身固有的結(jié)構(gòu)特 點，使得這種系統(tǒng)具有以下缺點1)電液伺服閥的加工精度要求較高，其價格十分昂貴；2) 由于電液伺服閥結(jié)構(gòu)細小且閥體較脆弱，因此對油液污染特別敏感，其閥芯容易被油液中 的雜質(zhì)磨損而導(dǎo)致失靈，因此必須配備過濾精度很高的過濾系統(tǒng)；3)由于電液伺服閥對溫 度變化較敏感，而閥控油動機電液伺服系統(tǒng)的能量損耗很嚴重，其節(jié)流發(fā)熱較大，因此必須 配備較完善的冷卻系統(tǒng)；4)由于電液伺服閥由外部供油，因此需要一套泵站系統(tǒng)提供恒壓 油源，從而增大了系統(tǒng)整體的體積和復(fù)雜程度；5)當系統(tǒng)處于非工作周期時(保壓工況和 空轉(zhuǎn)工況)，系統(tǒng)仍處運行狀態(tài)，增加了運行成本。上述缺點使得閥控油動機電液伺服系統(tǒng) 的成本較高。 為了克服閥控油動機電液伺服系統(tǒng)的缺點，出現(xiàn)了一種直驅(qū)式容積控制電液伺服 系統(tǒng)(DDVC系統(tǒng))，這種系統(tǒng)(參見圖3)的液壓主回路采用閉式油路，其油泵D3的兩個油 口分別連接活塞式油動機U3的兩個工作腔，在系統(tǒng)中還設(shè)有用于平衡系統(tǒng)正反運行時油 量容積差的液控吸油單向閥(兩個液控單向閥H31、H32)及用于鎖住活塞桿的液控出油閥 (兩個液控單向閥H33、H34);運行時通過交流伺服電機M3控制油泵D3的輸出流量和液壓 油的流動方向，進而控制油動機U3的活塞行程。這種系統(tǒng)具有以下優(yōu)點1)由于液壓主回 路是閉式回路，系統(tǒng)用油量很少且受外界污染機會較少，因此只需要小油箱(油罐)即可， 而且系統(tǒng)中無敏感元件，因此也不需要配備過濾裝置；2)由于直驅(qū)式容積控制電液伺服系 統(tǒng)中沒有節(jié)流元件，壓力損耗很小，因此油泵工作時產(chǎn)生的熱量很少，系統(tǒng)可以自散熱，不 需要配備冷卻系統(tǒng)；3)系統(tǒng)只在執(zhí)行機構(gòu)工作時，才啟動交流伺服電機，當系統(tǒng)處于非工 作周期時(保壓工況和空轉(zhuǎn)工況)幾乎不消耗能量，其運行成本很低。因此直驅(qū)式容積控 制電液伺服系統(tǒng)相對閥控油動機電液伺服系統(tǒng)成本較低，但是由于交流伺服電機和油泵組 合的靈敏性要低于電液伺服閥的靈敏性，因此這種系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，無法應(yīng)用于對快 關(guān)功能要求較高的大功率汽輪機。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種響應(yīng)速
3度快的、控制精度高，運行成本低的單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，包 括伺服控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服電機、雙向泵、油動機和四個液控單向 閥；所述伺服電機連接并控制雙向泵運行；所述四個液控單向閥分別為第一液控單向閥、 第二液控單向閥、第三液控單向閥、第四液控單向閥； 所述油動機具有兩個工作腔，分別為有桿腔和無桿腔；所述雙向泵具有兩個油口 ， 分別為第一油口和第二油口，其第一油口經(jīng)第一液控單向閥連接油動機的有桿腔，其第二 油口經(jīng)第二液控單向閥連接油動機的無桿腔；所述油箱經(jīng)第三液控單向閥連接雙向泵的第 一油口 ，經(jīng)第四液控單向閥連接雙向泵的第二油口 ；所述第一、第三液控單向閥的控制油口 連接雙向泵的第二油口，所述第二、第四液控單向閥的控制油口連接雙向泵的第一油口；
所述油動機內(nèi)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器經(jīng)一解調(diào)器、一伺服放大器連接 并控制伺服電機運行； 其特征在于還包快速縮回控制液路；所述快速縮回控制液路包括快關(guān)安全閥、
儲能泵電機、儲能泵、高壓儲能器、快關(guān)電磁閥、上壓力開關(guān)和下壓力開關(guān)； 所述快關(guān)安全閥具有一個控制油口、一個進油口和一個出油口，其出油口經(jīng)一單
向閥連接油動機的有桿腔，其進油口經(jīng)一溢流閥連接油箱； 所述高壓儲能器經(jīng)一常閉型放油閥接至油箱，經(jīng)一常開型進油閥連接快關(guān)安全閥 的進油口 ； 所述上壓力開關(guān)和下壓力開關(guān)連接并控制儲能泵電機運行；所述儲能泵電機連接 并控制儲能泵運行； 所述快關(guān)電磁閥具有一個回油口 、一個進油口和一個出油口 ，其出油口經(jīng)一節(jié)流 閥連接快關(guān)安全閥的控制油口 ，其回油口連接油箱； 所述儲能泵的進油口經(jīng)一常開型截止閥連接油箱，經(jīng)一常閉型截止閥連接外部 油源，其出油口經(jīng)一單向閥、一過濾器分別連接快關(guān)安全閥的進油口和快關(guān)電磁閥的進油 □; 所述油箱經(jīng)一液控回油單向閥連接油動機的無桿腔，該液控回油單向閥的控制油 口連接快關(guān)安全閥的出油口。 進一步的，所述油箱設(shè)有一個進油口，其進油口經(jīng)一預(yù)壓式空氣濾清器連接外部 空氣。 本發(fā)明提供的單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，由伺服電機和雙向泵對汽輪機閥門 進行低速度精確控制，由儲能器、快關(guān)電磁閥對汽輪機閥門進行快速動作控制，因此其控制 精度高，響應(yīng)速度快；而且由于油動機是由伺服電機直接驅(qū)動的，與伺服閥驅(qū)動油動機的液 壓執(zhí)行機構(gòu)相比，其有效工作壓力提高了三分之一，也即相同尺寸油動機推拉力大了三分 之一 ；對液壓系統(tǒng)液壓清潔度的要求也可以從伺服閥控系統(tǒng)的NAS5級降低到NAS8級，大大 降低了系統(tǒng)運行維護的成本，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。


圖1是本發(fā)明實施例的單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)的液壓圖；
圖2是現(xiàn)有的閥控油動機的電液伺服系統(tǒng)的液壓4
圖3是現(xiàn)有的直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)的液壓圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合

對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限 制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的一種單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，包括伺 服控制液路和油箱N2 ;所述伺服控制液路包括伺服電機SM1、雙向泵PM1、油動機CY1和四 個液控單向閥；所述伺服電機SM1連接并控制雙向泵PM1運行；所述四個液控單向閥分別 為第一液控單向閥Rl、第二液控單向閥R2、第三液控單向閥R4、第四液控單向閥R5 ;
所述油動機CY1具有兩個工作腔，分別為有桿腔和無桿腔；所述雙向泵PM1具有兩 個油口 ，分別為第一油口和第二油口 ，其第一油口經(jīng)第一液控單向閥Rl連接油動機CY1的 有桿腔，其第二油口經(jīng)第二液控單向閥R2連接油動機CY1的無桿腔；所述油箱N2經(jīng)第三液 控單向閥R4連接雙向泵PM1的第一油口，經(jīng)第四液控單向閥R5連接雙向泵PM1的第二油 口 ；所述第一、第三液控單向閥的控制油口連接雙向泵PM1的第二油口，所述第二、第四液 控單向閥的控制油口連接雙向泵PM1的第一油口 ； 所述油動機CY1內(nèi)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器經(jīng)一解調(diào)器TD1、一伺服放大 器Sl連接并控制伺服電機SM1運行； 其特征在于還包快速縮回控制液路；所述快速縮回控制液路包括快關(guān)安全閥 CTV3、儲能泵電機EM1、儲能泵PM0、高壓儲能器N1、快關(guān)電磁閥CCF、上壓力開關(guān)PS1和下壓 力開關(guān)PS2 ; 所述快關(guān)安全閥CTV3具有一個控制油口 、 一個進油口和一個出油口 ，其出油口經(jīng) 一單向閥R6連接油動機CY1的有桿腔，其進油口經(jīng)一溢流閥RF連接油箱N2 ;
所述高壓儲能器Nl經(jīng)一常閉型放油閥接至油箱N2，經(jīng)一常開型進油閥連接快關(guān) 安全閥CTV3的進油口 ； 所述上壓力開關(guān)PS1和下壓力開關(guān)PS2連接并控制儲能泵電機EM1運行；所述儲 能泵電機EM1連接并控制儲能泵PMO運行； 所述快關(guān)電磁閥CCF具有一個回油口 、一個進油口和一個出油口 ，其出油口經(jīng)一 節(jié)流閥0RI2連接快關(guān)安全閥CTV3的控制油口，其回油口連接油箱N2 ;
所述儲能泵PM0的進油口經(jīng)一常開型截止閥SH2連接油箱N2，經(jīng)一常閉型截止閥 SH1連接外部油源，其出油口經(jīng)一單向閥RO、一過濾器FL分別連接快關(guān)安全閥CTV3的進油 口和快關(guān)電磁閥CCF的進油口 ； 所述油箱N2經(jīng)一液控回油單向閥R3連接油動機CY1的無桿腔，該液控回油單向 閥的控制油口連接快關(guān)安全閥CTV3的出油口。 本發(fā)明實施例中，所述油箱N2設(shè)有一個進油口，其進油口經(jīng)一預(yù)壓式空氣濾清器 YLS連接外部空氣；所述油動機CY1的無桿腔接有一個油動機壓力傳感器12，其有桿腔接 有一個油動機壓力傳感器11 ;所述油箱N2接有一個儲油壓力表M2和一個儲油壓力傳感器 10 ;所述快關(guān)安全閥CTV3的進油口接有一個高壓力表M1 ; 本發(fā)明實施例中，所述油箱N2設(shè)有儲油測壓口 PT4，所述儲油測壓口 PT4經(jīng)一單向 閥連接油箱N2，所述快關(guān)安全閥CTV3的進油口設(shè)有高壓測壓口 PT5，所述高壓測壓口 PT5經(jīng)一單向閥連接快關(guān)安全閥CTV3的進油口 ； 本發(fā)明實施例控制汽輪機閥門時，將汽輪機閥門的閥位信號CTRL接入執(zhí)行回路 中的伺服放大器S1 ; 在正常狀態(tài)下，快關(guān)電磁閥CCF處于通電狀態(tài)，此時其進油口與其出油口連通，高 壓儲能器中的高壓油經(jīng)快關(guān)電磁閥CCF加載至快關(guān)安全閥CTV3的控制油口 ，使得快關(guān)安全 閥CTV3關(guān)閉，汽輪機閥門由伺服電機SM1根據(jù)汽輪機閥門的閥位控制信號CTRL和油動機 CY1內(nèi)的位移傳感器的反饋信號進行低速度精確控制，當伺服放大器Sl檢測到汽輪機閥門 的閥位控制信號CTRL發(fā)生變化時，即將其與位移傳感器的反饋信號進行比較后將變化值 送至伺服電機SM1，伺服電機SM1根據(jù)上述變化值控制雙向泵PM1正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，進而控制油 動機CY1的活塞桿伸出或縮回，使油動機CY1的活塞桿帶動汽輪機閥門作出相應(yīng)的動作；
當汽輪機閥門需要快速動作時，快關(guān)電磁閥CCF處于失電狀態(tài)，此時其回油口與 其出油口連通，快關(guān)安全閥CTV3的控制油口失壓，使得快關(guān)安全閥CTV3導(dǎo)通，高壓儲能器 Nl中的高壓油經(jīng)快關(guān)安全閥CTV3、單向閥R6快速加載至油動機CY1的有桿腔中，油動機 CY1的無桿腔中的液壓油通過液控單向閥R3快速回流至油箱N2，使得油動機的活塞桿快速 縮回，從而帶動汽輪機的閥門快速關(guān)閉； 當下壓力開關(guān)PS2檢測到快速控制回路中的壓力低于最低設(shè)定值的時候，即向儲 能泵電機EM1發(fā)送啟動信號，儲能泵電機EM1收到啟動信號后即控制儲能泵PM0運行向快 速控制回路充油；當上壓力開關(guān)PS1檢測到快速控制回路中的壓力高于最高設(shè)定值時，即 向儲能泵電機EM1發(fā)送停止信號，儲能泵電機EM1收到停止信號后即控制儲能泵PM0停止 運行；當快速控制回路中的壓力超過最高設(shè)定值時，壓力通過溢流閥RF溢流，從而為系統(tǒng) 提供過壓保護；當系統(tǒng)需要補充液壓油時，先將外部油源連接到儲能泵PMO進油口的常閉 型截止閥SH1，然后打開該常閉型截止閥SH1即可補充液壓油； 本發(fā)明實施例中，所述快關(guān)安全閥CTV3的出油口經(jīng)一節(jié)流閥0RI1連接油箱N2，當 快關(guān)安全閥CTV3發(fā)生滲油時，節(jié)流閥0RI1能防止液控單向閥R3打開，保證系統(tǒng)的正常。
權(quán)利要求
一種單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，包括伺服控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服電機、雙向泵、油動機和四個液控單向閥；所述伺服電機連接并控制雙向泵運行；所述四個液控單向閥分別為第一液控單向閥、第二液控單向閥、第三液控單向閥、第四液控單向閥；所述油動機具有兩個工作腔，分別為有桿腔和無桿腔；所述雙向泵具有兩個油口，分別為第一油口和第二油口，其第一油口經(jīng)第一液控單向閥連接油動機的有桿腔，其第二油口經(jīng)第二液控單向閥連接油動機的無桿腔；所述油箱經(jīng)第三液控單向閥連接雙向泵的第一油口，經(jīng)第四液控單向閥連接雙向泵的第二油口；所述第一、第三液控單向閥的控制油口連接雙向泵的第二油口，所述第二、第四液控單向閥的控制油口連接雙向泵的第一油口；所述油動機內(nèi)設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器經(jīng)一解調(diào)器、一伺服放大器連接并控制伺服電機運行；其特征在于還包快速縮回控制液路；所述快速縮回控制液路包括快關(guān)安全閥、儲能泵電機、儲能泵、高壓儲能器、快關(guān)電磁閥、上壓力開關(guān)和下壓力開關(guān)；所述快關(guān)安全閥具有一個控制油口、一個進油口和一個出油口，其出油口經(jīng)一單向閥連接油動機的有桿腔，其進油口經(jīng)一溢流閥連接油箱；所述高壓儲能器經(jīng)一常閉型放油閥接至油箱，經(jīng)一常開型進油閥連接快關(guān)安全閥的進油口；所述上壓力開關(guān)和下壓力開關(guān)連接并控制儲能泵電機運行；所述儲能泵電機連接并控制儲能泵運行；所述快關(guān)電磁閥具有一個回油口、一個進油口和一個出油口，其出油口經(jīng)一節(jié)流閥連接快關(guān)安全閥的控制油口，其回油口連接油箱；所述儲能泵的進油口經(jīng)一常開型截止閥連接油箱，經(jīng)一常閉型截止閥連接外部油源，其出油口經(jīng)一單向閥、一過濾器分別連接快關(guān)安全閥的進油口和快關(guān)電磁閥的進油口；所述油箱經(jīng)一液控回油單向閥連接油動機的無桿腔，該液控回油單向閥的控制油口連接快關(guān)安全閥的出油口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，其特征在于所述油箱設(shè)有 一個進油口 ，其進油口經(jīng)一預(yù)壓式空氣濾清器連接外部空氣。
全文摘要
一種單向快速縮回的電液伺服系統(tǒng)，涉及閥門控制技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是現(xiàn)有技術(shù)不能同時保證控制精度和響應(yīng)速度的技術(shù)問題。該執(zhí)行機構(gòu)包括伺服控制液路、快速縮回控制液路和油箱；所述伺服控制液路包括伺服電機、雙向泵、油動機和四個液控單向閥，用于對汽輪機閥門進行低速度精確控制；所述快速縮回控制液路包括快關(guān)安全閥、儲能泵電機、儲能泵、高壓儲能器、快關(guān)電磁閥、上壓力開關(guān)和下壓力開關(guān)，用于對汽輪機閥門進行快速動作控制。本發(fā)明提供的系統(tǒng)，響應(yīng)速度快、控制精度高，運行成本低。
文檔編號F15B21/02GK101776108SQ20101906304
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者萬保中 申請人:上海匯益控制系統(tǒng)股份有限公司