专利名称：一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机的制作方法
技术领域：
本实用新型设涉及液压启闭机技术领域，具体地说是一种电液比例控制活塞式双 吊点液压启闭机。
背景技术：
无论是治理江河，城市防洪、防涝，还是蓄水灌溉，引水发电等水利水电工程都离 不开闸门，而闸门的开启或关闭必须要用专门的机械装置来实现，启闭机就是专门用于来 启、闭闸门的专用起重机械。启闭机启闭性能的优劣直接关系到闸门启、闭的可靠性，对于 工程的安全运行起着关键性的作用，目前使用的启闭机主要有卷扬式启闭机和液压式启闭 机两大类。液压式启闭机的工作原理是用油泵输出高压的液压油，经管路、液压阀组控制进 入活塞式液压缸，驱动活塞运动，由活塞带动闸门开启或关闭。液压式启闭机既可以产生向 上的拉力，又可以产生向下的推力，具有运行平稳、控制方便、启闭力大、尺寸小、重量轻、能 简化水工建筑结构的优点。随着水利水电工程规模的不断向大型、特大型发展，不少场合， 液压式启闭机方案已成为其它机种无法替代的唯一选择，是控制闸门启闭的理想设备。双吊点液压启闭机最重要的必备基本功能是保压、同步、调速，对设备的运行可靠 性要求极高。目前的液压启闭机采用液控单向阀保压，四个调速阀分成两组，分别单独完成 两只活塞式液压缸的启、闭速度调速，使两只活塞式液压缸的速度基本相等，从而达到初步 同步，再辅以旁路泄油纠偏来实现较精确地同步。这种控制方式已沿用多年，速度调节与同 步调节混同进行，一旦需要变更闸门启、闭速度，就必须重新调节同步，而这即使对于熟练 的专业人员也是非常麻烦的事。若同步调节过程出现失误，就可能导致间门因偏斜而卡死， 造成重大事故。由于闸门很重，打开单向阀的控制压力要求较高，常出现由于液控单向阀开 启不正常而导致的闸门卡死或爬行等故障。为了减小开启单向阀所需的控制压力，需采用 外泄式液控单向阀，每只活塞式液压缸共有进、回、控制、泄漏四根油管，管路较复杂。目前 的液压启闭机采用开关型常规液压阀实现上述功能，系统复杂，可靠性较差。系统的工作参 数(如启闭速度、工作压力、运动顺序)只能预先调定，工作过程中无法改变。在外界工况 发生变化时不能作出相应调整，这些问题制约了启闭机性能及可靠性的提升，已不能满足 目前大型水利工程多门、多工况、多组合的智能化控制要求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机，能自动控 制启闭机的两只活塞式液压缸以较高的同步精度运行，保证闸门平稳启、闭。本实用新型的技术方案为一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机，由2只 活塞式液压缸，液压控制系统及电气控制系统组成，液压控制系统包括平衡阀、由三位四通 电磁换向阀和2只节流阀组成的旁路泄油纠偏阀组、分流集流阀、三位四通电液比例换向 阀、外控顺序阀、溢流阀、电磁溢流阀、回油滤油器、油泵电机组等。两个油泵出口通过单向阀后汇合为总的压力油口，分别与三位四通电液比例换向阀、电磁溢流阀、外控顺序阀连 接，三位四通电液比例换向阀的一个出口与分流集流阀进口连接，分流集流阀的两个出口 各自串联平衡阀后再分别与2只活塞式液压缸的有杆腔连接，2只活塞式液压缸无杆腔出 口合二为一，与三位四通电液比例换向阀的另一个出口、外控顺序阀、溢流阀连接，外控顺 序阀、溢流阀与电磁溢流阀的出口并联成为总回油口，经过回油滤油器与油箱连接。旁路泄 油纠偏阀组由三位四通电磁换向阀和2只节流阀组成，三位四通电磁换向阀的2个出口各 串联有1只节流阀，节流阀的另一端分别与分流集流阀的2个出口并联，三位四通电磁换向 阀的回油口接油箱。电气控制系统具有闸门开度的检测、显示装置及与之相连接的可编程序控制器 PLC,闸门开度检测装置具有2只位移传感器，分别设置在2只活塞式液压缸上，位移传感器 检测活塞式液压缸实际位移输给可编程序控制器PLC，可编程序控制器PLC比较2只活塞式 液压缸实际位移，根据实际位移同步误差控制旁路泄油纠偏阀组动作，实现自动纠偏，并将 活塞式液压缸的实际位移、设定位移以及实际位移同步误差换算为闸门的实际开度、设定 开度及偏斜量，经显示器适时显示。本实用新型采用平衡阀保压，防止闸门因自重下滑，油路简单，控制可靠。采用平 衡阀保压后只有进、回两根油管，与单向阀保压的四根油管相比，油路大为简化，既降低了 成本，又减少了由于管路破裂可能导致的设备故障风险。采用分流集流阀实现粗同步，辅 以旁路泄油纠偏阀组实现精确同步，同步精度高。由于粗同步由阀自动实现，不需要人工 干预，操作简单，可补偿负载的差异，同步精度优于传统的调速阀同步。两只活塞式液压缸 的换向与调速共用一只三位四通电液比例换向阀完成，液压阀用量少，速度调节与同步控 制无关，可在线调速，同步控制与调速相互独立，互不干扰，方便快捷。间门关闭时采用外控 顺序阀组成差动回路，可用较小的油泵流量实现快速闭门，能够有效降低电机功率，节约能 源。与以往的启闭机相比，系统简单、操作简便，可靠性好。
图1是本实用新型的电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机液压系统原理图。图中1. (1. 1和1. 2)位移传感器，2. (2. 1和2. 2)活塞式液压缸，3. (3. 1和3. 2) 平衡阀，4. (4.1和4. 2)节流阀，5.三位四通电磁换向阀，6.分流集流阀，7.三位四通电 液比例换向阀，8.外控顺序阀，9.溢流阀，10.电磁溢流阀，11.回油滤油器，12. (12.1和 12. 2)油泵电机组。
具体实施方式
如图1所示本实用新型的一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机，由2只活 塞式液压缸，1套液压控制系统及1套电气控制系统组成，液压控制系统包括平衡阀3、由三 位四通电磁换向阀5和2只节流阀4. 1,4. 2组成的旁路泄油纠偏阀组、分流集流阀6、三位 四通电液比例换向阀7、外控顺序阀8、溢流阀9、电磁溢流阀10、回油滤油器11、油泵电机组 12等。两个油泵12. 1、12. 2的出口通过单向阀后汇合为总的压力油口，分别与三位四通电 液比例换向阀7、电磁溢流阀10、外控顺序阀8连接，三位四通电液比例换向阀7的一个出 口与分流集流阀6的进口连接，分流集流阀6的两个出口各自串联平衡阀3. 1、3. 2后再分
4别与2只活塞式液压缸2. 1,2. 2的有杆腔连接，2只活塞式液压缸的无杆腔出口合二为一， 与三位四通电液比例换向阀7的另一个出口、外控顺序阀8、溢流阀9连接，外控顺序阀8、 溢流阀9与电磁溢流阀10的出口并联成为总回油口，经过回油滤油器11与油箱连接。旁 路泄油纠偏阀组由三位四通电磁换向阀5和2只节流阀4. 1,4. 2组成，三位四通电磁换向 阀5的2个出口各串联有1只节流阀4，节流阀4的另一端分别与分流集流阀6的2个出口 并联，三位四通电磁换向阀5的回油口接油箱。油泵电机组12的作用是为系统提供高压油流，两个油泵电机组一个工作，另一个 作为备用。当可编程序控制器PLC控制三位四通电液比例换向阀7的电磁铁3YA得电时， 阀7左位工作。压力油经阀7左位，被阀6 —分为二后分别经3. 1,3. 2进入活塞式液压缸 2.U2.2有杆腔，使活塞上升，带动闸门开启，启门的最大工作压力由电磁溢流阀10调定。 由于闸门开启时的工作压力大于外控顺序阀8的开启压力，阀8开启，活塞式液压缸2无杆 腔的油液经阀8、回油滤油器11回油箱。当可编程序控制器PLC控制三位四通电液比例换向阀7的电磁铁2YA得电时，阀 7右位工作，压力油经阀7右位，进入活塞式液压缸2. 1、2. 2无杆腔，活塞下降，带动闸门关 闭，闭门的最大工作压力由溢流阀9调定。由于闸门关闭时的工作压力小于外控顺序阀8 的开启压力，阀8关闭，两只活塞式液压缸有杆腔的油液经阀3. 1,3. 2后被阀6合二为一， 经阀7右位后不回油箱，而是进入活塞式液压缸2. 1、2. 2的无杆腔，形成差动回路。这种连 接方式可用较小的油泵流量实现快速闭门，能够有效降低电机功率，节约能源。三位四通电液比例换向阀7具有流量控制功能，通过的流量与控制电流成正比， 只要改变控制电流就能改变流量，从而达到调速的目的。调速可在任意工况下进行，不必停 机，方便可靠。阀7输出的满足活塞式液压缸速度要求的流量进入分流集流阀6按1 1的 比例分成两路，分别进入两只活塞式液压缸，实现两只活塞式液压缸的粗同步。粗同步由分 流集流阀6自动实现，与调速独立，不需要人工干预。由于分流集流阀6具有负载补偿功能， 即使在偏载的不利工况下也能保持较好的同步性能，这就减轻了对后面旁路泄油纠偏阀组 的压力。分流集流阀的粗调同步与旁路泄油纠偏阀组配合，最终能达到较高的同步精度。电气控制系统设置有闸门开度检测装置和可编程序控制器PLC，开度检测传感器 1设在活塞式液压缸上，输出端与可编程序控制器PLC连接。传感器1将检测到的活塞式液 压缸2实际行程传送给可编程序控制器PLC，可编程序控制器对两只活塞式液压缸的实际 行程进行比较，根据二者的行程偏差控制三位四通电磁阀5的动作，自动进行旁路泄油纠 偏，实现两只活塞式液压缸2的精确同步。电气控制系统具有闸门开度的检测、显示装置及与之相连接的可编程序控制器 PLC,闸门开度检测装置具有2只位移传感器1，分别设置在2只活塞式液压缸2上，位移传 感器1检测活塞式液压缸2的实际位移输给可编程序控制器PLC，可编程序控制器PLC比 较2只活塞式液压缸实际位移，根据实际位移同步误差控制旁路泄油纠偏阀组三位四通电 磁阀5动作，将超前活塞式液压缸的油经过节流阀4. 1或4. 2，泄去一部分，实现自动纠偏。 改变节流阀的开度，可以调节纠偏的速度。可编程序控制器PLC还将活塞式液压缸的实际 位移、设定位移以及实际位移同步误差换算为闸门的实际开度、设定开度及偏斜量，经显示 器适时显示。
权利要求一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机，包括2只活塞式液压缸，液压控制系统及电气控制系统，其特征在于液压控制系统包括平衡阀、由三位四通电磁换向阀和2只节流阀组成的旁路泄油纠偏阀组、分流集流阀、三位四通电液比例换向阀、外控顺序阀、溢流阀、电磁溢流阀、回油滤油器、油泵电机组；两个油泵出口通过单向阀后汇合为总的压力油口，分别与三位四通电液比例换向阀、电磁溢流阀、外控顺序阀连接，三位四通电液比例换向阀的一个出口与分流集流阀进口连接，分流集流阀的两个出口各自串联平衡阀后再分别与2只活塞式液压缸的有杆腔连接，2只活塞式液压缸无杆腔出口合二为一，与三位四通电液比例换向阀的另一个出口、外控顺序阀、溢流阀连接，外控顺序阀、溢流阀与电磁溢流阀的出口并联成为总回油口，经过回油滤油器与油箱连接；旁路泄油纠偏阀组的三位四通电磁换向阀的2个出口各串联有1只节流阀，节流阀的另一端分别与分流集流阀的2个出口并联，三位四通电磁换向阀的回油口接油箱。
专利摘要本实用新型是一种电液比例控制活塞式双吊点液压启闭机。由2只活塞式液压缸，1套液压控制系统及1套电气控制系统组成，液压控制系统包括平衡阀、由三位四通电磁换向阀和2只节流阀组成的旁路泄油纠偏阀组、分流集流阀、三位四通电液比例换向阀、外控顺序阀、溢流阀、电磁溢流阀、回油滤油器、油泵电机组等。具有电液比例控制在线调速，差动快速关闭闸门，启、闭闸门双压控制等功能。电气控制系统设有闸门开度的检测、显示装置及与之相连接的可编程序控制器PLC，采用分流集流阀粗调，旁路泄油纠偏阀组精调的闭环同步控制方案，同步精度高。系统结构简单、操作简便，可靠性好。
文档编号F15B21/02GK201581382SQ200920253709
公开日2010年9月15日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者伍小东, 全永富, 刘永胜, 朱炎周, 杨尚平, 杨晓玉, 王泽波, 詹磊, 赵光波 申请人:昆明理工大学