专利名称：冲击式水轮机微机调速器液压控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，用 于单喷针或多喷针冲击式水轮机组喷针和折向器无机械协联的微机调 速器。
背景技术：
冲击式水轮机主要用于开发高水头水利资源，近十年来其在国内 得到很大发展。但对于多喷针冲击式水轮机调速器来说，由于控制喷 针的油压接力器的个数较多，使得调速机构相应变得十分庞大和复杂， 不便于生产、安装和维护，控制精度也难以提高。 发明内容
本实用新型的目的是将冲击式水轮机的各个喷针和折向器接力器 机械液压控制系统设计成完全相同独立控制的液压单元，在结构上采 取各个液压单元多层叠加形式的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置。
本实用新型的技术方案本实用新型的冲击式水轮机微机调速器 液压控制装置包括喷针控制单元和折向器控制单元，其特征在于每 -个喷针和折向器都有-一个各自独立的控制单元，各控制单元并联, 紧急停机电磁阀4连接在折向器控制单元和喷针控制单元的紧急停机 压力油的输入端。
所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，每个喷针控制单 元包括一个喷针开关阀，喷针开关阀的两个控制口分别与两个液动换 向阀连接，两个液动换向阀的输出分别与液控单向阀的二个输入端连 接，液控单向阀的二个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接，双 单向节流阀作为整定喷针接力器的开关速度的输出元件。
所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，每个喷针控制单 元的 个喷针开关阀、两个液动换向阀， 一个液控单向阀， 一个双单 向节流阀分别固定在喷针集成块的四个侧面上，通过喷针集成块中相 应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块的上下面有对应的连接 U，构成--个标准的喷针控制单元模块；多个喷针控制单元模块叠放， 通过喷针集成块的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由上盖板、底板和螺杆及螺母将多个喷针控制单元模块连接固定，构成喷针控制部分。
所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，每个折向器控制 单元包括一个折向器开关阀、 一个液动换向阀组成；开关阀的控制腔 与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出作为折向器接力器投 入或复归控制口。
所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置， 一个折向器开关 阀和一个液动换向阀分别固定在折向器集成块的两个侧面上，通过折 向器集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块的上 下面有对应的连接口，构成一个标准的折向器控制单元模块；多个折 向器控制单元模块叠放，通过折向器集成块的上下面的连接口与相邻 模块的油口连通，由一块盖板、四根螺杆、四个螺母、底板将多个折 向器控制单元模块连接固定，构成折向器控制部分。
本实用新型的优点本实用新型机械液压系统采用多层叠加结构 型式的方案。由于采取多层叠加的结构型式，调速器柜体积可大大縮 小，可以与油压装置合在一起，整机结构更加紧凑。在电站规划中， 调速器柜既可以和接力器集中布置在同一楼层，也可以分离布置，非 常灵活。当把调速器柜布置在发电机层时，可通过油管与下层的接力 器相联，无须传统的繁杂机械传动。由于采用完全相同的机械液压控 制单元叠加布置，生产厂家生产时可批量生产，组装时可根据冲击式 水轮机组喷针和折向器接力器的数量相应的增加或减少机械液压控制 单元的数量。由于所有的机械液压控制元件都是标准液压件，渗漏油 量极少，可减少调速器油压装置油泵的启动次数，延长油泵使用寿命。
图1是本实用新型的液压控制系统原理图。
图2是本实用新型的机械叠加结构总体示意图。
图3是图2中折向器液压控制部分的右视图。
图4是图2中喷针液压控制部分的左视图。
图5是图4中喷针集成块19的俯视图。
图6是图5的右视图。
图7是图5的左视图。
图8是图5的俯视图。
图9是图5的仰视即F向视图。
图10是图5的D-D剖视图。图11是图2中折向器集成块11的俯视图。 图12是图1的右视图。
图13是图1的仰视即C向视图。
图14是图11的俯视图。
图15是图11的E-E剖视图。
具体实施方式
(参看图1)
本实用新型是机械液压控制单元采用多层叠加布置对冲击式水轮 机微机调速器进行液压控制。
本实用新型包括喷针控制单元和折向器控制单元，每一个喷针和
折向器都有一个各自独立的控制单元，各控制单元并联，其特征在于: 每个喷针控制单元的所有机械液压控制元件都装在一个集成流道板 上，且在集成流道板上有输出口，形成一个喷针控制单元模块，多个 喷针控制单元模块多层叠加用螺杆与底板和盖板连接在一起，底板上 对应位置有与喷针控制单元模块对应的外接口 ，形成多个喷针液压控 制部份；每个折向器的控制单元的所有机械液压控制元件都装在一个 集成流道板上，且在集成流道板上有输出口，形成一个折向器控制单 元模块，多个折向器控制单元模块多层叠加用螺杆与底板和盖板连接 在--起，形成多个叠加的折向器液压控制部份，底板上对应位置有与 折向器控制单元模块对应的外接口 。
图1是本实用新型的机械液压系统原理图
每个折向器控制单元包括一个折向器开关阀3、一个液动换向阀2 组成；开关阀3的控制腔A4与液动换向阀2的控制腔X3连接，液动 换向阀2的输出作为折向器接力器IO投入或复归控制口。
每个喷针控制单元包括一个喷针开关阀5，喷针开关阀5的两个控 制U分别与两个液动换向阀6、 6.1连接，两个液动换向阀6、 6.1的输 出分别与液控单向阀8的二个输入端连接，液控单向阀8的二个输出 端与双单向节流阀9连接，双单向节流阀9作为整定喷针接力器7的 开关速度的输出元件。液控单向阀8用于锁住喷针接力器7的反串油。 液动换向阀6、 6.1只有在紧急停机电磁阀4投入时压力油注入控制腔 才动作，使喷针接力器关机侧通入压力油、开机侧通向回油，实现紧 急停机。
机械液压系统设一个紧急停机电磁阀4;紧急停机电磁阀4连接在
折向器控制单元和喷针控制单元的紧急停机压力油的输入端。机组发
生紧急情况需停机时，此紧急停机电磁阀4动作使所有喷针接力器7关闭、所有折向器接力器IO投入。l是油压表，用于观测系统的油液 )k力。紧急停机电磁阀的安装位置可设在任意位置。
喷针开关阀和折向器开关阀采用伺服比例阀、比例阀、比例伺服 阀、伺服阀、电磁换向阀、电磁球阀均可。
图2是本实用新型的机械叠加结构总体示意图。图3是图2中折 向器液压控制部分的右视图。图4是图2中喷针液压控制部分的左视图。
每个喷针控制单元的一个喷针开关阀5、两个液动换向阀6、 6.1， 一个液控单向阀8， 一个双单向节流阀9分别固定在喷针集成块19的 四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通， 喷针集成块19的上下面有对应的连接口，构成一个标准的喷针控制单 元模块；多个喷针控制单元模块叠放，通过喷针集成块19的上下面的 连接口与相邻模块的油口连通，由上盖板18、底板21和螺杆16及螺 母17将多个喷针控制单元模块连接固定，构成喷针控制部分。
-个折向器开关阀3和一个液动换向阀2分别固定在折向器集成 块11的两个侧面上，通过折向器集成块11中相应的油道将各阀相应 的油口连通，折向器集成块11的上下面有对应的连接口，构成一个标 准的折向器控制单元模块；多个折向器控制单元模块叠放，通过折向 器集成块11的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由一块盖板 12、四根螺杆14、四个螺母13、底板22将多个折向器控制单元模块 连接固定，构成折向器控制部分。底板21、 22上有T口、 P口。在每 个折向器液压单元的后面装有投入退出油管接头15，用于连接折向器 接力器投入退出油管。
在底板21和底板22下面装油管用于连接压力油、回油、和它们 之间的连接油管。底板21和底板22安装在安装板20上。在每个折向 器机械液压单元的后面装有投入退出油管接头15用于连接折向器接 力器投入退出油管。
图5 图10是喷针集成块19结构示意图。
图5是图4中喷针集成块19的俯视图，即是集成块19的上面，T、 P、 A3、 Al是对应的连接口，其下面与上面的结构基本相同。
图6是图5的右视图，即是与开关阀5连接的面A2、 Bl、 Pl、 Tl是与开关阀5对应口连接的口。
图7是图5的左视图，即是与液控单向阀8连接的面P7、 P8是 与液控单向阀8对应口连接的口 。
图8是图5的俯视图，即是与液动换向阀6连接的面P2、 T2、T3、 P5、 XI是与液动换向阀6对应口连接的口。
图9是图5的仰视图，即是与液动换向阀6.1连接的面P4、 T4、 P3、 P6、 X2是与液动换向阀6.1对应口连接的口。
如图4所示液动换向阀6.1后面装有双单向节流阀9、液控单向 陶8和开关机油管接头23，油管接头23用于连接喷针接力器开关机 油管。
图10是图5的D-D剖视图。显示喷针集成块中将各阀相应的油口 连通的油道L。
图ll是图2中折向器集成块11的俯视图，即是集成块ll的上面， T、 P是对应的连接口，各集成块间用O形圈密封，形成多层叠加。 图2是图]1的右视图,即是与液动换向阀2连接的面A5、 B2、 Pll、 T5、 T6、 X3是与液动换向阀2对应口连接的口。
图13是图11的仰视图，是与外界连接的面，Pll、 P12是外接油□。
图14是图11的俯视图，是与折向器开关阀3连接的面A4、 P9、 P10是与开关阀3对应口连接的口。
图15是图11的E-E剖视图。显示折向器集成块中将各阀相应的 油口连通的油道L1。
如图l:喷针接力器7开机过程喷针开关阀5接收微机PWM模 糊控制策略的开机信号时，喷针开关阀5进行开机动作，压力油经喷 针开关阀5的Pl腔进入A2腔、然后进入液动换向阀6的P2腔、通 过液动阀内部油道通向P5腔、最后经液控单向阀8、双单向节流阀9 进入喷针接力器7开机侧，喷针接力器7向开机方向运动，其关机侧 的油液经双单向节流阀9、液控单向阀8、液动换向阀6.1的P6腔通 向P3腔、然后经喷针开关阀5的Bl腔流向Tl腔、最后回到回油箱。
当喷针开关阀5接收微机PWM模糊控制策略的开机信号停止时， 喷针开关阀5的阀芯在复位弹簧的作用下回到中位，如图所示，喷针 接力器7停止运动。
折向器接力器IO动作说明
每个折向器接力器IO都由相应的机械液压控制单元控制，其控制 单元由一个折向器开关阀3、 一个液动换向阀2组成。液动换向阀2 在紧急停机电磁阀4投入时压力油注入控制腔使其动作，使折向器接 力器IO投入侧通入压力油、退出侧通向回油，实现紧急停机。
折向器接力器10投入过程折向器开关阀3接收微机PWM模糊 控制策略投入信号时，折向器开关阀3的阀芯在电磁力的作用下进入
8投入位置，压力油经折向器开关阀3的P10腔通向A4腔、进入液动 换向阀2的X3腔、控制液动换向阀2的阀芯在液压力的作用下移动 到投入位置，压力油经液动换向阀2的P11腔通向A5腔、然后进入 折向器接力器0投入侧，折向器接力器10向投入方向运动，其退出 侧的汕液经液动换向阀2的B2腔通向T5腔、最后回到回油箱。折向 器接力器10向投入方向运动到全部投入位置后停止。
折向器接力器10退出过程折向器开关阀3接收微机PWM模糊 控制策略退出信号时，折向器开关阀3的阀芯在电磁力的作用下进入 退出位置，液动换向阀2的控制腔X3的油液被复位弹簧压出，经折 向器开关阀3的A4腔流向P9腔、然后经紧急停机电磁阀4的A腔流 向T腔，最后回到回油箱。液动换向阀2的阀芯进入退出位置，如图 所示，压力油经液动换向阀2的P11腔通向B2腔、然后进入折向器 接力器10退出侧，折向器接力器10向退出方向运动，其投入侧的油 液经液动换向阀2的A5腔通向T5腔、最后回到回油箱。折向器接力 器10向退出方向运动到全部退出位置后停止。
本实用新型的喷针控制单元和折向器控制单元可以多个单元。1 # n#ZS代表折向器控制单元；1 # n#PZ代表喷针控制单元。
附2 4图是本实用新型的-一个实例，用于四喷四折冲击式水轮机 组的调速器机械液压系统的布置图，不同数量的喷针和折向器接力器 的机组只是增减机械液压单元数而己。
本实用新型的叠加方式是采取的垂直叠加，但也可以水平叠加。
本实用新型的紧急停机电磁阀设在喷针控制部份的盖板上，但也 可设在其它4立置。
本实用新型的喷针开关阀和折向器开关阀是电磁换向阀，还可以 采用电磁球阀、比例阀、比例伺服阀、伺服比例阀、伺服阀等。
本实用新型的核心，机械液压的每个喷针和折向器各采用一套完 全相同的独立的液压控制单元进行单独控制，机械液压控制单元采用 多层叠加布置的冲击式水轮机微机调速器。每个喷针或折向器接力器 的所有机械液压控制元件(标准液压元件)都装在一个集成流道板上 形成一个控制单元，再将控制单元用螺杆与底板和盖板连接在一起， 形成多个控制单元多层叠加的机械液压控制部份，因此无论具体元件 如何替换、变化、安装位置如何改变，均属于本实用新型保护范围。
权利要求1.一种冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，包括喷针控制单元和折向器控制单元，其特征在于每一个喷针和折向器都有一个各自独立的控制单元，各控制单元并联，紧急停机电磁阀连接在折向器控制单元和喷针控制单元的紧急停机压力油的输入端。
2. 根据权利要求1所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，其特征在于每个喷针控制单元包括一个喷针开关阀(5)，喷针开关阀(5)的两个控制口分别与两个液动换向阀(6、 6.1)连接，两个液动换向阀(6、 6.1)的输出分别与液控单向阀(8)的二个输入端连接，液控单向阀(8)的二个输出端与双单向节流阀(9)的两个输入端连接，双单向节流阀(9)作为整定喷针接力器(7)的开关速度的输出元件。
3. 根据权利要求1或2所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，其特征在于每个喷针控制单元的一个喷针开关阀(5)、两个液动换向阀(6、 6.1)， 一个液控单向阀(8)， 一个双单向节流阀(9)分别固定在喷针集成块(19)的四个侧面上，通过喷针集成块中相应的油道将各阀相应的油口连通，喷针集成块(19)的上下面有对应的连接口，构成一个标准的喷针控制单元模块；多个喷针控制单元模块叠放，通过喷针集成块(19)的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由上盖板(18)、底板(21)和螺杆(16)及螺母(17)将多个喷针控制单元模块连接固定，构成喷针控制部分。
4. 根据权利要求1所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，其特征在于每个折向器控制单元包括一个折向器开关阀(3)、-个液动换向阀(2)组成；开关阀(3)的控制腔A4与液动换向阀(2)的控制腔(X3)连接，液动换向阀(2)的输出作为折向器接力器(10)投入或复归控制口。
5. 根据权利要求1或4所述的冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，其特征在于 --个折向器开关阀(3)和一个液动换向阀(2)分别固定在折向器集成块(11)的两个侧面上，通过折向器集成块(11)中相应的油道将各阀相应的油口连通，折向器集成块(11)的上下面有对应的连接口，构成一个标准的折向器控制单元模块；多个折向器控制单元模块叠放，通过折向器集成块(11)的上下面的连接口与相邻模块的油口连通，由一块盖板(12)、四根螺杆(14)、四个螺母(13)、底板(22)将多个折向器控制单元模块连接固定，构成折向器控制部
专利摘要本实用新型提供一种冲击式水轮机微机调速器液压控制装置，每一个喷针和折向器都有一个各自独立的控制单元，各控制单元并联，紧急停机电磁阀连接在折向器控制单元和喷针控制单元的紧急停机压力油的输入端。每个喷针控制单元的喷针开关阀的两个控制口分别与两个液动换向阀连接，两个液动换向阀的输出分别与液控单向阀的二个输入端连接，液控单向阀的二个输出端与双单向节流阀的两个输入端连接，双单向节流阀作为整定喷针接力器的开关速度的输出元件。每个折向器控制单元包括一个折向器开关阀、一个液动换向阀；开关阀的控制腔与液动换向阀的控制腔连接，液动换向阀的输出作为折向器接力器投入或复归控制口。
文档编号F03B15/20GK201367975SQ20092008388
公开日2009年12月23日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者吕在生, 王华军, 效 陈, 陈启明 申请人:武汉四创自动控制技术有限责任公司