專利名稱：一種液壓觸發(fā)安全快關的閥門電動伺服執(zhí)行器的制作方法
技術領域：
:本實用新型涉及自動控制技術領域，具體涉及一種液壓觸發(fā)安全快關的閥門電動伺服執(zhí)行器。
技術背景:現(xiàn)有的燃氣輪機和汽輪機控制系統(tǒng)大多都采用電液伺服執(zhí)行器。由于采用液壓油來驅動執(zhí)行器，需要配備專門的油源動力站和復雜的油管路，建設費用昂貴。同時液壓油容易引起泄露，造成系統(tǒng)故障，不易維護。另外，液壓系統(tǒng)傳動效率很低，一般最高只能達到50 %，能源利用效率很低。而且電液伺服執(zhí)行器的控制精度低、響應較慢，穩(wěn)定性差。線性電動伺服執(zhí)行器可以克服電液伺服執(zhí)行器上述的缺點，線性電動伺服執(zhí)行器結構簡單、效率高、易于維護，同時控制精度高、響應快、系統(tǒng)穩(wěn)定。但對于燃氣輪機和汽輪機，為了保證機組和電網的安全，在機組甩負荷時，需要執(zhí)行器帶動閥門在非常短的時間內快速關閉，一般的線性電動伺服執(zhí)行器無法實現(xiàn)。另外，燃氣輪機和汽輪機都配置有危急遮斷器，其安全飛錘或飛環(huán)感知機組的轉速，一旦機組轉速超過設定值，危急遮斷器動作，泄去機組液壓安全油，機組關閉，提供對機組的保護。如果使用一般的線性電動伺服執(zhí)行器，危急遮斷器的保護功能無法和線性電動伺服執(zhí)行器關聯(lián)，機組將失去危急遮斷器的保護功倉泛
實用新型內容
:本實用新型的目的是提供一種液壓觸發(fā)安全快關的閥門電動伺服執(zhí)行器，它既擁有線性電動伺服執(zhí)行器結構簡單、效率高、易于維護、控制精度高、響應快、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點，同時又能夠通過液壓安全油觸發(fā)燃氣輪機和汽輪機機組快關，與危急遮斷器實現(xiàn)關聯(lián)，提高機組安全性能，適用于控制燃氣輪機和汽輪機的閥門，替代燃氣輪機和汽輪機的電液伺服執(zhí)行器。為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是采用如下技術方案:它包含驅動器1、伺服電機2、減速機3、液壓離合器4、滾柱絲杠8、彈簧9、LVDT反饋組件10、操縱座11、閥門12，它還包含危急遮斷器5、遮斷電磁閥6、液壓安全油管路7，驅動器I與伺服電機2連接，并控制伺服電機2，伺服電機2的輸出軸和減速機3的輸入端連接，減速機3的輸出端與液壓離合器4連接，液壓離合器4的另一端與滾柱絲杠8連接，滾柱絲杠8與閥門12連接，滾柱絲杠8的外側套裝有彈簧9，彈簧9的彈簧力作用在閥門12上，LVDT反饋組件10與閥門12的閥桿連接，且彈簧9設置在操縱座11內部，LVDT反饋組件10安裝在操縱座11的外部，液壓離合器4通過液壓安全油管路7分別與危急遮斷器5、遮斷電磁閥6連接，液壓離合器4受液壓安全油驅動，而液壓安全油受到危急遮斷器5和遮斷電磁閥6的控制，執(zhí)行器接受燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)的指令信號A，同時將閥門位置信號B反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閥門的閉環(huán)控制。所述的液壓離合器4與減速機3和滾柱絲杠8連接，而液壓離合器4完全由液壓安全油驅動，液壓安全油壓力建立，則液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8嚙合，反之，液壓安全油泄去，則液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，當運行中的燃氣輪機或汽輪機需要快速關閉時，危急遮斷電信號C或者危急遮斷器5動作(如飛錘動作或手動打閘)，將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組。所述的彈簧9可以在伺服電機2故障(如失去電源)的情況下，克服伺服電機2、減速機3和滾柱絲杠8機構的反向摩擦力，以及閥門的蒸汽力，將閥門關閉，實現(xiàn)故障安全功能。本實用新型的工作原理為:當燃氣輪機或汽輪機掛閘時，來自控制系統(tǒng)的危急遮斷電信號C使得遮斷電磁閥6復位，同時，危急遮斷器5也必須復位，只有遮斷電磁閥6和危急遮斷器5都完成復位，液壓安全油壓才得以建立，液壓離合器4嚙合，將伺服電機2/減速機3和滾柱絲杠8嚙合，執(zhí)行器處于使能狀態(tài)，只有處于使能狀態(tài)，執(zhí)行器才可以去開啟或關閉閥門。閥門需要開啟時，來自燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)的控制信號A送到驅動器I，驅動器I處理后，控制伺服電機2轉動，經過減速機3和液壓離合器4，旋轉運動通過滾柱絲杠8轉換為直線運動，克服彈簧9的力和蒸汽力，帶動閥門12開啟，LVDT反饋組件10檢測閥門位置，將位置信號B送回控制系統(tǒng)，一旦閥門到達指定位置，執(zhí)行器停止運動，閥門在指定位置工作。同樣的，閥門需要關閉時，伺服電機2反向轉動，經過減速機3、液壓離合器4和滾柱絲杠8后，驅動閥門12關閉，LVDT反饋組件10檢測閥門12位置，將位置信號B送回控制系統(tǒng)，一旦閥門到達指定位置，執(zhí)行器停止運動，閥門在指定位置工作。當控制系統(tǒng)需要關閉燃氣輪機或汽輪機時，危急遮斷電信號C消失，遮斷電磁閥6動作，將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組。若機組超速，但燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)故障，遮斷電磁閥6未動作，此時危急遮斷器5的安全飛錘或飛環(huán)將感知超速，觸發(fā)危急遮斷器5動作，泄去液壓安全油，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組?？梢?，只要遮斷電磁閥6或危急遮斷器5任意一個動作，就可以將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4，安全快速地關閉機組，從而實現(xiàn)燃氣輪機或汽輪機的多重保護，提高機組安全性。本實用新型由于采用伺服電機驅動，相對于電液伺服執(zhí)行器，傳動效率更高、建設成本低、維護費用少，且控制精度更高、響應更快。本實用新型適用于控制燃氣輪機和汽輪機的閥門，替代燃氣輪機和汽輪機的電液伺服執(zhí)行器，既能克服電液伺服執(zhí)行器結構復雜、價格高、污染環(huán)境、效率低、不易維護和控制性能差等缺點，同時又能夠通過液壓安全油觸發(fā)安全快關，為燃氣輪機和汽輪機提供多重保護，提高機組安全性。

:[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
:參看圖1，本具體實施方式
采用如下技術方案:它包含驅動器1、伺服電機2、減速機3、液壓離合器4、滾柱絲杠8、彈簧9、LVDT反饋組件10、操縱座11、閥門12，它還包含危急遮斷器5、遮斷電磁閥6、液壓安全油管路7，驅動器I與伺服電機2連接，并控制伺服電機2，伺服電機2的輸出軸和減速機3的輸入端連接，減速機3的輸出端與液壓離合器4連接，液壓離合器4的另一端與滾柱絲杠8連接，滾柱絲杠8與閥門12連接，滾柱絲杠8的外側套裝有彈簧9，彈簧9的彈簧力作用在閥門12上，LVDT反饋組件10與閥門12的閥桿連接，且彈簧9設置在操縱座11內部，LVDT反饋組件10安裝在操縱座11的外部，液壓離合器4通過液壓安全油管路7分別與危急遮斷器5、遮斷電磁閥6連接，液壓離合器4受液壓安全油驅動，而液壓安全油受到危急遮斷器5和遮斷電磁閥6的控制，執(zhí)行器接受燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)的指令信號A，同時將閥門位置信號B反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)閥門的閉環(huán)控制。所述的液壓離合器4與減速機3和滾柱絲杠8連接，而液壓離合器4完全由液壓安全油驅動。液壓安全油壓力建立，則液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8嚙合，反之，液壓安全油泄去，則液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離。當運行中的燃氣輪機或汽輪機需要快速關閉時，危急遮斷電信號C或者危急遮斷器5動作(如飛錘動作，或手動打閘)，將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組。所述的彈簧9可以在伺服電機2故障(如失去電源)的情況下，克服伺服電機2、減速機3和滾柱絲杠8機構的反向摩擦力，以及閥門的蒸汽力，將閥門關閉，實現(xiàn)故障安全功能。本具體實施方式
的工作原理為:當燃氣輪機或汽輪機掛閘時，來自控制系統(tǒng)的危急遮斷電信號C使得遮斷電磁閥6復位，同時，危急遮斷器5也必須復位，只有遮斷電磁閥6和危急遮斷器5都完成復位，液壓安全油壓才得以建立，液壓離合器4嚙合，將伺服電機2/減速機3和滾柱絲杠8嚙合，執(zhí)行器處于使能狀態(tài)。只有處于使能狀態(tài)，執(zhí)行器才可以去開啟或關閉閥門。 閥門需要開啟時，來自燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)的控制信號A送到驅動器I，驅動器I處理后，控制伺服電機2轉動，經過減速機3和液壓離合器4，旋轉運動通過滾柱絲杠8轉換為直線運動，克服彈簧9的力和蒸汽力，帶動閥門12開啟，LVDT反饋組件10檢測閥門位置，將位置信號B送回控制系統(tǒng)，一旦閥門到達指定位置，執(zhí)行器停止運動，閥門在指定位置工作。同樣的，閥門需要關閉時，伺服電機2反向轉動，經過減速機3、液壓離合器4和滾柱絲杠8后，驅動閥門12關閉，LVDT反饋組件10檢測閥門12位置，將位置信號B送回控制系統(tǒng)，一旦閥門到達指定位置，執(zhí)行器停止運動，閥門在指定位置工作。當控制系統(tǒng)需要關閉燃氣輪機或汽輪機時，危急遮斷電信號C消失，遮斷電磁閥6動作，將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組。[0024]若機組超速,但燃氣輪機或汽輪機控制系統(tǒng)故障,遮斷電磁閥6未動作,此時危急遮斷器5的安全飛錘或飛環(huán)將感知超速，觸發(fā)危急遮斷器5動作，泄去液壓安全油，從而觸發(fā)液壓離合器4將減速機3和滾柱絲杠8脫離，滾柱絲杠8帶動閥門12在彈簧9力的作用下快速向下運動，關閉燃氣輪機或汽輪機機組?？梢?，只要遮斷電磁閥6或危急遮斷器5任意一個動作，就可以將液壓安全油泄去，從而觸發(fā)液壓離合器4，安全快速地關閉機組，從而實現(xiàn)燃氣輪機或汽輪機的多重保護，提高機組安全性。本具體實施方式
由于采用伺服電機驅動，相對于電液伺服執(zhí)行器，傳動效率更高、建設成本低、維護費用少，且控制精度更高、響應更快。本具體實施方式
適用于控制燃氣輪機和汽輪機的閥門，替代燃氣輪機和汽輪機的電液伺服執(zhí)行器，既能克服電液伺服執(zhí)行器結構復雜、價格高、污染環(huán)境、效率低、不易維護和控制性能差等缺點、同時又能夠通過液壓安全油觸發(fā)安全快關，為燃氣輪機和汽輪機提供多重保護，提高機組安全性。
權利要求1.一種液壓觸發(fā)安全快關的閥門電動伺服執(zhí)行器，它包含驅動器(I)、伺服電機(2)、減速機(3)、液壓離合器(4)、滾柱絲杠(8)、彈簧(9)、LVDT反饋組件(10)、操縱座(11)、閥門(12)，其特征在于它還包含危急遮斷器(5)、遮斷電磁閥(6)、液壓安全油管路(7)，驅動器⑴與伺服電機⑵連接，伺服電機⑵的輸出軸和減速機⑶的輸入端連接，減速機(3)的輸出端與液壓離合器(4)連接，液壓離合器(4)與滾柱絲杠(8)連接，滾柱絲杠(8)與閥門(12)連接，滾柱絲杠(8)的外側套裝有彈簧(9)，且彈簧(9)設置在操縱座(11)內部，LVDT反饋組件(10)與閥門(12)的閥桿連接，且LVDT反饋組件(10)安裝在操縱座(11)的外部，液壓離合器(4)通過液壓安全油管路(7)分別與危急遮斷器(5)、遮斷電磁閥(6)連接。
專利摘要一種液壓觸發(fā)安全快關的閥門電動伺服執(zhí)行器，它涉及自動控制技術領域；它的驅動器與伺服電機連接，伺服電機的輸出軸和減速機的輸入端連接，減速機的輸出端與液壓離合器連接，液壓離合器與滾柱絲杠連接，滾柱絲杠與閥門連接，滾柱絲杠的外側套裝有彈簧，且彈簧設置在操縱座內部，LVDT反饋組件與閥門的閥桿連接，且LVDT反饋組件安裝在操縱座的外部，液壓離合器通過液壓安全油管路分別與危急遮斷器、遮斷電磁閥連接；它既擁有線性電動伺服執(zhí)行器結構簡單、效率高、易于維護、控制精度高、響應快、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點，同時又能夠通過液壓安全油觸發(fā)燃氣輪機和汽輪機機組快關，與危急遮斷器實現(xiàn)關聯(lián)，提高機組安全性能，適用于控制燃氣輪機和汽輪機的閥門，替代燃氣輪機和汽輪機的電液伺服執(zhí)行器。
文檔編號F01D17/24GK202937311SQ20122065511
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權日2012年12月3日
發(fā)明者陳向陽 申請人:上海誠動液壓科技發(fā)展有限公司