一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機的製作方法

2024-02-22 17:53:15

專利名稱：一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機的製作方法
技術領域：
本實用新型設涉及液壓啟閉機技術領域，具體地說是一種電液比例控制活塞式雙 吊點液壓啟閉機。
背景技術：
無論是治理江河，城市防洪、防澇，還是蓄水灌溉，引水發電等水利水電工程都離 不開閘門，而閘門的開啟或關閉必須要用專門的機械裝置來實現，啟閉機就是專門用於來 啟、閉閘門的專用起重機械。啟閉機啟閉性能的優劣直接關係到閘門啟、閉的可靠性，對於 工程的安全運行起著關鍵性的作用，目前使用的啟閉機主要有卷揚式啟閉機和液壓式啟閉 機兩大類。液壓式啟閉機的工作原理是用油泵輸出高壓的液壓油，經管路、液壓閥組控制進 入活塞式液壓缸，驅動活塞運動，由活塞帶動閘門開啟或關閉。液壓式啟閉機既可以產生向 上的拉力，又可以產生向下的推力，具有運行平穩、控制方便、啟閉力大、尺寸小、重量輕、能 簡化水工建築結構的優點。隨著水利水電工程規模的不斷向大型、特大型發展，不少場合， 液壓式啟閉機方案已成為其它機種無法替代的唯一選擇，是控制閘門啟閉的理想設備。雙吊點液壓啟閉機最重要的必備基本功能是保壓、同步、調速，對設備的運行可靠 性要求極高。目前的液壓啟閉機採用液控單向閥保壓，四個調速閥分成兩組，分別單獨完成 兩隻活塞式液壓缸的啟、閉速度調速，使兩隻活塞式液壓缸的速度基本相等，從而達到初步 同步，再輔以旁路洩油糾偏來實現較精確地同步。這種控制方式已沿用多年，速度調節與同 步調節混同進行，一旦需要變更閘門啟、閉速度，就必須重新調節同步，而這即使對於熟練 的專業人員也是非常麻煩的事。若同步調節過程出現失誤，就可能導致間門因偏斜而卡死， 造成重大事故。由於閘門很重，打開單向閥的控制壓力要求較高，常出現由於液控單向閥開 啟不正常而導致的閘門卡死或爬行等故障。為了減小開啟單向閥所需的控制壓力，需採用 外洩式液控單向閥，每隻活塞式液壓缸共有進、回、控制、洩漏四根油管，管路較複雜。目前 的液壓啟閉機採用開關型常規液壓閥實現上述功能，系統複雜，可靠性較差。系統的工作參 數(如啟閉速度、工作壓力、運動順序)只能預先調定，工作過程中無法改變。在外界工況 發生變化時不能作出相應調整，這些問題制約了啟閉機性能及可靠性的提升，已不能滿足 目前大型水利工程多門、多工況、多組合的智能化控制要求。
發明內容本實用新型的目的是提供一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機，能自動控 制啟閉機的兩隻活塞式液壓缸以較高的同步精度運行，保證閘門平穩啟、閉。本實用新型的技術方案為一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機，由2隻 活塞式液壓缸，液壓控制系統及電氣控制系統組成，液壓控制系統包括平衡閥、由三位四通 電磁換向閥和2隻節流閥組成的旁路洩油糾偏閥組、分流集流閥、三位四通電液比例換向 閥、外控順序閥、溢流閥、電磁溢流閥、回油濾油器、油泵電機組等。兩個油泵出口通過單向閥後匯合為總的壓力油口，分別與三位四通電液比例換向閥、電磁溢流閥、外控順序閥連 接，三位四通電液比例換向閥的一個出口與分流集流閥進口連接，分流集流閥的兩個出口 各自串聯平衡閥後再分別與2隻活塞式液壓缸的有杆腔連接，2隻活塞式液壓缸無杆腔出 口合二為一，與三位四通電液比例換向閥的另一個出口、外控順序閥、溢流閥連接，外控順 序閥、溢流閥與電磁溢流閥的出口並聯成為總回油口，經過回油濾油器與油箱連接。旁路洩 油糾偏閥組由三位四通電磁換向閥和2隻節流閥組成，三位四通電磁換向閥的2個出口各 串聯有1隻節流閥，節流閥的另一端分別與分流集流閥的2個出口並聯，三位四通電磁換向 閥的回油口接油箱。電氣控制系統具有閘門開度的檢測、顯示裝置及與之相連接的可編程序控制器 PLC,閘門開度檢測裝置具有2隻位移傳感器，分別設置在2隻活塞式液壓缸上，位移傳感器 檢測活塞式液壓缸實際位移輸給可編程序控制器PLC，可編程序控制器PLC比較2隻活塞式 液壓缸實際位移，根據實際位移同步誤差控制旁路洩油糾偏閥組動作，實現自動糾偏，並將 活塞式液壓缸的實際位移、設定位移以及實際位移同步誤差換算為閘門的實際開度、設定 開度及偏斜量，經顯示器適時顯示。本實用新型採用平衡閥保壓，防止閘門因自重下滑，油路簡單，控制可靠。採用平 衡閥保壓後只有進、回兩根油管，與單向閥保壓的四根油管相比，油路大為簡化，既降低了 成本，又減少了由於管路破裂可能導致的設備故障風險。採用分流集流閥實現粗同步，輔 以旁路洩油糾偏閥組實現精確同步，同步精度高。由於粗同步由閥自動實現，不需要人工 幹預，操作簡單，可補償負載的差異，同步精度優於傳統的調速閥同步。兩隻活塞式液壓缸 的換向與調速共用一隻三位四通電液比例換向閥完成，液壓閥用量少，速度調節與同步控 制無關，可在線調速，同步控制與調速相互獨立，互不幹擾，方便快捷。間門關閉時採用外控 順序閥組成差動迴路，可用較小的油泵流量實現快速閉門，能夠有效降低電機功率，節約能 源。與以往的啟閉機相比，系統簡單、操作簡便，可靠性好。

圖1是本實用新型的電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機液壓系統原理圖。圖中1. (1. 1和1. 2)位移傳感器，2. (2. 1和2. 2)活塞式液壓缸，3. (3. 1和3. 2) 平衡閥，4. (4.1和4. 2)節流閥，5.三位四通電磁換向閥，6.分流集流閥，7.三位四通電 液比例換向閥，8.外控順序閥，9.溢流閥，10.電磁溢流閥，11.回油濾油器，12. (12.1和 12. 2)油泵電機組。
具體實施方式
如圖1所示本實用新型的一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機，由2隻活 塞式液壓缸，1套液壓控制系統及1套電氣控制系統組成，液壓控制系統包括平衡閥3、由三 位四通電磁換向閥5和2隻節流閥4. 1,4. 2組成的旁路洩油糾偏閥組、分流集流閥6、三位 四通電液比例換向閥7、外控順序閥8、溢流閥9、電磁溢流閥10、回油濾油器11、油泵電機組 12等。兩個油泵12. 1、12. 2的出口通過單向閥後匯合為總的壓力油口，分別與三位四通電 液比例換向閥7、電磁溢流閥10、外控順序閥8連接，三位四通電液比例換向閥7的一個出 口與分流集流閥6的進口連接，分流集流閥6的兩個出口各自串聯平衡閥3. 1、3. 2後再分
4別與2隻活塞式液壓缸2. 1,2. 2的有杆腔連接，2隻活塞式液壓缸的無杆腔出口合二為一， 與三位四通電液比例換向閥7的另一個出口、外控順序閥8、溢流閥9連接，外控順序閥8、 溢流閥9與電磁溢流閥10的出口並聯成為總回油口，經過回油濾油器11與油箱連接。旁 路洩油糾偏閥組由三位四通電磁換向閥5和2隻節流閥4. 1,4. 2組成，三位四通電磁換向 閥5的2個出口各串聯有1隻節流閥4，節流閥4的另一端分別與分流集流閥6的2個出口 並聯，三位四通電磁換向閥5的回油口接油箱。油泵電機組12的作用是為系統提供高壓油流，兩個油泵電機組一個工作，另一個 作為備用。當可編程序控制器PLC控制三位四通電液比例換向閥7的電磁鐵3YA得電時， 閥7左位工作。壓力油經閥7左位，被閥6 —分為二後分別經3. 1,3. 2進入活塞式液壓缸 2.U2.2有杆腔，使活塞上升，帶動閘門開啟，啟門的最大工作壓力由電磁溢流閥10調定。 由於閘門開啟時的工作壓力大於外控順序閥8的開啟壓力，閥8開啟，活塞式液壓缸2無杆 腔的油液經閥8、回油濾油器11回油箱。當可編程序控制器PLC控制三位四通電液比例換向閥7的電磁鐵2YA得電時，閥 7右位工作，壓力油經閥7右位，進入活塞式液壓缸2. 1、2. 2無杆腔，活塞下降，帶動閘門關 閉，閉門的最大工作壓力由溢流閥9調定。由於閘門關閉時的工作壓力小於外控順序閥8 的開啟壓力，閥8關閉，兩隻活塞式液壓缸有杆腔的油液經閥3. 1,3. 2後被閥6合二為一， 經閥7右位後不回油箱，而是進入活塞式液壓缸2. 1、2. 2的無杆腔，形成差動迴路。這種連 接方式可用較小的油泵流量實現快速閉門，能夠有效降低電機功率，節約能源。三位四通電液比例換向閥7具有流量控制功能，通過的流量與控制電流成正比， 只要改變控制電流就能改變流量，從而達到調速的目的。調速可在任意工況下進行，不必停 機，方便可靠。閥7輸出的滿足活塞式液壓缸速度要求的流量進入分流集流閥6按1 1的 比例分成兩路，分別進入兩隻活塞式液壓缸，實現兩隻活塞式液壓缸的粗同步。粗同步由分 流集流閥6自動實現，與調速獨立，不需要人工幹預。由於分流集流閥6具有負載補償功能， 即使在偏載的不利工況下也能保持較好的同步性能，這就減輕了對後面旁路洩油糾偏閥組 的壓力。分流集流閥的粗調同步與旁路洩油糾偏閥組配合，最終能達到較高的同步精度。電氣控制系統設置有閘門開度檢測裝置和可編程序控制器PLC，開度檢測傳感器 1設在活塞式液壓缸上，輸出端與可編程序控制器PLC連接。傳感器1將檢測到的活塞式液 壓缸2實際行程傳送給可編程序控制器PLC，可編程序控制器對兩隻活塞式液壓缸的實際 行程進行比較，根據二者的行程偏差控制三位四通電磁閥5的動作，自動進行旁路洩油糾 偏，實現兩隻活塞式液壓缸2的精確同步。電氣控制系統具有閘門開度的檢測、顯示裝置及與之相連接的可編程序控制器 PLC,閘門開度檢測裝置具有2隻位移傳感器1，分別設置在2隻活塞式液壓缸2上，位移傳 感器1檢測活塞式液壓缸2的實際位移輸給可編程序控制器PLC，可編程序控制器PLC比 較2隻活塞式液壓缸實際位移，根據實際位移同步誤差控制旁路洩油糾偏閥組三位四通電 磁閥5動作，將超前活塞式液壓缸的油經過節流閥4. 1或4. 2，洩去一部分，實現自動糾偏。 改變節流閥的開度，可以調節糾偏的速度。可編程序控制器PLC還將活塞式液壓缸的實際 位移、設定位移以及實際位移同步誤差換算為閘門的實際開度、設定開度及偏斜量，經顯示 器適時顯示。
權利要求一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機，包括2隻活塞式液壓缸，液壓控制系統及電氣控制系統，其特徵在於液壓控制系統包括平衡閥、由三位四通電磁換向閥和2隻節流閥組成的旁路洩油糾偏閥組、分流集流閥、三位四通電液比例換向閥、外控順序閥、溢流閥、電磁溢流閥、回油濾油器、油泵電機組；兩個油泵出口通過單向閥後匯合為總的壓力油口，分別與三位四通電液比例換向閥、電磁溢流閥、外控順序閥連接，三位四通電液比例換向閥的一個出口與分流集流閥進口連接，分流集流閥的兩個出口各自串聯平衡閥後再分別與2隻活塞式液壓缸的有杆腔連接，2隻活塞式液壓缸無杆腔出口合二為一，與三位四通電液比例換向閥的另一個出口、外控順序閥、溢流閥連接，外控順序閥、溢流閥與電磁溢流閥的出口並聯成為總回油口，經過回油濾油器與油箱連接；旁路洩油糾偏閥組的三位四通電磁換向閥的2個出口各串聯有1隻節流閥，節流閥的另一端分別與分流集流閥的2個出口並聯，三位四通電磁換向閥的回油口接油箱。
專利摘要本實用新型是一種電液比例控制活塞式雙吊點液壓啟閉機。由2隻活塞式液壓缸，1套液壓控制系統及1套電氣控制系統組成，液壓控制系統包括平衡閥、由三位四通電磁換向閥和2隻節流閥組成的旁路洩油糾偏閥組、分流集流閥、三位四通電液比例換向閥、外控順序閥、溢流閥、電磁溢流閥、回油濾油器、油泵電機組等。具有電液比例控制在線調速，差動快速關閉閘門，啟、閉閘門雙壓控制等功能。電氣控制系統設有閘門開度的檢測、顯示裝置及與之相連接的可編程序控制器PLC，採用分流集流閥粗調，旁路洩油糾偏閥組精調的閉環同步控制方案，同步精度高。系統結構簡單、操作簡便，可靠性好。
文檔編號F15B21/02GK201581382SQ200920253709
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者伍小東, 全永富, 劉永勝, 朱炎周, 楊尚平, 楊曉玉, 王澤波, 詹磊, 趙光波 申請人:昆明理工大學