专利名称：分段关闭与调压阀控制式智能调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于调速器领域，涉及一种分段关闭与调压阀控制式智能调速器，尤 其适于水电站机械液压控制系统。
背景技术：
目前，具有调压阀控制功能的水轮机调速器，机械部分采用对传统的滑阀式主配 压阀进行特殊改装的形式，利用特殊的主配压阀活塞的位置变化，控制调压阀接力器的动 作，抗油污卡阻能力差。由于主配压阀的结构形式为滑阀，主配压阀活塞与衬套之间的间隙所造成的渗漏 就不可避免，造成油泵启动频繁。特殊的主配压阀活塞增加了调压阀控制阀盘，人为加大了 阀盘与衬套与窗口之间的搭叠量，进而加大了调速器机械死区。同时，对于特殊主配压阀活 塞的控制，必须利用繁复的机械装置及机械反馈，否则，接力器就要漂移。
发明内容本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种分段关闭与调 压阀控制式智能调速器，机组正常运行时，依据负荷的变化，不断地调节水轮发电机组有功 功率输出，并在规定范围内维持机组的转速(频率)。当水轮发电机组突然甩负荷时，通过 本实用新型控制压力和转速上升，使二者均在允许的范围之内，保证电站安全运行。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的依据本实用新型提供的一种分段关闭与调压阀控制式智能调速器，包括包括微开 机电磁球阀、微关机电磁球阀、微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油 阀、关机排油阀、关机供油阀、急停电磁阀、分段关闭发讯阀、分段关闭执行阀和调压阀动作 控制阀。所述微关机电磁球阀分别连接微关机供油阀和微关机排油阀，微关机电磁球阀分 别连接压力油和回油箱；微关机供油阀连接关机供油阀，关机供油阀分别连接接力器的关 闭腔和压力油；所述接力器的开启腔连接分段关闭执行阀，分段关闭执行阀分别连接关机排油阀 和微关机排油阀，微关机排油阀连接回油箱，接力器与反馈电位器、全开接点和全关接点相 连；所述微开机电磁球阀分别连接微开机供油阀和微开机排油阀，微开机电磁球阀分 别连接压力油和回油箱，微开机供油阀连接压力油且经过分段关闭执行阀连接接力器的开 启腔，微开机排油阀分别连接压力油和回油箱；所述的急停电磁阀分别连接关机供油阀、关机排油阀和调压阀动作控制阀，急停 电磁阀分别连接压力油和回油箱，调压阀动作控制阀经节流阀与调压阀接力器相连；调压 阀动作控制阀分别连接压力油和回油箱；所述的分段关闭执行阀连接分段关闭发讯阀，分段关闭发讯阀分别连接压力油、回油箱和分段关闭拐点调节装置。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现前述的微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、 关机供油阀、分段关闭执行阀均为二通插装阀。前述的微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、 关机供油阀、分段关闭执行阀均为滑动侧面上具有多道平衡槽的二通插装阀。本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果由于实用新型将插装阀技术应用于水电站液压控制系统中，取消了传统的滑阀式 主配压阀，利用标准的液压元件对调压阀进行控制。本实用新型液压油的洁净度要求只有 100微米、油泵启动间隔超过2小时、零泄漏、无机械反馈，有效地克服现有的水轮机调速器 抗油污卡阻能力差、油泵启动频繁、机械死区较大及接力器易漂移的不足，取得结构紧凑、 工艺性好、流动阻力小、通流能力大、升压简单、响应快、抗污染能力强、工作可靠、寿命长、 密封性好、效率高等效果，具有重大的生产实践意义。本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本实用新型的液压系统图。图中1.分段关闭拐点调节装置，2.分段关闭发讯阀，3.分段关闭执行阀，4.关机 供油阀，5.微关机排油阀，6.微开机排油阀，7.微开机供油阀，8.微关机供油阀，9.微开机 电磁球阀，10.微关机电磁球阀，11.关机供油阀，12.急停电磁阀，13.压力表，14.接力器， 15.全开接点，16.反馈电位器，17.全关接点，18.调压阀接力器，19.节流阀，20.调压阀动 作控制阀，A.关闭腔，B.开启腔，P.压力油，T.回油箱。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
、结构、特征 及其功效，详细说明如后。如图1所示的一种分段关闭与调压阀控制式智能调速器，包括微开机电磁球阀、 微关机电磁球阀、微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油 阀、关机供油阀、急停电磁阀、分段关闭发讯阀、分段关闭执行阀和调压阀动作控制阀，所述 微关机电磁球阀10分别连接微关机供油阀8和微关机排油阀5，微关机电磁球阀10分别连 接压力油P和回油箱T ；微关机供油阀8连接关机供油阀11，关机供油阀11分别连接接力 器14的关闭腔A和压力油P。所述接力器14的开启腔B连接分段关闭执行阀3，分段关闭执行阀3分别连接关 机排油阀4和微关机排油阀5，微关机排油阀5连接回油箱T，接力器14与反馈电位器16、 全开接点15、全关接点17相连。所述微开机电磁球阀9分别连接微开机供油阀7和微开机排油阀6，微开机电磁球 阀9分别连接压力油P和回油箱T，微开机供油阀7连接压力油P且经过分段关闭执行阀3 连接接力器14的开启腔B，微开机排油阀6分别连接压力油P和回油箱T。所述的急停电磁阀12分别连接关机供油阀11、关机排油阀4和调压阀动作控制阀20，急停电磁阀12分别连接压力油P和回油箱Tl，调压阀动作控制阀20经节流阀19与调 压阀接力器18相连；调压阀动作控制阀20分别连接压力油P和回油箱T。所述的分段关闭执行阀3连接分段关闭发讯阀2，分段关闭发讯阀2分别连接压力 油P、回油箱T和分段关闭拐点调节装置1。微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供 油阀、分段关闭执行阀均为二通插装阀。微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供 油阀、分段关闭执行阀均为滑动侧面上具有多道平衡槽的二通插装阀。在图1中，微开电磁球阀9和微关电磁球阀10是机电转换元件，当机组负荷发生 变化时将接受的数字电路的高电平、低电平的电气信号转化为开或关流量信号，推动由插 装阀，二者叠加组成的数字控制液压回路，进而控制接力器开启与关闭水轮机的导水机构， 通过控制进入水轮机导水机构流量的大小，不断地调节水轮发电机组有功功率输出，并在 规定范围内维持机组的转速(频率)。当水轮发电机组突然甩负荷时，通过本调速器控制压 力和转速上升，使二者均在允许的范围之内，保证电站安全运行。调速器的状态只有通、断 两个状态(即1、0)，由此构成无明油管路、无杠杆、无机械反馈的智能调速器。当机组转速上升时，调速器电气部分发给微关电磁球阀10投入信号，即微关电 磁球阀10电磁铁带电励磁，也即微关电磁球阀10左位通，即b腔接回油箱T，微关排油阀 5(CA4)b(控制)腔接回油箱T，微关供油阀8(CA3)b (控制)腔接回油箱T。此时，主压力油 P通过微关供油阀8 (CA3)与接力器14的A腔通，接力器14的B腔通过微关排油阀5 (CA4) 接回油箱T，并通过反馈电位器16将接力器位置信号转换成电信号反馈给调速器电气部 分。接力器14到达全关位置时，全关接点17动作，发出全关信号。当机组转速正常时，调 速器电气部分发给微关电磁球阀10 —个恢复命令，即微关电磁球阀10电磁铁失电复位，即 微关电磁球阀10的b腔接压力油P，微关供油阀8(CA3)及微关排油阀5(CA4)关闭，接力 器14停止运动，机组稳定运行于新的工况。小动作时，调压阀阀接力器关闭腔经过调压阀 动作控制阀20常通压力油，开启腔通排油。调压阀成闭锁状态，调压阀接力器不动作。当机组转速下降时，调速器电气部分发给微开电磁球阀9投入信号，即微开电磁 球阀9电磁铁带电励磁，也即微开电磁球阀9左位通，即a腔接回油箱T，微开排油阀6 (CA6) 的a(控制)腔接回油箱T，微开供油阀7(CA5)a (控制)腔接回油箱T。此时，主压力油P通 过微开供油阀7 (CA5)与接力器14的B腔通，接力器14的A腔通过微开排油阀6 (CA6)接 回油箱T，接力器14向左移动，并通过反馈电位器16将接力器位置信号转换成电信号反馈 给调速器电气部分。接力器14到达全关位置时，全开接点15动作，发出全开信号。当机组 转速正常时，调速器电气部分发给微开电磁球阀9 一个恢复命令，即微开电磁球阀9电磁铁 失电复位，即微开电磁球阀9的a腔接压力油P，微开供油阀7(CA5)及微开排油阀6(CA6) 关闭，接力器14停止运动，机组稳定运行于新的工况当机组转速上升超过一定值时(大波动及甩负荷)，调速器电气部分发给急停电 磁球阀12投入信号，即急停电磁球阀12电磁铁带电励磁，也即急停电磁球阀12左位通，即 急停电磁球阀12的c腔接回油箱T，即关机排油阀4 (CA2)的c (控制)腔接回油箱T，关机 供油阀Il(CAl)的c(控制)腔接回油箱T。此时，主压力油P通过关机供油阀Il(CAl)与 接力器14的A腔通，接力器11的B腔通过关机排油阀4 (CA2)接回油箱T，由于关机供油阀11 (CAl)/关机排油阀4 (CA2)通径大，接力器14迅速向右移动，并通过反馈电位器16将 接力器位置信号转换成电信号反馈给调速器电气部分。当机组转速正常时，调速器电气部 分发给急停电磁球阀12 —个恢复命令，即急停电磁球阀12电磁铁失电复位右位通，即急 停电磁球阀12的c腔接压力油P，关机排油阀4(CA2) c (控制)腔接压力油P，关机供油阀 11 (CAl)的c (控制)腔接压力油P ；即关机供油阀11 (CAl) /关机排油阀4 (CA2)关闭，接力 器14停止运动，机组稳定运行于新的工况。与此同时，受控于急停电磁阀的12的调压阀动作控制阀20左位通，调压阀接力器 18开启腔通压力油，关闭腔通排油，调压阀打开，泄水，保证水压不再上升。当机组恢复正常 后，调压阀缓慢关闭。调压阀接力器的关闭速度，可通过调节节流阀19的大小来实现。通过调节分段关闭发讯阀2与分段关闭拐点调节装置1的相对位置可以调整发讯 点。通过调节执行阀3调节螺杆可以调整分段关闭速度。第一段关闭时，分段关闭发讯阀未投入，接力器14快速关闭，当接力器通过反馈 带动分段关闭拐点调节装置1，到达设定位置后，推动分段关闭发讯阀2切换，分段关闭发 讯阀2控制分段关闭执行阀3关闭到设定大小，使关闭回油油路减小，减慢关闭速度，实现 第二段慢关。由于分段关闭执行阀取自接力器的关闭排油腔(开机腔)，仅对关机单向节 流，并不影响开机速度。本实用新型的操控，也可以采用电手动和纯手动方式。即根据机组的运行状况，电 手动时，通过切换电路方式，使微关电磁球阀10或微开电磁球阀9的电磁铁励磁或失电；纯 手动时，通过直接推动电磁球阀上的手动按钮，使微关电磁球阀10或微开电磁球阀9投入 或退出。其动作过程，与自动状况完全一致。在图1所示实施例中，分段关闭执行阀3，关机供油阀4，微关排油阀5，6为微开排 油阀，微开供油阀7，微关供油阀8，微开电磁球阀9，微关电磁球阀10，关机供油阀11，使用 的是二通插装阀，所有的元器件，集成于同一个阀体中，使得结构极为紧凑。由于所有的油 路均在阀块内部以最简洁的路线实现，减少了延程流动损失，通流能力大。由于无外部油管 路，且阀体为锻压件，可以轻易地将阀体内部的油压提升至31. 5MPa，升压简单。由于功能阀 组叠加装配，使得动作信号发出后，相应阀组立即动作，响应迅速。在正常情况下，微开排油 阀6、微开供油阀7、微关排油阀5、微关供油阀8、微开电磁球阀9、微关电磁球阀10处于闭 锁状态，只有微开电磁球阀9或微关电磁球阀10的电磁铁在外部因素的作用下动作，才会 使得微开排油阀6、微开供油阀7或微关排油阀5、微关供油阀8动作，即本实用新型具有液 压锁定功能。由于二通插装阀和电磁球阀在结构上均采用线密封形式，保证了装置的零泄 漏，亦即在无外部信号的状况下，接力器14的A腔或B腔不会有压力油的输入或输出，接力 器不会发生漂移。因此，本实用新型，无机械反馈，也就是取消了现有调速器主接力器的反馈杠杆或 反馈钢丝绳，减少了调速器的机械死区，从结构上减化了整个调速系统。由于本实用新型使用标准的液压元件操控调压阀的动作，没有使用改装传统的滑 阀式主配压阀活塞的形式，使得整体结构大为简化，油路简单，控制简洁，消除了由于滑阀 式主配压阀活塞带来的机械死区。另外，在本实用新型中，所有插装阀(如所述分段关闭执行阀3，关机供油阀4，微 关排油阀5，6为微开排油阀，微开供油阀7，微关供油阀8，微开电磁球阀9，微关电磁球阀10，关机供油阀11)的滑动侧面上有二十余道平衡槽，即使有微小颗粒进入配合面也会嵌 入平衡槽，不可能形成卡阻。由此，本实用新型对油质清洁度的要求甚低。
权利要求一种分段关闭与调压阀控制式智能调速器，包括微开机电磁球阀、微关机电磁球阀、微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供油阀、急停电磁阀、分段关闭发讯阀、分段关闭执行阀和调压阀动作控制阀，其特征在于所述微关机电磁球阀(10)分别连接微关机供油阀(8)和微关机排油阀(5)，微关机电磁球阀(10)分别连接压力油(P)和回油箱(T)；微关机供油阀(8)连接关机供油阀(11)，关机供油阀(11)分别连接接力器(14)的关闭腔(A)和压力油(P)；所述接力器(14)的开启腔(B)连接分段关闭执行阀(3)，分段关闭执行阀(3)分别连接关机排油阀(4)和微关机排油阀(5)，微关机排油阀(5)连接回油箱(T)，接力器(14)与反馈电位器(16)、全开接点(15)和全关接点(17)相连；所述微开机电磁球阀(9)分别连接微开机供油阀(7)和微开机排油阀(6)，微开机电磁球阀(9)分别连接压力油(P)和回油箱(T)，微开机供油阀(7)连接压力油(P)且经过分段关闭执行阀(3)连接接力器(14)的开启腔(B)，微开机排油阀(6)分别连接压力油(P)和回油箱(T)；所述的急停电磁阀(12)分别连接关机供油阀(11)、关机排油阀(4)和调压阀动作控制阀(20)，急停电磁阀(12)分别连接压力油(P)和回油箱(T)，调压阀动作控制阀(20)经节流阀(19)与调压阀接力器(18)相连；调压阀动作控制阀(20)分别连接压力油(P)和回油箱(T)；所述的分段关闭执行阀(3)连接分段关闭发讯阀(2)，分段关闭发讯阀(2)分别连接压力油(P)、回油箱(T)和分段关闭拐点调节装置(1)。
2.根据权利要求1所述的分段关闭与调压阀控制式智能调速器，其特征在于所述的 微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供油阀、分 段关闭执行阀均为二通插装阀。
3.根据权利要求1所述的分段关闭与调压阀控制式智能调速器，其特征在于所述的 微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供油阀、分 段关闭执行阀均为滑动侧面上具有多道平衡槽的二通插装阀。
专利摘要本实用新型涉及一种分段关闭与调压阀控制式智能调速器，包括微开机电磁球阀、微关机电磁球阀、微开机排油阀、微开机供油阀、微关机排油阀、微关机供油阀、关机排油阀、关机供油阀、急停电磁阀、分段关闭发讯阀、分段关闭执行阀和调压阀动作控制阀。本实用新型将插装阀技术应用于水电站分段关闭与调压阀液压控制系统中，当水轮发电机组突然甩负荷时，通过本实用新型控制压力和转速上升，使二者均在允许的范围之内，保证电站安全运行。本实用新型结构紧凑，工艺性好，流动阻力小，通流能力大，升压简单，响应快，抗污染能力强，工作可靠，寿命长，密封性好，效率高，适于水电站机械液压控制系统。
文档编号F03B15/00GK201730732SQ201020291430
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者刘忠良, 张伟朋, 张鹏远, 钱学辉 申请人:天津市科音自控设备有限公司