一种液压驱动的水电阻装置的制作方法

本实用新型涉及一种模拟发电机组各种工况下负载的测功设备,特别涉及一种液压驱动的水电阻装置

背景技术：

现阶段，常用的发电机组测功装置包括干式负载和水电阻。干式负载由电阻丝和接触器组成，通过合/分接触器控制阻值大小，该型式的优点是功率稳定、控制精确，缺点是造价高、维护成本高、故障率高、噪声污染严重。水电阻由极板和水组成，通过调节极板与水的接触面积控制阻值大小，该型式的优点是造价低、功率可连续调节、维修方便，缺点是功率波动大、调节灵敏度差。

导致水电阻负载功率波动大的主要原因是：水温变化引起的电导率的变化以及水面波动引起的导流面积变化。针对上述问题，主要的解决方法包括：①极板固定不动，通过调节液面以下的绝缘板位置来控制极板导流面积(如专利cn2383056y所公开的技术方案)；②采用沸腾蒸发的散热方式，将工作水箱的温度控制在98～100℃，从而维持水的电阻率基本恒定(如专利cn107017065b所公开的技术方案)。导致水电阻调节灵敏度差的主要原因是：采用电机驱动的齿轮传动方式，而常用的电机是三相异步电动机，该类型电机无法调速、转动惯性大，难以精确控制极板运动距离；另外，齿轮与齿轮之间存在间隙，齿轮传动易导致极板晃动。为解决上述问题，常用的方式是增加变频器或采用伺服电机，这种方式可调节转速、减小转动惯性，但成本增加，控制回路复杂，故障率增加，并且无法解决极板晃动的问题。此外，采用齿轮传动方式的水电阻，其传动轴与水箱联接处常采用法兰联接的形式，长时间使用后，密封面易腐蚀，漏水的可能性比较大；而且，由于发电机组试验的需求，极板上下调节的频率高，易导致联轴器脱落，该类型的水电阻运行稳定性较差。

针对上述问题，本实用新型设计了一种液压驱动的水电阻装置，该装置具有较高的调节灵敏度和运行稳定性，提高了发电机组试验的精确性和可操作性。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，针对上述问题，提供一种液压驱动的水电阻装置。该装置的传动方式采用液压驱动，调节灵敏度高、控制回路简易、运行稳定性高、扩容便捷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种液压驱动的水电阻装置，由箱体、极板、极板支架、液压缸、缸套、油箱、过滤器、泵组、流量调节阀、三位四通阀、减压阀、单向阀、溢流阀等组成，缸套底部与箱体底部联接，液压缸顶部与缸套顶部联接，极板支架通过绝缘子与极板相连，并固定在液压缸的活塞杆顶部，泵组由三相异步交流电机与齿轮泵组成，其入口与油箱、过滤器相连，出口与流量调节阀、溢流阀相连，三位四通阀用于控制活塞杆上下移动，接口a与流量调节阀出口相连，接口b与油箱回油口相连，接口c通过减压阀与单向阀组成的阀组与液压缸的无杆腔室相连，接口d与液压缸的有杆腔室相连。

进一步地，所述液压缸的端盖采用法兰形式，活塞杆顶部制成多边形形式，其作为传动机构，控制活塞杆上下移动，使得极板与水连通的截面积变化。

进一步地，所述溢流阀不仅用于限制系统压力，而且可作为极板上、下限位的控制器。

进一步地，所述缸套通过焊接的形式与箱体底部相连，液压缸置于缸套内部，上端缸盖与缸套通过法兰形式固定，使得液压缸与水不直接接触，防止液压缸的腐蚀。

进一步地，所述水电阻便于进行负载容量的扩展，通过在泵出口并联控制阀组，可实现一套动力源控制多台水电阻的功能。

此装置通过液压系统驱动极板动作，调节灵敏度高、控制回路简易、运行稳定性高、扩容便捷，提高了发电机组试验的精确性和可操作性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是本实用新型液压驱动的水电阻装置的总体结构示意图；

图2是本实用新型液压控制原理图；

图3是本实用新型箱体部分剖面图；

图4是本实用新型液压缸剖面图。

图中1箱体，2极板，3极板支架，4液压缸，5缸套，6油箱，7过滤器，8泵组，9流量调节阀，10三位四通阀，11减压阀，12单向阀，13溢流阀，14活塞杆，15防尘圈、密封圈、导向环，16端盖，17o型圈，18缸体，19活塞，20防污环、密封圈、抗磨环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种液压驱动的水电阻装置，由箱体1、极板2、极板支架3、液压缸4、缸套5、油箱6、过滤器7、泵组8、流量调节阀9、三位四通阀10、减压阀11、单向阀12、溢流阀13等组成，缸套5底部焊接在箱体1底板上，具体形式见图3，液压缸4顶部与缸套5顶部通过法兰连接，极板支架3通过绝缘子与极板2相连，并固定在液压缸4的活塞杆顶部，液压缸4的具体结构见图4，泵组8由三相异步交流电机与齿轮泵组成，其入口与油箱6、过滤器7相连，出口与流量调节阀9、溢流阀13相连，三位四通阀10用于控制活塞杆上下移动，接口a与流量调节阀9出口相连，接口b与油箱6回油口相连，接口c通过减压阀11与单向阀12组成的阀组与液压缸4的无杆腔室相连，接口d与液压缸4的有杆腔室相连。

水电阻装置的液压系统原理见图2，该装置使用时，泵组8始终处于运行状态，从油箱6经过滤器7抽油，输送至三位四通阀10的入口a，三位四通阀10有三种状态，当水电阻极板2不动作时，该阀处于状态位a，即液压油直接回油箱1，当水电阻极板2需要往下移动时，该阀处于状态位b，即高压油进入液压缸4有杆腔室，无杆腔室的低压油回流油箱1，当水电阻极板2需要往上移动时，该阀处于状态位c，即高压油进入无杆腔室，低压油从有杆腔室回流油箱1，其状态位的切换通过电磁铁的得失电及弹簧复位功能实现。另外，在液压缸4无杆腔室和三位四通阀10之间的回路上装有减压阀11和单向阀12组成的阀组，该阀组用于抵消极板和极板支架的重量，保证极板在不动作时保持静止状态；溢流阀13作为系统安全阀，当系统出现故障时，可将油直接排向油箱1，而且，该阀可作为极板上、下限位的控制器，当活塞杆到达上、下限位时，泵组出口处的压力会增加，当超过溢流阀13的动作值时，溢流阀13动作，高压油被排放至油箱1，活塞杆停止动作；流量调节阀9可调节进入液压缸4腔室的液压油压力和流量，从而控制活塞杆上下动作的速度，达到调节加减载速度的目的。

除此之外，若需要增加水电阻装置的数量，只需在泵出口处并联控制阀组，就可以达到通过一套液压驱动装置控制多台水电阻的目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例和一般说明而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种液压驱动的水电阻装置，包括箱体(1)、极板(2)、极板支架(3)、液压缸(4)、缸套(5)、油箱(6)、过滤器(7)、泵组(8)、流量调节阀(9)、三位四通阀(10)、减压阀(11)、单向阀(12)、溢流阀(13)，其特征在于，缸套(5)底部与箱体(1)底部联接，液压缸(4)顶部与缸套(5)顶部联接，极板支架(3)通过绝缘子与极板(2)相连，并固定在液压缸(4)的活塞杆顶部，泵组(8)由三相异步交流电机与齿轮泵组成，其入口与油箱(6)、过滤器(7)相连，出口与流量调节阀(9)、溢流阀(13)相连，三位四通阀(10)用于控制活塞杆上下移动，接口a与流量调节阀(9)出口相连，接口b与油箱(6)回油口相连，接口c通过减压阀(11)与单向阀(12)组成的阀组与液压缸(4)的无杆腔室相连，接口d与液压缸(4)的有杆腔室相连。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动的水电阻装置，其特征在于：液压缸(4)的端盖采用法兰形式，活塞杆顶部制成多边形形式，其作为传动机构，控制活塞杆上下移动，使得极板与水连通的截面积变化。

3.根据权利要求1所述的一种液压驱动的水电阻装置，其特征在于：溢流阀(13)不仅用于限制系统压力，而且可作为极板上、下限位的控制器。

4.根据权利要求1所述的一种液压驱动的水电阻装置，其特征在于：缸套(5)通过焊接的形式与箱体(1)底部相连，液压缸(4)置于缸套内部，上端缸盖与缸套通过法兰形式固定。

5.根据权利要求1所述的一种液压驱动的水电阻装置，其特征在于：水电阻便于进行负载容量的扩展，通过在泵出口并联控制阀组，可实现一套动力源控制多台水电阻的功能。

技术总结
本实用新型公开了一种液压驱动的水电阻装置，由箱体、极板、液压缸、缸套、油箱、泵组、流量调节阀、三位四通阀、减压阀、单向阀、溢流阀等组成，缸套底部与箱体底板联接，液压缸顶部与缸套顶部联接，极板支架通过绝缘子与极板相连，并固定在液压缸的活塞杆顶部，泵组由三相异步交流电机与齿轮泵组成，其入口与油箱相连，出口与流量调节阀及溢流阀相连，用于提供极板动作的动力源，并通过三位四通阀控制活塞杆上下移动。此装置通过液压系统驱动极板动作，调节灵敏度高、控制回路简易、运行稳定性高、扩容便捷，提高了发电机组试验的精确性和可操作性。

技术研发人员：张虞;陆彬;甘茂愿;周杰;陈晓波
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七O三研究所无锡分部
技术研发日：2020.07.17
技术公布日：2021.05.07