本發(fā)明涉及一種油動(dòng)機(jī),具體涉及一種適用于狹小空間內(nèi)的高壓汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù):
目前,在汽輪機(jī)調(diào)節(jié)領(lǐng)域的高壓DEH系統(tǒng)中,采用的現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)大多是圖1所示的結(jié)構(gòu)。該現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)1包括油動(dòng)機(jī)11、液壓閥組12以及彈簧組件13,其中液壓閥組12與油動(dòng)機(jī)11的缸體固定連接,彈簧組件13位于油動(dòng)機(jī)11的外部且套設(shè)在活塞桿伸出端上。該結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)1組裝簡(jiǎn)單,可以由常規(guī)油動(dòng)機(jī)11和彈簧組件13組裝而成,并且通過(guò)選取大尺寸的彈簧,可以滿足高壓DEH系統(tǒng)中對(duì)速關(guān)閥快速關(guān)閉的特性要求,因此該結(jié)構(gòu)的速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用汽輪機(jī)調(diào)節(jié)領(lǐng)域的高壓DEH系統(tǒng)中。
但是,在安裝空間小且要求采用高壓DEH系統(tǒng)進(jìn)行汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制的場(chǎng)合,采用上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)1存在諸多不便。例如,在船用汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)領(lǐng)域內(nèi),船用汽輪機(jī)主要用于輪船螺旋槳葉的驅(qū)動(dòng),因此用于驅(qū)動(dòng)輪船螺旋槳葉的油動(dòng)機(jī)通常需要安裝在船艙底部的輪機(jī)艙間內(nèi)。然而,對(duì)于一些小型的輪船來(lái)說(shuō),輪機(jī)艙內(nèi)用于安裝汽輪機(jī)組的空間本來(lái)就很小,一般只有5~6㎡,而且輪機(jī)艙的底面距離頂棚的高度尺寸小于1800mm。因此,在采用現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)1對(duì)汽輪機(jī)的速關(guān)閥進(jìn)行控制時(shí),由于現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)1的軸向尺寸較大,甚至達(dá)到了1520mm,這樣不僅大大增加了前期在狹小的輪機(jī)艙內(nèi)對(duì)現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的安裝難度,而且在完成現(xiàn)有汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的安裝后,輪機(jī)艙內(nèi)的活動(dòng)空間將大大減小,因此對(duì)后期進(jìn)行輪機(jī)艙內(nèi)設(shè)備的檢修和維護(hù)也增加了極大的困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決由于現(xiàn)有技術(shù)的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸較大,而在狹小空間內(nèi)使用存在安裝和后期維護(hù)困難的問(wèn)題,本發(fā)明提出來(lái)一種全新的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)。該汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī),包括油動(dòng)機(jī)、控制組件以及彈簧組件,所述控制組件包括電磁換向閥、卸荷閥、蓄能器以及第一單向閥和第二單向閥;所述電磁換向閥的進(jìn)油口與壓力油路連接,所述電磁換向閥的回油口同時(shí)與所述蓄能器和回油路連接,所述電磁換向閥的出油口同時(shí)與所述卸荷閥的控制油口,所述油動(dòng)機(jī)的有桿腔以及保安油路連接;所述卸荷閥的進(jìn)油口直接與所述油動(dòng)機(jī)的有桿腔連接,所述卸荷閥的出油口同時(shí)與所述蓄能器和回油路連接;所述第一單向閥位于所述電磁換向閥出油口與所述油動(dòng)機(jī)的有桿腔之間,油液通過(guò)所述第一單向閥流向所述油動(dòng)機(jī)的有桿腔和所述卸荷閥的進(jìn)油口;所述第二單向閥位于所述電磁換向閥出油口與保安油路之間,油液由所述電磁換向閥的出油口流向保安油路;所述彈簧組件位于所述油動(dòng)機(jī)的無(wú)桿腔內(nèi),且所述油動(dòng)機(jī)的無(wú)桿腔直接與回油路連接。
優(yōu)選的,所述控制組件采用集成塊結(jié)構(gòu),且所述蓄能器直接安裝在集成塊上。
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述蓄能器采用皮囊式蓄能器,且所述蓄能器內(nèi)預(yù)先充入0.2MPa的氣壓。
優(yōu)選的,所述彈簧組件包括直徑尺寸不同的兩個(gè)彈簧,且兩個(gè)彈簧的旋向相反。通過(guò)采用兩個(gè)彈簧不僅可以防止發(fā)生共振現(xiàn)象,避免對(duì)所述油動(dòng)機(jī)造成破壞,而且當(dāng)其中一個(gè)彈簧發(fā)生斷裂破壞時(shí),彈簧組件還可以維持工作。此外,兩個(gè)彈簧反向安裝,可以避免發(fā)生折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)。
優(yōu)選的,所述油動(dòng)機(jī)的無(wú)桿腔由下缸蓋、活塞以及缸筒組成,其中所述下缸蓋上設(shè)有導(dǎo)向桿、臺(tái)階以及固定槽,所述導(dǎo)向桿與所述下缸蓋垂直連接,所述臺(tái)階位于所述導(dǎo)向桿與所述下缸蓋連接位置且高出所述下缸蓋的端面,所述固定槽位于所述臺(tái)階的外側(cè)且與所述臺(tái)階同軸設(shè)置;所述彈簧組件中的兩個(gè)彈簧同軸套設(shè)在所述導(dǎo)向桿上,其中直徑尺寸小的彈簧位于所述臺(tái)階上,直徑尺寸大的彈簧位于所述固定槽內(nèi)。
優(yōu)選的,所述彈簧組件中兩個(gè)彈簧的自由高度大于所述下缸蓋和所述活塞之間的最大距離。
優(yōu)選的,所述電磁換向閥的入油口設(shè)有阻尼。
優(yōu)選的,所述控制組件還包括第三單向閥;所述第三單向閥位于所述控制組件與所述回油路連接的位置,用于防止回油路中的油液進(jìn)入所述控制組件。
優(yōu)選的,所述控制組件還包括兩個(gè)截止閥;其中,第一截止閥位于所述電磁換向閥的入油口處,用于控制所述壓力油路與所述電磁換向閥之間的油液通斷;第二截止閥位于所述控制組件與所述油動(dòng)機(jī)中有桿腔連接的位置,用于控制所述控制組件與所述油動(dòng)機(jī)之間的油液通斷。
優(yōu)選的,該汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)包括兩套所述控制組件,且沿所述油動(dòng)機(jī)軸線所在平面對(duì)稱分布在所述油動(dòng)機(jī)的兩側(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)相比,本發(fā)明的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)具有以下的有益效果:
1、本發(fā)明汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī),通過(guò)增加油動(dòng)機(jī)的直徑尺寸,將直徑尺寸較大、軸向尺寸較小的彈簧組件內(nèi)置于油動(dòng)機(jī)內(nèi)部。這樣可以在彈簧組件保持較大的彈性回復(fù)力的前提下,大大減小了整個(gè)汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的軸向尺寸,甚至可以將整個(gè)汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的軸向尺寸控制在油動(dòng)機(jī)的軸向尺寸范圍內(nèi),從而提高汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)在狹小空間內(nèi)進(jìn)行安裝操作的便捷性。
2、本發(fā)明汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī),通過(guò)采用對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行單缸的油液控制方式與借助蓄能器進(jìn)行油液回收的集成塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合。不僅可以減少控制組件中對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作控制的元件數(shù)量,降低汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)尺寸。而且在通過(guò)彈簧組件推動(dòng)油動(dòng)機(jī)動(dòng)作時(shí),配合蓄能器作為油動(dòng)機(jī)內(nèi)油液的回收裝置,可以減少通過(guò)管路進(jìn)行油液回收時(shí)的阻力和時(shí)間,從而在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)油動(dòng)機(jī)內(nèi)部大量油液的回收工作,使油動(dòng)機(jī)中的活塞桿在彈簧組件的回復(fù)力作用下快速完成伸出動(dòng)作,從而保證對(duì)速關(guān)閥的關(guān)閉速度要求。
附圖說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的汽輪機(jī)速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的液壓原理圖;
圖3為本發(fā)明汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明中的油動(dòng)機(jī)沿圖3中F-F方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。
結(jié)合圖2所示,本發(fā)明的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)2包括油動(dòng)機(jī)21、控制組件22以及彈簧組件23。其中,彈簧組件23位于油動(dòng)機(jī)21內(nèi)部,控制組件22與油動(dòng)機(jī)21連接,這樣通過(guò)控制組件22輸出的油液壓力與彈簧組件23的彈簧力進(jìn)行相互比較,實(shí)現(xiàn)對(duì)油動(dòng)機(jī)21的動(dòng)作控制,從而帶動(dòng)速關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)閉操縱。
結(jié)合圖3和圖4所示,油動(dòng)機(jī)21包括下缸蓋211、上缸蓋212、缸筒213、活塞214以及活塞桿215。下缸蓋211與上缸蓋212分別位于缸筒213的下端和上端,活塞214位于缸筒213內(nèi),活塞桿215一端與活塞214固定連接,另一端穿過(guò)上缸蓋212伸出至油動(dòng)機(jī)21的外部與速關(guān)閥連接。其中,下缸蓋211、缸筒213以及活塞214形成油動(dòng)機(jī)21的無(wú)桿腔,上缸蓋212、缸筒213以及活塞214形成油動(dòng)機(jī)21的有桿腔。在本發(fā)明中,在活塞214的外圓周面上設(shè)有平行的三道安裝槽,由上到下分別用于安裝導(dǎo)向環(huán)、格萊圈和導(dǎo)向環(huán),這樣不僅可以將油動(dòng)機(jī)21的有桿腔和無(wú)桿腔分隔為兩個(gè)獨(dú)立的密封腔,并且在兩個(gè)導(dǎo)向環(huán)的作用下,可以提高活塞214沿缸筒213移動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向能力,保證油動(dòng)機(jī)21工作的穩(wěn)定性。此外,在下缸蓋211上設(shè)有導(dǎo)向桿2111、固定槽2112以及臺(tái)階2113,用于安裝和定位彈簧組件23,其中導(dǎo)向桿2111與下缸蓋211垂直固定連接,臺(tái)階2113位于導(dǎo)向桿2111與下缸蓋211連接位置且高出下缸蓋211的端面,固定槽2112位于臺(tái)階2113的外側(cè)且與臺(tái)階2113同軸設(shè)置。
彈簧組件23位于油動(dòng)機(jī)21的無(wú)桿腔內(nèi),包括兩個(gè)直徑尺寸不同的彈簧,即大彈簧231和小彈簧232,并且兩個(gè)彈簧的旋向相反。在本發(fā)明中,大彈簧231和小彈簧232同軸套設(shè)在導(dǎo)向桿2111上,其中大彈簧231的一端位于固定槽2112內(nèi),另一端與活塞214接觸;小彈簧232的一端位于臺(tái)階2113上,另一端與活塞214接觸。此外,大彈簧231和小彈簧232的自由高度大于下端蓋211與活塞214之間的最大距離,這樣使彈簧組件23在油動(dòng)機(jī)21內(nèi)始終處于壓縮狀態(tài),從而避免彈簧組件23處于自由狀態(tài)時(shí),固定位置發(fā)生偏移而造成兩個(gè)彈簧之間的相互干涉以及彈簧對(duì)缸筒213內(nèi)壁的磕碰破壞,達(dá)到提高油動(dòng)機(jī)21工作可靠性和使用壽命的目的。
結(jié)合圖2和圖3所示,控制組件22包括電磁換向閥221、卸荷閥222、蓄能器223以及第一單向閥2241和第二單向閥2242。其中,在本發(fā)明中,控制組件22采用集成塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且蓄能器223直接安裝在集成塊上,這樣不僅可以減小控制組件22的體積,而且可以縮短油液回流至蓄能器223的油路長(zhǎng)度,從而降低油液回流的管路損失,提高油液回流速度。此外,在集成塊上設(shè)有與其他裝置連接的四個(gè)固定油口分別為:與油動(dòng)機(jī)21中無(wú)桿腔連接的A口,與壓力油路31連接的P口,與回油路32連接的T口以及與保安油路33連接的X口。
電磁換向閥221的進(jìn)油口通過(guò)P口與壓力油路31連接;電磁換向閥221的出油口同時(shí)與卸荷閥222的控制油口,A口以及X口連接;電磁換向閥221的回油口同時(shí)與蓄能器223的油口以及T口連接。其中,在本發(fā)明中,電磁換向閥221采用的是兩位四通換向閥,且其中一個(gè)出油口始終處于關(guān)閉狀態(tài),同樣根據(jù)元件的選型要求和集成塊的設(shè)計(jì)要求,也可以選用兩位三通電磁換向閥。卸荷閥222的進(jìn)油口直接與A口連接,卸荷閥222的出油口同時(shí)與蓄能器223的油口以及T口連接。本發(fā)明中,蓄能器223采用皮囊式結(jié)構(gòu),并且在蓄能器223內(nèi)預(yù)先充入0.2MPa的惰性氣體,這樣在通過(guò)蓄能器223對(duì)油動(dòng)機(jī)21中的油液進(jìn)行快速回收時(shí),可以避免高流速、高壓力的油液對(duì)蓄能器223內(nèi)的皮囊造成沖擊破壞。第一單向閥2241位于電磁換向閥221的出油口與A口之間,使得油液可以由電磁換向閥221的出油口流向A口和卸荷閥222的進(jìn)油口,但不能由A口和卸荷閥222的進(jìn)油口流向電磁換向閥221處,從而避免從油動(dòng)機(jī)21中流出的高速高壓油液對(duì)電磁換向閥221造成沖擊破壞。第二單向閥2242位于電磁換向閥221的出油口與X口之間,這樣只有當(dāng)?shù)诙蜗蜷y2242的出油口油液壓力大于進(jìn)油口油液壓力時(shí),從電磁換向閥221的出油口流出的壓力油才能進(jìn)入油動(dòng)機(jī)21內(nèi),否則油液通過(guò)第二單向閥2242直接流入保安油路33內(nèi)。
此外,控制組件22還包括第三單向閥2243。第三單向閥2243位于T口處,用于防止控制組件22內(nèi)部出現(xiàn)低壓時(shí),回油路32中的油液倒吸入至控制組件22的內(nèi)部。另外,在電磁換向閥221的進(jìn)油口處設(shè)有阻尼225,對(duì)進(jìn)入電磁換向閥225的壓力油進(jìn)行穩(wěn)壓處理,從而避免在壓力油路31中的壓力油出現(xiàn)劇烈壓力變化時(shí),振蕩的壓力油對(duì)電磁換向閥221造成破壞,以及對(duì)油動(dòng)機(jī)221控制的穩(wěn)定性造成影響。
優(yōu)選的,在控制組件22中還設(shè)有兩個(gè)截止閥,以便于在對(duì)控制組件22進(jìn)行拆裝和維護(hù)時(shí),將進(jìn)出控制組件22的油液切斷。其中,第一截止閥2261位于控制組件22的P口處,用于控制壓力油路31與電磁換向閥221之間的油液通斷;第二截止閥2262位于控制組件22的A口處,用于控制控制組件22與油動(dòng)機(jī)21之間的油液通斷。
優(yōu)選的,結(jié)合圖2和圖3所示,在本發(fā)明中設(shè)有兩套控制組件22,并且兩套控制組件22通過(guò)采用集成塊的結(jié)構(gòu)形式,沿油動(dòng)機(jī)21軸線所在的平面對(duì)稱固定在油動(dòng)機(jī)22的左右兩側(cè)。這樣在不提高汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)2軸向尺寸的前提下,將通過(guò)控制組件22進(jìn)入和回收油動(dòng)機(jī)21內(nèi)油液的能力提高一倍,尤其是提高了汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)2對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行關(guān)閉操作時(shí)的響應(yīng)速度。
此外,在控制組件22上還設(shè)有兩個(gè)擴(kuò)展接頭,其中一個(gè)位于A口處,另一個(gè)位于第一單向閥2241和第二單向閥2242之間。在本發(fā)明中,這兩個(gè)擴(kuò)展接頭設(shè)置為快速測(cè)壓接頭,用于分別檢測(cè)進(jìn)入油動(dòng)機(jī)21中有桿腔的油液壓力和電磁換向閥221出油口的油液壓力。
結(jié)合圖2和圖4所示,本發(fā)明的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)2對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)閉操作的工作原理如下:
在采用本發(fā)明的汽輪機(jī)用速關(guān)閥油動(dòng)機(jī)2對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)閉操作時(shí),首先將與保壓油路33外接的危急遮斷器處于關(guān)閉狀態(tài),從而使第二單向閥2242處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣通過(guò)電磁換向閥221的出油口輸出的油液才能進(jìn)入油動(dòng)機(jī)21的有桿腔,對(duì)油動(dòng)機(jī)21的活塞桿215進(jìn)行伸縮控制。
對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)啟操作時(shí),將電磁換向閥221處于失電狀態(tài),使電磁換向閥221的進(jìn)油口與出油口連接,回油口關(guān)閉。此時(shí),壓力油路31內(nèi)的壓力油通過(guò)P口進(jìn)入控制組件22,經(jīng)過(guò)電磁換向閥221后,一部分壓力油直接進(jìn)入卸荷閥222的控制油口,另一部壓力油經(jīng)過(guò)第一單向閥2241后進(jìn)入卸荷閥222的進(jìn)油口和油動(dòng)機(jī)21的有桿腔。此時(shí),卸荷閥222中控制油口端的油液壓力等于進(jìn)油口端的油液壓力,但控制油口端的面積大于進(jìn)油口端的面積,因此控制油口端的作用力大于進(jìn)油口端的作用力,卸荷閥222處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣壓力油路31內(nèi)的壓力油通過(guò)電磁換向閥221后,全部進(jìn)入油動(dòng)機(jī)21的有桿腔,用于克服無(wú)桿腔中彈簧組件23的彈簧力,推動(dòng)活塞桿215向下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)速關(guān)閥進(jìn)行開(kāi)啟操作。
當(dāng)對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行快速關(guān)閉操作時(shí),即要求活塞桿215進(jìn)行快速伸出。將電磁換向閥221得電,使電磁換向閥221的進(jìn)油口關(guān)閉,出油口與回油口連接。此時(shí),位于卸荷閥222控制油口端的壓力油通過(guò)電磁換向閥221流入蓄能器223內(nèi),同時(shí)由于第一單向閥2241的存在,使油動(dòng)機(jī)21和卸荷閥222進(jìn)油口端的壓力油維持高壓狀態(tài)。這樣在卸荷閥222的控制油口端和進(jìn)油口端產(chǎn)生壓力差,將卸荷閥222打開(kāi),接通卸荷閥222的進(jìn)油口和出油口,使油動(dòng)機(jī)21有桿腔內(nèi)的壓力油通過(guò)卸荷閥222快速回流至蓄能器223內(nèi),完成對(duì)油動(dòng)機(jī)21內(nèi)油液的快速回收,使活塞桿215在彈簧組件23的作用力下,快速向上伸出,完成速關(guān)閥的關(guān)閉操作。