CN102251915A - 一种轴流式水轮机浆叶调节器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴流式水轮机浆叶调节器，包括储油箱、集电环、油缸、活塞、活塞杆、联轴器、底座、调节杆、底盘、碳刷架、液压阀组、液压站、支架、环形蓄能器、外罩、位移传感器及各类油管；液压站与环形蓄能器相连，环形蓄能器与液压阀组相连，液压阀组分别与油缸上部和下部相连；活塞杆上端连接活塞，下端通过联轴器与调节杆连接，活塞杆下端还通过刚性杆铰接置于底座内侧的位移传感器，外罩内侧、储油箱上端附近固定有碳刷架，置于碳刷架上的碳刷与集电环接触，集电环通过电路与液压阀组、液压站、及置于底座内侧的位移传感器相连。本发明调节器能及时、真实反映轴流式水轮机桨叶调节状态、并能快速、精准、稳定对各种调节指令做出反应。
Description
技术领域
本发明属于水力机械领域，尤其涉及一种轴流式水轮机浆叶调节器。
背景技术
水轮机是水电站的工作母机，其能量转化效率直接关系到水电站投资的经济效益。对不具备浆叶调节或调节功能差的轴流式水轮机，当它偏离设计工况时水资源的利用率会大大降低。根据中小型轴流式水轮发电机组实际运行数据，水电站采用调桨式机组后水能转化效率提高，且能适应流量、水头的变化，弃水大大减少，比定桨机组年发电量增加约10%～30%，甚至更高，经济效益相当可观。
目前，中小型轴流式水轮机的调桨方式有：拆机调桨、手动停机机械调桨、不停机机械调桨和油压调桨四种。其中，拆机调桨在水电站中因拆装困难根本无法实现，实际上等同于定桨；手动停机机械调桨麻烦、费力，一般很少采用，有的即使采用，但因调节频率低，使用效果差，很难达到预期效果；不停机机械调桨虽然结构简单、操作方便，但调节器轴承容易发热烧损，工作可靠性差；油压调桨由于设备复杂、造价昂贵，维护工作量大，漏油污染严重、并常引起操作油压不稳定，一般只应用于大中型水电站。
近年来研制的内置式液压调节器属于油压调浆，其吸取了传统液压式调节器和机械式调节器的长处，分别克服了传统液压式调节器漏油和机械式调节器机组运行振动、故障不断的弊端，但将其用于轴流式水轮机浆叶调节，无法满足轴流式水轮机桨叶调节对稳定性、速动性和精确度等方面的技术要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种能及时、真实反映轴流式水轮机桨叶调节状态、并能快速、精准、稳定对各种调节指令做出反应的轴流式水轮机桨叶调节器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种轴流式水轮机浆叶调节器，包括上部设有空气滤清器（14）的储油箱（1）、集电环（2）、内壁设置有导向套滑动面（24 ）的油缸（7）、活塞（23）、活塞杆（9）、联轴器（10）、底座（11）、调节杆（12）、底盘（13）、碳刷架（15）、液压阀组（17）、液压站（18）、支架（19）、上部设置有充气口（16）的蓄能器（21）、外罩（22）、位移传感器（25）及各类油管；各类油管包括回油管（3）、进油管（4）、上高压油管（5）、下高压油管（6）、高压油管（20）；
液压阀组（17）、液压站（18）、蓄能器（21）均置于储油箱（1）内部；液压阀组（17）和液压站（18）通过支架（19）固定在储油箱（1）内；底盘（13）上装置有底座（11），底座（11）上装置有油缸（7），油缸（7）上装置有储油箱（1）；液压站（18）通过高压油管（20）与蓄能器（21）相连，蓄能器（21）通过进油管（4）与液压阀组（17）相连，液压阀组（17）通过上高压油管（5）、下高压油管（6）分别与油缸（7）上部和下部相连；活塞（23）置于油缸（7）内，活塞杆（9）上端连接活塞（23），下端通过联轴器（10）与调节杆（12）连接，活塞杆（9）下端还通过刚性杆铰接置于底座（11）内侧的位移传感器（25），外罩（22）内侧、储油箱（1）上端附近固定有碳刷架（15），置于碳刷架（15）上的碳刷与集电环（2）接触，集电环（2）通过电路与液压阀组（17）、液压站（18）、及置于底座（11）内侧的位移传感器（25）相连。
上述蓄能器（21）置于储油箱（1）内壁上的环形槽内。
上述蓄能器（21）内部填充有氮气，由于液压油的压缩性不好，可通过压缩氮气的方式来蓄能。
上述蓄能器（21）可为皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器。
上述位移传感器（25）为磁致伸缩位移传感器，可以用于测量调节杆（12）行程，并实时反馈本发明调节器的调节状态。
与现有技术相比，本发明具有以下的优点和有益效果：
1、本发明装置设置有环形蓄能器，当做小幅度调节时，可使用环形蓄能器内的高压油进行调节，避免了液压站的频繁开关机，同时使本发明调节器反应更加及时、调节更加精准、工作更加稳定；
2、本发明调节器在活塞杆侧设置有位移传感器，降低了调节器高度，同时省去了活塞上部杆件和相关的密封件；位移传感器、液压阀组能够配合本发明调节器和导叶构成一个闭环的自动控制系统，使调节器能及时精准适应来流及电网负荷变化的需要，配合轴流式水轮机进口导叶的动作进行协调工作。
附图说明
图1是实施例的纵剖面构造图；
图2是实施例的储油箱的俯视图；
图中：1-储油箱，2-集电环，3-回油管，4-进油管，5-上高压油管，6-下高压油管，7-油缸，8-密封件，9-活塞杆，10-联轴器，11-底座，12-调节杆，13-底盘，14-空气滤清器，15-碳刷架，16-充气口，17-液压阀组，18-液压站，19-支架，20-高压油管，21-环形蓄能器，22-外罩，23-活塞，24-导向套滑动面，25-位移传感器，26-机组主轴，27-水轮发电机上盖。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例包括储油箱1、集电环2、油缸7、活塞23、活塞杆9、联轴器10、底座11、调节杆12、底盘13、碳刷架15、液压阀组17、液压站18、支架19、蓄能器21、外罩22、位移传感器25及各类油管；各类油管包括回油管3、进油管4、上高压油管5、下高压油管6、高压油管20；储油箱1上部设有空气滤清器14；油缸7内壁设置有导向套滑动面24；环形蓄能器21上部设置有充气口16；液压阀组17、液压站18、蓄能器21均置于储油箱1内部；液压阀组17和液压站18通过支架19固定在储油箱1内；
其中，
底盘13上装置有底座11，底座11上装置有油缸7，油缸7上装置有储油箱1；液压站18通过高压油管20与蓄能器21相连，蓄能器21通过进油管4与液压阀组17相连，液压阀组17通过上高压油管5、下高压油管6分别与油缸7上部和下部相连；活塞23置于油缸7内，活塞杆9上端连接活塞23，下端通过联轴器10与调节杆12连接，活塞杆9下端还通过刚性杆铰接置于底座11内侧的位移传感器25，外罩22内侧、储油箱1上端附近固定有碳刷架15，置于碳刷架15上的碳刷与集电环2接触，集电环2通过电路与液压阀组17、液压站18、及置于底座11内侧的位移传感器25相连。
本实施例中，位移传感器25采用磁致伸缩位移传感器；蓄能器21置于储油箱1内壁上的环形槽内，其内部填充有氮气，蓄能器由钢材焊接制作而成，可采用皮囊式蓄能器或活塞式蓄能器，环形蓄能器21其上部设置的充气口16用来给环形蓄能器21充氮气。图2所示为储油箱的俯视图。
本发明调节器通过底盘13与轴流式水轮机的机组主轴26相连，外罩22固定于轴流式水轮机上盖上。本发明装置的工作过程如下：因来流或电网负荷变化等原因需要调节轴流式水轮机的机组时，轴流式水轮机外围控制系统中的调速器协联导叶和桨叶调节器，并通过集电环2控制液压阀组17开启，环形蓄能器21向油缸7供高压油，活塞23带动活塞杆9作轴向位移，进而带动调节杆12作调节动作。在这过程中，位移传感器25能及时的将调节杆12的轴向位移通过集电环2传至调速器，决定是否终止调节动作；当环形蓄能器21内的油压低于设定值时，液压站18自动启动，为环形蓄能器21充油。
Claims (9)
1.一种轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
包括上部设有空气滤清器（14）的储油箱（1）、集电环（2）、内壁设置有导向套滑动面（24 ）的油缸（7）、活塞（23）、活塞杆（9）、联轴器（10）、底座（11）、调节杆（12）、底盘（13）、碳刷架（15）、液压阀组（17）、液压站（18）、支架（19）、上部设置有充气口（16）的蓄能器（21）、外罩（22）、位移传感器（25）及各类油管；各类油管包括回油管（3）、进油管（4）、上高压油管（5）、下高压油管（6）、高压油管（20）；
液压阀组（17）、液压站（18）、蓄能器（21）均置于储油箱（1）内部；液压阀组（17）和液压站（18）通过支架（19）固定在储油箱（1）内；底盘（13）上装置有底座（11），底座（11）上装置有油缸（7），油缸（7）上装置有储油箱（1）；液压站（18）通过高压油管（20）与蓄能器（21）相连，蓄能器（21）通过进油管（4）与液压阀组（17）相连，液压阀组（17）通过上高压油管（5）、下高压油管（6）分别与油缸（7）上部和下部相连；活塞（23）置于油缸（7）内，活塞杆（9）上端连接活塞（23），下端通过联轴器（10）与调节杆（12）连接，活塞杆（9）下端还通过刚性杆铰接置于底座（11）内侧的位移传感器（25），外罩（22）内侧、储油箱（1）上端附近固定有碳刷架（15），置于碳刷架（15）上的碳刷与集电环（2）接触，集电环（2）通过电路与液压阀组（17）、液压站（18）、及置于底座（11）内侧的位移传感器（25）相连。
2.根据权利要求1所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的蓄能器置于储油箱（1）内壁上的环形槽内。
3.根据权利要求1或2所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的蓄能器（21）内部填充有氮气。
4.根据权利要求1或2所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的蓄能器（21）为皮囊式蓄能器。
5.根据权利要求1或2所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的蓄能器（21）为活塞式蓄能器。
6.根据权利要求1或2所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的位移传感器（25）为磁致伸缩位移传感器。
7.根据权利要求3所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的位移传感器（25）为磁致伸缩位移传感器。
8.根据权利要求4所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的位移传感器（25）为磁致伸缩位移传感器。
9.根据权利要求5所述的轴流式水轮机浆叶调节器，其特征在于：
所述的位移传感器（25）为磁致伸缩位移传感器。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111123 |