專利名稱：數字閥調速器控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及調速器技術領域，特別是涉及一種用于水輪發電機組調速 器的控制裝置，應用在水電站機械液壓控制系統中，依據負荷的變化，不斷 地調節水輪發電機組有功功率輸出，并在規定范圍內維持機組的轉速(頻率)。
背景技術：
目前，水輪機調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。由于主配壓閥的結構形式為滑閥，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，而搭疊量加大了調速器機械死區。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，目前還沒有開發出一種調速器，可以有效地克服現有的水輪機調 速器抗油污卡阻能力差、油泵啟動頻繁、機械死區較大及接力器易漂移不足 的問題。
實用新型內容
有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種數字閥調速器控制裝置，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，有效地克服現有的水輪機調速器抗油污卡阻能力差、油泵啟動 頻繁、機械死區較大及接力器易漂移的不足，具有重大的生產實踐意義。
為此，本實用新型提供了一種數字閥調速器控制裝置，包括開機電磁球 閥6和關機電磁球閥7，所述關機電磁球閥7分別連接關機供油閥5、關機排 油閥2,所述關機供油閥5接接力器1的關閉腔A且連壓力油P;
所迷接力器1的開啟腔B連接關機排油閥2,該關機排油閥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。 優選地，所述壓力油P與壓力油源9相連通。
優選地，所述開才幾排油閥3、開才幾供油閥4、關才幾排油閥2、關才幾供油閥 5是二通插裝閥。
優選地，所述開才幾排油閥3、開才/U供油閥4、關4幾排油閥2、關才幾供油閥 5是滑動側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方案可見，本實用新型提供的一種數字閥 調速器控制裝置將插裝閥技術應用于水電站液壓控制系統中，取得結構緊湊、 工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應快、抗污染能力強、 工作可靠、壽命長、密封性好、效率高等效果，具有重大的生產實踐意義。
圖1是本實用新型提供的一種數字閥調速器控制裝置的機械液壓系統圖； 圖2是本實用新型提供的數字閥調速器控制裝置實施例的剖面構造圖； 圖3是插裝閥的結構示意圖中，l為接力器，2為關機排油閥，3為開機排油閥，4為開機供油閥， 5為關機供油閥，6為開機電磁球閥，7為關機電磁球閥，8為反饋電位器，9 為壓力油源。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和 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字閥調速器控制裝置的機械液壓系統圖， 圖2是本實用新型提供的數字閥調速器控制裝置實施例的剖面構造圖；參見 圖1、圖2，本實用新型提供的數字閥調速器控制裝置包括開機電磁球閥6 和關機電磁球閥7，所述關機電磁球閥7分別連接關機供油閥5、關機排油閥 2，所述關機供油閥5接接力器1的關閉腔A且連壓力油P;
所述接力器1的開啟腔B連接關機排油閥2，該關機排油閥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和關機電磁球閥7是機電轉換元件，當機組 負荷發生變化時將接受的數字電路的高電平、低電平的電氣信號轉化為開或 關流量信號，推動替代現有主配壓閥的由插裝閥，二者疊加組成的數字控制 液壓回路一一數字閥，進而控制接力器開啟與關閉水輪機的導水機構，通過 控制進入水輪機導水機構流量的大小，不斷地調節水輪發電機組有功功率輸 出，并在規定范圍內維持機組的轉速(頻率)。調速器的狀態只有通、斷兩個 狀態(即1、 0),由此構成無明油管路、無杠桿、無機械反饋的數字閥調速器。
當機組轉速上升時，調速器電氣部分發給關機電磁球閥7 —個向關機側 運動的信號，使關機電磁球閥7電磁鐵帶電勵磁，即關機電^茲球閥7左位通， 使關才幾供油閥(CA3 ) 5和關^幾排油閥(CA4 ) 2打開,此時，主壓力油P通過 關機供油閥(CA3) 5與接力器1的關閉腔A接通，接力器l的開啟腔B壓 力油通過關機排油閥(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換成電信號，反饋給調速器電氣部分。當機組轉 速正常時，調速器電氣部分發給關機電磁球閥7 —個回復命令，使關機電磁 球閥7電石茲鐵失電，即關機電石茲球閥7恢復圖示狀態，關機供油閥(CA3)5 和關機排油閥(CA4)2立即關閉，接力器l停止運動，機組穩定運行于新的 工況。
當機組轉速下降時，調速器電氣部分發給開機電磁球閥6 —個向開機側 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換成電信號，反饋給調速器電氣部分。當機組轉 速正常時，調速器電氣部分發給開機電磁球閥6 —個回復命令，使開機電磁 球閥6的電磁鐵失電，即開機電磁球閥6恢復圖示狀態，關閉開機供油閥(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。即根據機組的運 行狀況，電手動時，通過切換電路方式，使關機電磁球閥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、關才幾排油閥2、關 機供油閥5使用的是二通插裝閥，裝在數字閥閥體中，其動作受控于安裝在 數字閥閥體上的開機電磁球閥6或關機電磁球閥7, P 口連接壓力油源9, A 口與接力器關閉腔連接，B 口與接力器開啟腔連接。所有的元器件，集成于 數字閥，使得結構極為緊湊。由于所有的油路均在閥塊內部以最筒潔的路線 實現，減少了延程流動損失，通流能力大。由于無外部油管路，且數字閥閥 體為鍛壓件，可以輕易地將數字閥內部的油壓提升至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,關機排油閥2、關機供油 閥5與關機電磁球閥7疊加裝配，當電磁球閥接受到開機或關機信號時，二 通插裝閥立即動作，響應迅速。在正常情況下，開機排油閥3、開機供油閥4、 關扭"悱油閥2、關4幾供油閥5、開才凡電石茲5求閥6、關才;L電石茲J求閥7處于閉鎖狀 態，只有開機電磁球閥6或關機電磁球閥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或關機排油閥2、關機供油閥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構上 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，接力器不會發生漂移。
參見圖3，由插裝閥的基本結構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。且數字閥調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構，所以在水電站的水輪發電機組的機械液 壓控制系統中可以做到零泄漏，即系統在穩定狀態下耗油量極少。經過實際 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的使用壽命，減緩了液壓油的變質。 由于零泄漏，調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， 也就是取消了現有調速器主接力器的反饋杠桿或反饋鋼絲繩，減少了調速器
6的機械死區，從結構上減化了整個調速系統。
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、關機排油閥2、 關機供油閥5)的滑動側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，插裝閥不可能發生卡阻。現有調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，數字閥調速器的抗油污卡阻能力遠大于現有的調速器。
綜上所述，本實用新型以電磁球閥為機電轉換元件代替現有的電液轉換 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傳統的主配 壓閥。其工作特點是以電磁球閥的通、斷控制插裝閥開啟關閉，插裝閥的開 啟關閉控制接力器油路的通、斷來控制接力器。調速器的狀態只有通、斷兩 個狀態(即l、 0),相當于數字電路的高電平、低電平兩個狀態(即l、 0), 故將其稱為數字閥，由此構成的調速器稱為數字閥調速器。
本實用新型將插裝閥技術應用于水電站液壓控制系統中，取得結構緊湊、 工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應快、抗污染能力強、 工作可靠、壽命長、密封性好、效率高等效果，具有重大的生產實踐意義。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，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^L為本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種數字閥調速器控制裝置，其特征在于，包括開機電磁球閥(6)和關機電磁球閥(7)，所述關機電磁球閥(7)分別連接關機供油閥(5)、關機排油閥(2)，所述關機供油閥(5)接接力器(1)的關閉腔(A)且連壓力油(P)；所述接力器(1)的開啟腔(B)連接關機排油閥(2)，該關機排油閥(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、 如權利要求1所述的數字閥調速器控制裝置，其特征在于，所述壓力 油(P)與壓力油源(9)相連通。
3、 如權利要求1所述的數字閥調速器控制裝置，其特征在于，所述開機 排油閥(3 )、開機供油閥(4 )、關機排油閥(2 )、關機供油閥(5 )是二通插裝閥。
4、 如權利要求3所述的數字閥調速器控制裝置，其特征在于，所述開機 排油閥(3 )、開機供油閥(4 )、關機排油閥(2 )、關機供油閥(5 )是滑動側 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字閥調速器控制裝置，包括開機電磁球閥和關機電磁球閥，所述關機電磁球閥分別連接關機供油閥、關機排油閥，所述關機供油閥接接力器的關閉腔且連壓力油；所述接力器的開啟腔連接關機排油閥，該關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字閥調速器控制裝置將插裝閥技術應用于水電站液壓控制系統中，取得結構緊湊、工藝性好、流動阻力小、通流能力大、升壓簡單、響應快、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 優先權日2009年2月6日
發明者劉忠良, 張偉朋, 米建國, 錢軍輝, 陳宏宇 申請人:天津市科音自控設備有限公司