专利名称：轴向辐流式水轮机环形闸门控制系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种液电水轮机装置。特别是，本发明涉及利用环形闸门关闭来自上游蓄水器水流的水力发电装置。更特别的是，本发明涉及一种使这种环形闸门的驱动器同步的控制系统。
水力发电或可逆式水轮机中的环形闸门(或柱形闸门)可用来代替通常用作闸门关闭装置的常规蝶形或球形阀门，以关闭来自上游蓄水器的水流。环形闸门用作位于水轮机分配器中的隔离阀门合，典型地处在固定导叶和旋闸之间。环形闸门之于常规闸门关闭装置的优势在于，不需要动力间附加设施，因此大大降低了成本。环形闸门的另一个优势在于，它消除了与常规闸门联系在一起的效率损失。就是说，它不像一些部件(即，阀形板居中地位于供水管道的中)即使在阀门充分打开时也留在水流中的蝶形闸门，当闸门充分打开时，环形闸门的所有部件都完全从水流中缩回。再有，与球形阀门不同，管道直径的减小与水流关闭装置不相关。
环形闸门是一个又薄又短的环绕着水轮机转子的柱体，其在关闭位置时阻断分流器和座环之间的水流通道。在开放位置，环形闸门柱体被容纳在座环和顶盖之间形成的隔腔中，在那里它完全从水流通道缩回。在正常运转中，环形闸门随着旋闸的关闭而关闭，在机组开始工作时，环形闸门在旋闸开始打开之前打开。在紧急情况下，环形闸门可以随应关闭涌来的水流。
现有环形闸门柱体10的局部图解说明见图3。环形闸门10由一组驱动器12操纵，后者设置在环绕环形闸门上部圆周14的彼此间隔开的位置上，也就是说，处于似乎被装置在顶盖的位置(像典型的情况那样)。驱动器12可以是旋转式高扭矩、低速度、油马达，或线性伺服马达。典型的现有旋转式驱动器12的详情见图2。旋转驱动器12包括一个油马达16，一个弹簧18，一个螺柱20，一个支架22，以及一个与环形闸门10连接的举升杆24。
使上述现有驱动器之一同步已知方法，是用链环将相邻驱动器对机械地连接起来。就是说，每两个邻近的驱动器12由一个连续的链环16连接起来，以便比如说需要总共六个链环用于六个驱动器配置(如图示)。就该系统而言，还有必要为每个链环26提供其自身的链张紧器28，以便适当的张紧能够单独地得以维持。在授权给Hudon的美国专利NO．4434964中，公开了一个利用链环使驱动器机械同步的环形闸门的例子。
已知的控制环形闸门驱动器的液压回路包括一个压力系统和控制阀门，其控制流向或流离驱动器的液压流体，以便关闭或打开环形闸门。对螺旋式驱动器来说，是通过在固定于环形闸门的举升杆上的螺母中旋转的螺柱来取得环形闸门的线性运动，使链同步的旋转运动是通过直接与油马达连接取得的。对一个线性驱动器来说，人们知道，环形闸门的线性运动是通过直接与活塞连接取得的，更具体地说，使链同步的旋转运动是通过螺纹滚柱系统取得的，其中，滚柱螺母被固定在伺服马达的活塞上。上述授权给Hudon的专利公开了类似的链接。
已知的液电水轮机中环形闸门的机械控制系统有许多部件要承受磨损(即，链环和链轮)的部件，这也需要频繁的调整(即，拉链张紧装置)。现代液电水轮机典型地配有电控系统，其中操作模式和参数可以适应新的功能需求，如环形闸门运行速度的控制。此外，电控系统还可以允许引进新的功能特征，如通过以环形闸门驱动器作为顶起系统举升顶盖而使水通道便于维护的能力。些外，随着高速数字处理和精密度位置传感器的出现，并与现代液压技术结合使用，该环形闸门控制系统能够高度准确地运转的。同时，在老系统中出现的费时安装和装设被消除了。作为一个附加的优势，这种系统使得水轮机室不那么拥挤，因此更便于维护。
本发明包括一个用于配备在液压水轮机中的环形闸门的控制系统，其中水从一上游蓄水器流经水轮机转子。环形闸门围绕着水轮机转子并安装成沿水轮机轴线在其中水流不受阻碍的开放位置和其中水流被关闭的封闭位置之间纵向运动。控制系统还包括一组驱动器，一组操纵杆和一个电控回路。各驱动器安装成与环形闸门的一圆周纵向对准同时在其上分布。每个操纵杆都有一个与环形闸门连接的一端和与相关驱动器连接的另一端。电控回路控制并同步化所述组驱动器，并由此控制环形闸门的运动。
根据本发明的一优选方面，驱动器是液压缸，控制系统还包括一组与共同传动轴连接的计量装置，用于向每个液压缸提供基本上相等的液压流体流量。
根据本发明的一特别优选方面，每个液压缸与一泄放阀连接起来，用于响应来自电控器的电信号将液体从相关液压缸排出以从而加速或放慢液压缸的运动。
本发明还包括一个液压水轮机装置，包括一个用于容纳水轮机各部件的的水流通道和设置用来在通道内围绕一纵向轴线旋转的水轮机转子，以便流经的水冲击转子。水轮机转子由一个环形闸门围绕着，环形闸门设置用来在其中冲击转子的水流不受环形闸门阻碍的的开放位置和铅直水流被阻止冲击转子的封闭位置之间做纵向运动。一组驱动器被安装成与环形闸门的一圆周纵向对准并环绕该圆周分布，每个驱动器都由操纵杆与环形闸门连接。配备了一个电控回路用于控制并同步化所述组驱动器，由此控制环形闸门的移动。
本发明还以控制液压水轮机装置中的环形闸门的运动的方法为特征。该方法包括如下步骤为所述组驱动器设定所需方向和近似速度，监测所述组驱动器以检测何时至少一个驱动器滞后或领先其他驱动器，调整至少一个滞后或领先驱动器的速度以使所述组驱动器同步。
将水轮机装置中的顶盖举升以便于维护的方法也被提供出来。该方法包括了步骤举升环形闸门以在环形闸门和排放环之间获得所需间距。多个顶柱随后于环形闸门下方放置在所述间距中。接下来，降低环形闸门直至环形闸门压靠顶柱。由于驱动器继续试图降低环形闸门，驱动器和顶盖被举升到转子上方的所需距离。
本发明的其他优势和特征将在以下的详细说明中变得明显。然而，应该了解的是，详细描述和具体实施例仅仅是通过图解方式做出的，因为，通过这一详细描述，在本发明的实质和范围内的各种变化和修正对业内人士来说将变得显而易见。
下面，将结合附图对本发明的优选实施例进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是轴向辐流式水轮机装置的局部剖开的立面视图，包括一个环绕着水轮机转子的环形闸门，所示环形闸门处于部分关闭的位置上。
图2是装来驱动环形闸门的现有液压旋转式伺服马达的放大的局部剖开的立面视图。
图3是环形闸门和使如图2所示的六个现有液压伺服马达同步运动的现有链环装置的局部示意透视图。
图4是根据本发明带有内反馈装置的液压伺服马达的放大的局部剖开的立面视图。
图5是一个环形闸门和如图4所示的多个液压伺服马达的局部示意透视图，所示伺服马达显求为分布在环形闸门的周边。
图6是环形闸门控制系统的示意图，包括用于使伺服马达保持同步并控制图5所示的环形闸门的一个电力控制线路和一个液压控制回路。
图7是轴向辐流式水轮机装置的局部剖示立面视图，包括一个环形闸门和用作举升顶盖的提高系统的环形闸门驱动器。
本发明一般涉及一用于水电水轮机装置中的环形闸门(或圆柱形闸门)的控制系统。特别是，本发明涉及用于电力监视和控制环形闸门的驱动器的系统，以选择性地关闭通过水轮机水通道的水流。
参见图1，液电水轮机装置100的一部分包括一个通道102，来自上游蓄水器104的水从中流向下游排放区106。水轮机装置100被图示为一个轴向辐流式水轮机，包括一个转子108、一个顶盖110、上、下座环管套112、113，一个底部／排放环114和一个导管116。座环112、113，顶盖110，底部／排放环114和导管116为固定部件，共同形成一个水流之而过的壳体。转子108被固定(如，通过螺杆118)在轴120上以围绕纵向轴122旋转，这样，当通过通道102的水流冲击转子108时，转子108旋转。转子108包括一个冠顶124和多个周向间隔开的、从冠顶124伸向基本上与之同心的环绕带128的转子叶片126。多个固定导叶130在上、下座环管套112、113之间延伸，以及多个枢转旋闸132是可调节的，以便调节冲击转子108的水流。
装置100还包括一个环绕转子108的环形闸门柱体134，与之基本同心、用于选择性地关闭流经通道102的水流。环形闸门134安装成受引导以在打开位置与关闭位置之间沿轴线122纵向运动。在打开位置，环形闸门134充分升入在座环112和顶盖110之间形成的间隔136中，在那里它充分地移离通道102中的水流。在被关闭位置，环形闸门134被充分地下放而抵靠一止挡138，在那里，它完全阻断了流经通道102的水流，并从而阻止了水流冲击转子108。在图1中，所示环形闸门134，出于图解的目的，位于打开和关闭位置之间的半道上，但环形闸门134通常处于充分举升或充分下放的位置，除了在两个位置之间移动的时候。
几个环形闸门导套140、142和144最好分别配置在顶盖110、座环112和固定导叶130以限制环形闸门134的径向运动和变形。导套140、142和144可以由实现上述目的的不锈钢或铜或其他适当的材料制作。
现参见图5，一组驱动装置146被图示为与环形闸门134的上圆周148纵向对准。虽然被图示的控制系统包括五个驱动器，多几个或少几个驱动器当然也可以，然而，一般来说，至少需要三个驱动器。抛开确切的数目不说，驱动器146围绕着圆周148分布在基本彼此等间距的位置上，并且每一个驱动器146都由一个操纵杆(或举升杆)150机械联结于环形闸门134。驱动器146也电联结于一电控回路(如下参考图6所述)，其控制并同步各驱动器146的运动，由此控制环形闸门134的运动。
现见图4，一个适当驱动器146的放大剖视图被显示在处于一个充分回缩(或被举升)的位置上。驱动器146是一个线性液压液压缸，包括一个限定一腔室154的空壳152，以及一个将腔室154分为上侧158和下侧160的活动活塞156。操纵杆150在上端162被固定在活塞156上，并向下伸向固定(如，由一个螺杆166)在环形闸门134的上周148的下端164。驱动器146还包括一个液体进／出上管线168和一个液体进／出下管线170。上下管线168、170将相应的腔室154的上下端158、160流体连接于液压液体源或贮槽(如下参照图6所述)。驱动器146还包括一个传感器172，它选择性地产生表明腔室154中活塞156的即时位置的电信号。每个传感器172最好是一个数字位置转换器，为方便起见，它可以结合在驱动器壳体152之内。
现见图6，将对总体上表示为174的环形闸门控制系统进行描述。如下面将要谈得清楚的那样，控制系统174是一个两阶段控制系统，其中相应于所述组驱动器146的一方向和近似速度设为一组，同时对每个驱动器146的速度做出微调。控制系统174包括一个总体表示为176的液压控制回路和一个总体表示为178电控回路，它们彼此协同操作，以控制环形闸门134的运动。液压控制回路176包括若干组成部分(如下详述)，由实线显示的流体联接器相互联系起来。类似地，电控回路178包括有若干组成部分(如下详述)，是虚线显示的各电接器互相连接。
液压控制回路176，除了所述组液压缸146外，还包括有一个油压系统180的各部件，一个贮槽182，一个比例阀184，一组液压马达186和一套泄放阀188。比例阀184和所述组液压马达186的组合允许电控回路178控制驱动器146的方向和近似速度。同时，所述组泄放阀188允许电控回路178对每个驱动器146的速度进行相对微调。
优选地，比例阀184是一个电操作速度控制比例阀组件，它包括一个“上”位置190和一个“下”位置192。各马达186流体连接于比例阀184的一共同流体进／出管线194，每个马达186也流体连接于一个相关液压缸146的下进／出流体通线170。就是说，每个马达186配置在沿相关液压缸146和比例阀184之间的流体回路中。每个马达186也机械地连接于一个共同传动轴195上，以便所有马达186同速旋转。此外，每个马达186最好与相关液压缸146间隔相同的距离以平均压差。这样，各马达186用作为流体分配器，计量通向／离开液压缸146近似相同的油流。
如业内人士所知的那样，一组液压马达186中的每一个马达186并非完全等同，就是说，即使在等速旋转的时候，其中的某一个马达较之其他马达会允许略有差异的油的流量通过。各液压缸146的精确同步在维持环形闸门134的水平度以防止其弯折和导槽的可能表层划槽方面具有首要的重要性。因此，每个液压缸146的速度最好由一个相关的泄放阀188单独进行微调。
进一步明确地讲，每个泄放阀188沿相关液压马达(或计量装置)186与相关液压缸146之间的流体回路配置。每个泄放阀188都是一个电力操作阀，能够选择性地将流体从相关液压缸146排到相关贮槽196。就是说，每个泄放阀188都有一个打开位置198(它允许流体从相关下侧室160排放)和一个关闭位置200。另外，每个泄放阀188可以构作成通过某种再循环回路将流体排向油压系统180，由此提高液压回路176的效率。最好是，也可提供一组变量节流阀202，以对通过每个阀188的的排放率进行微调。如果这样的话，每个变量节流阀202配置在相关泄放阀188和相关贮槽196之间。
除了所述组传感器172，电控回路178还包括数字式可编程逻辑控制器(或PLC)204的各部件，一对与比例阀184相关的螺线管(solenoid)206、208，以及与所述组泄放阀188相关的螺线管210。PLC204由电导线212、214电联结于用于控制比例阀184位置(即，用于将阀184从“中间”位置移向“上部”或“下部”位置，或者相反)的相应螺线管206、208的信号输入端。PLC204也通过电导线216电联结于对用于检测液压缸146中活塞156位置的传感器172的信号输出端。此外，PLC204由电导线218电联结于用于控制泄放阀188位置(即，用于将阀188从关闭位置移向打开位置)的螺线管210的信号输入端。更具体地讲，当一个螺线管210通电时，相关泄放阀188移向打开位置198，当螺线管没有通电(或断电)时，相关复位弹簧220将阀188返回(或偏压)到关闭位置200。
既然已经对水轮机装置100和相关的环形闸门控制系统174进行了描述，将提供一种控制环形闸门134运动的方法。为了将环形闸门134举升到打开(或水轮机运转)位置，PLC204产生一个电控信号并发送到螺线管208，以将比例闸门184移至“上部”位置190。这使得压力油从油压系统180流向所述组液压马达186，由此使各马达186在共同传动轴195上以等同速度旋转并计量流向相关液压缸146下侧160的近似等同的油量。
然而，如上所述，个马达186不一定完全等同。比如，如果其中的一个比其他马达允许略多一点的油量通过，则相关液压缸146就会比别的移动得稍快一点(即，与其它活塞156相比，其活塞156因此将达到较高的位置)。为测定这种状态，PLC204监控传感器172的电输出。当PLC204检测到某个液压缸146比其他液压缸146相比处于略高的位置时，PLC204产生一个电控信号并将它发送到领先液压缸体146的相关螺线管210的电输入端。这将使少量的油从领先液压缸146的下侧160排入相关贮槽196，使其降低(或放慢)到和其余液压缸146等同的高度上。
类似地，为了将环形闸门134降到关闭位置(即，关闭水流穿过通道102)，PLC204产生一个电控信号，并将其送到领先管206以将比例阀184移到“下”位置192。这就向液压缸146的上侧158施压，液压缸146下侧的油流经液压马达186，再次以同样的速度在共同传动轴195上转动。流经液压马达186的油通过比例阀184流到贮槽182(或者另外，通过一再循环回路返回油压系统180)。
在这一过程中，如果某个液压缸146比其他液压缸移动得慢(即，某个活塞156再次比其他处得高)，则PLC204通过监控传感器172探明这一情况。为较正位置，PLC204产生一个电控信号并发送到滞后液压缸146的相关电磁阀188，以从下侧160将少量油排入相关贮槽196。这样，滞后液压缸146被引到(或被加速到)和其余液压缸146同等的高度上。
现见图7，将叙述一种把顶盖110举升以便于维护水通道102、水轮机转子108和相关部件的方法。环形闸门柱体134被举升到它的打开位置，流经通道102的水流通过某一外部装置(未表明)关闭。多个支柱(或支架)222于是被置放在环形闸门134的下面，与打开的环形闸门134的下圆周224纵向对准。最好使用高度为X的十个左右的支柱，但只要不少于三个，实际数量并不重要。无论确切的数量如何，支柱222须彼此等距离地围绕下圆周224分布。顶盖螺栓226被从顶盖支承柱体228取下；这样，驱动器146便离开座环112，但被螺栓固定在顶盖110上。
环形闸门134于是被降下直到环形闸门134的下圆周224抵靠支柱222的顶部。支柱222具有足够的强度和刚性以承受顶盖110、驱动器146、操纵杆150、环形闸门134以及其他相关部件的重量。这样，由驱动器146造成的环形闸门134的任何进一步下降会导致驱动器146、顶盖110和其他相关部件被举升到其正规操作位置之上。当操作杆150被充分延伸出距离X时，顶盖110处在转子108上方的距离X处。相反的过程当然可以用来降低顶盖110。
因此，这种方法允许驱动器146用作举升系统来在水轮机室中产生一个相当的空间，因此有利于维护。应注意的是，这种举升顶盖110的方法对于上述背景部分描述的传统机械同步系统是不可能的。机械同步系统需要通常锚固在室衬上的链节。这阻止了驱动器被举升，从而使顶盖不能被举升。
虽然对各种实施便做了特别的描述，应该明白的是，以上描述是本发明的优选实施例，本发明并不限于所描述的具体形式。例如，如果是水平取向的水轮机，所阐明的铅直取向的环形闸门可以是水平的。此外，环形闸门可以被容置在座环下管套下面的一室中，并随后向上移到关闭位置以关闭水流。另外，本发明可以结合于一转桨式水轮机或某种其他类型的水轮机，甚或一个泵。然而，此种其他结构被视为在本发明的范围之内。因此，这些和其他替代、改进、变化和省略，在不背离所附权利要求的范围的情况下，都可以在此处公布原理的设计和结构中产生。
权利要求
1.一种用于一液压水轮机装置中的一环形闸门的控制系统，液压水轮机装置包括一个在一纵向轴线上旋转的水轮机转子，所述环形闸门与所述水轮机转子同轴并设置用来在其中来自一上游蓄水器的水流基本上不受阻碍的一开启位置和其中水流被基本上关闭的一关闭位置之间纵向移动，所述控制系统包括一组驱动器，安装成与环形闸门的圆周纵向对准并沿圆周分布；一组操纵杆，每个杆一端与环形闸门连接而另一端与相关的驱动器连接；以及一个电控线路，用于控制所述组驱动器并使它们同步，并从而控制环形闸门的移动。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中，各驱动器是液压缸，所述控制系统还包括一组计量装置，每个计量装置流体连接于一相关液压缸并与之间隔开一预定距离；以及一个电操作的阀组件，包括至少一个电输入端并设置成将所述组计量装置流体连接于一流体源或贮槽，所述阀响应从所述电控线路施加于所述至少一个电输入端的电控信号控制所述流体源或贮槽与计量装置之间的液压流体流。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中，电操作阀组件是一个带有独立的上和下电输入端的速度控制比例阀。
4.如权利要求2所述的控制系统，其中，计量装置是液压马达，且其中各计量装置与各相关液压缸之间的预定距离全都基本上相等。
5.如权利要求2所述的控制系统，其中，所述计量装置是与一共同传动轴连接的液压马达，从而所述各马达以等同的速度旋转并计量近似等量的液压流体。
6.如权利要求2所述的控制系统，还包括一组电控阀，每一个电控阀包括至少一个电输入端并设置成将一相关液压缸流体连接于所述水源或贮槽，每个电控阀响应从所述电控线路施加于所述至少一个电输入端的电控信号将液压流体从相关液压缸排入所述水源或贮槽。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中，所述组电控阀是一组电磁阀。
8.如权利要求6所述的控制系统，其中，每个液压缸有一个位于其腔室中的可移动的活塞，活塞将所述腔室分为上侧和下侧，且其中所述组计量装置中的每个计量装置和所述组电控阀中的每个电控阀流体连接于相关液压缸的腔室的下侧。
9.如权利要求8所述的控制系统，还包括多个传感器，选择性地产生表明活塞在所述组液压缸的腔室中的位置的电信号。
10.如权利要求1所述的控制系统，还包括选择性地产生表明驱动器位置的电信号的多个传感器；用来获取和处理来自传感器的电信号并产生控制信号的电控制器；以及用于响应所述控制信号调节各个驱动器的速度以各使驱动器同步并控制环形闸门的移动的装置。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中，所述控制器是基于数字的可编程逻辑控制器，能够产生数字控制信号。
12.如权利要求10所述的控制系统，其中，多个传感器中的每个传感器是一数字位置传感器。
13.如权利要求1所述的控制系统，还包括用于总体上控制各驱动器的速度和方向的主控制装置；以及对各驱动器的速度进行相对微调的辅助控制装置。
14.如权利要求1所述的控制系统，其中，水轮机轴是铅直的，且所述各驱动器装在环形闸门的圆周上方。
15.一个液压水轮机装置，包括一个水通道，用于装放水轮机各部件并从上游蓄水器延伸到下游排放区；一个水轮机转子，设置成绕一所述通道中的纵向轴线旋转，以便流经所述通道的水冲击转子；一个与水轮机转子同轴并从水轮机转子向外间隔开的环形闸门，环形闸门设置成在其中冲击转子的水流不受环形闸门阻碍的一开放位置和其中水流基本上被阻止冲击转子的关闭位置之间做纵向移动；一组驱动器，安装成与环形闸门的圆周纵向对准并围绕圆周分布；以及一组操作杆，每个操作杆的一端与环形闸门连接而另一端与一相关的驱动器连接；以及一个电控线路，用于控制所述组驱动器并使所述组驱动器的控制同步，并由此控制环形闸门的移动。
16.如权利要求15所述的水轮机装置，其中，驱动器是液压缸，所述装置还包括一组计量装置，每个计量装置流体连接于一相关液压缸并与之间隔开一预定距离；以及一个电操作的阀组件，包括至少一个电输入端并设置成将所述组计量装置流体连接于一流体源或贮槽，所述阀响应从所述电控线路施加于所述至少一个电输入端的电控信号控制所述流体源或贮槽与计量装置之间的液压流体流。
17.如权利要求16所述的水轮机装置，其中，电操作阀组件是一个带有独立的上和下电输入端的速度控制比例阀。
18.如权利要求16所述的水轮机装置，其中，计量装置是液压马达，且其中各计量装置与各相关液压缸之间的预定距离全都基本上相等。
19.如权利要求16所述的水轮机装置，其中，所述计量装置是与一共同传动轴连接的液压马达，从而所述各马达以等同的速度旋转并计量近似等量的液压流体。
20.如权利要求16所述的水轮机装置，还包括一组电控阀，每一个电控阀包括至少一个电输入端并设置成将一相关液压缸流体连接于所述水源或贮槽，每个电控阀响应从所述电控线路施加于所述至少一个电输入端的电控信号将液压流体从相关液压缸排入所述水源或贮槽。
21.如权利要求20所述的水轮机装置，其中，每个液压缸有一个位于其腔室中的可移动的活塞，活塞将所述腔室分为上侧和下侧，且其中所述组计量装置中的每个计量装置和所述组电控阀中的每个电控阀流体连接于相关液压缸的腔室的下侧。
22.如权利要求21所述的水轮机装置，还包括多个传感器，选择性地产生表明活塞在所述组液压缸的腔室中的位置的电信号。
23.如权利要求15所述的水轮机装置，还包括选择生地产生表明驱动器位置的电信号的多个传感器；用来获取和处理来自传感器的电信号并产生控制信号的电控制器；以及用于响应所述控制信号调节各个驱动器的速度以各使驱动器同步并从而控制环形闸门的移动的装置。
24.如权利要求15所述的水轮机装置，还包括用于总体上控制各驱动器的速度和方向的主控制装置；以及对各驱动器的速度进行相对微调的辅助控制装置。
25.如权利要求15所述的水轮机装置，还包括一个位于水轮机转子上方的顶盖，其中各驱动器在环形闸门的圆周上方安装在顶盖上。
26.一种用于控制一液压水轮机装置中的环形闸门的运动的方法，所述液压水轮机装置包括一个在纵向轴线上旋转的水轮机转子，环形闸门与转子同轴并设置成在其中水流冲击转子的的一开放位置和其中水流被关闭的一关闭位置之间纵向移动；控制环形闸门运动的环形闸门控制系统包括一个电控回路，一组安装成与环形闸门的圆周纵向对准并围绕环形闸门圆周分布的驱动器，以及一组将各驱动器连接于环形闸门的圆周的操作杆，该方法包括为所述组驱动器设置预期的方向和近似速度；监控所述组驱动器以便检测至少一个滞后或领先于其他驱动器的驱动器；以及调节所述至少一个驱动器的速度以便使所述组驱动器同步并由此控制环形闸门的移动。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述各驱动器是液压缸，所述环形闸门控制系统还包括一组流体连接于所述组液压缸中的相关液压缸的计量装置，以及一个包括至少一个电输入端的电力操作阀组件，所述阀组件设置成使所述组计量装置流体连接于一流体源或贮槽并响应从电力控制回路施加到所述至少一个电输入端的电控信号控制其间的液压流体流，所述预期方向和速度的设定步骤包括将表明预期方向和近似速度的电信号送至所述阀组件所述至少一个电输入端。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述环形闸门控制系统还包括一组流体连接于所述组液压缸中的相关液压缸的电控阀，每一个电控阀设置成将一相关液压缸流体连接于所述流体源或贮槽，每一个电控阀响应从电力控制回路施加于所述至少一个电输入端的电控信号将液压流体从相关液压缸排入所述液体源或贮槽，所述速度调整步骤包括将表明预期速度调整的电信号发送到与领先或滞后液压缸相关的电控阀所述至少一个电力输入端。
29.如权利要求28所述的方法，其中，每个液压缸具有一个位于其腔室中的可移动的活塞，活塞将腔室分为上侧和下侧，其中所述组计量装置中的每个计量装置和所述组电控阀中的每个电控阀流体连接于相关液压缸腔室的下侧，所述速度调整步骤还包括通过与领先或滞后液压缸相关的电控阀就液压流体从腔室的低下侧排放液压流体流。
30.如权利要求27所述的方法，其中，所述各液压缸具有位于液压缸腔室中的可移动的活塞，环形闸门控制系统还包括一个电力控制器和一组与所述组液压缸相关的检测器，监控步骤包括由检测器选择性地产生电信号，信号表明活塞在腔室中的位置；以及用电控器获取和处理电信号以探测相对于其他活塞脱离位置的至少一个活塞。
31.一种便于维护一液压水轮机装置中的各水轮机部件的方法，液压水轮机装置包括在一纵轴上旋转的水轮机转子，一个顶盖，一个排放环，以及一个与转子同轴并设置用来在举升位置与降低位置之间纵向移动的环形闸门，环形闸门有一个在举升位置靠近所述顶盖而在降低位置靠近所述排放环的下圆周，控制环形闸门移动的环形闸门控制系统包括一个电力控制回路和一组沿环形闸门上圆周分布并与置连接的驱动器，该方法包括举升环形闸门，以在环形闸门和排放环之间获得一个预期间距；将多个支柱放置于环形闸门下方的所述间距中；以及使环形闸门下降直到顶盖被举升到转子上方的一预期距离。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述放置步骤包括与环形闸门的下圆周纵向对准地将各支柱插在环形闸门下面。
33.如权利要求32所述的方法，其中，插入步骤包括沿所述下圆周大体上彼此等距离地分布各支柱。
34.如权利要求31所述的方法，其中，多个支柱包括至少三个支柱。
全文摘要
一种用于安装在液压水轮机装置中的环形闸门(134)的控制系统,来自上游蓄水器的水流经水通道通过水轮机转子(126)。环形闸门围绕着转子,并安装成在其中水流不受阻碍的打开位置和其中水流被关闭的封闭位置之间进行纵向运动。控制系统包括一组驱动器(146),一组操纵杆和一个电控回路。驱动器在环形闸门的上方。并围绕其圆周分布。每个操纵杆与环形闸门和相关驱动器连接。电控回路控制并同步化驱动器;并由此控制环形闸门的运动。包括环形闸门控制系统的水轮机装置与用于控制环形闸门的运动的一种方法一起被提供。同时还公开了将驱动器用作举升系统以提升顶盖并由此便于维护的方法。
文档编号F15B11/22GK1292065SQ99803425
公开日2001年4月18日 申请日期1999年2月25日 优先权日1998年2月27日
发明者卡尔·奥特勒, 乔斯·C·马佐利尼 申请人:沃依特·海德罗公司