[實用新型]水輪機導水機構整體擺動式接力器

有效

• 申請號: 201420536923.4
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN204099107U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 楊建東;郭文成;王學武;王炳豹;曾威;劉兵
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F03B3/18
• 分類號: F03B3/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡艷

技術領域

本實用新型屬于水輪機技術領域，具體涉及一種水輪機導水機構整體擺動式接力器。

背景技術

接力器作為水輪機導水機構傳動系統中的動力部件，是調速器的執行機構，其工作性能的優劣關系到水電站機組的安全穩定可靠運行。傳統接力器是一種由單個直缸和活塞構成，簡稱直缸接力器。當水輪機負荷發生變化時，由調速器主配壓閥控制的壓力油進入接力器的油缸推動接力器活塞；當活塞移動時，通過推拉桿轉動控制環；控制環再通過連桿、轉臂達到控制導葉（或噴針、槳葉、折向器）的目的。

傳統直缸接力器存在如下缺陷與不足：（1）活塞在缸體內作直線運動，推拉桿繞活塞相對轉動而實現活塞的直線運動與控制環的圓弧運動的銜接。由于推拉桿在缸體內的擺動，使得活塞作用在推拉桿上的推/拉力與推拉桿直線運動不在同一方向上，即活塞的輸出功率只有一部分施加在了導葉上，另有一部分功率被自身消耗掉。這一方面會降低接力器的效率，增加能耗；另一方面使活塞受力不合理，容易致其產生變形、卡塞、漏油等問題；（2）采用液壓伺服系統，此系統難于實現對推力、速度和位置的精密控制，同時也不便于同現代運動控制技術、數控技術及總線（網絡）技術集成聯合，實現接力器的程序化、總線（網絡）化控制；（3）由于（1）、（2）兩點缺陷與不足，致使接力器行程的測量較為困難，所以傳統接力器上一般不安放行程測量與反饋裝置，不便于調速器對于機組運行的調節。

傳統接力器的以上缺陷與不足，制約了調速器功能的發揮。因此，為實現水輪機導水機構安全、可靠、快速、靈敏的控制，有必要克服以上缺陷與不足，設計更先進、更實用和更高效的接力器。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型提供了一種水輪機導水機構整體擺動式接力器，該接力器在保證控制環的圓弧運動與推拉桿的直線運動合理銜接的前提下，還可以明顯提高接力器效率，改善推拉桿受力條件，提高接力器的控制精密度。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案：

水輪機導水機構整體擺動式接力器，包括伺服電機、伺服電動缸、推拉桿和底座，伺服電機驅動伺服電動缸；推拉桿一端設于伺服電動缸的內設活塞上，其另一端穿出伺服電動缸外，推拉桿位于伺服電動缸外的一端連接拐臂，拐臂另一端連接控制環；伺服電動缸底部設有豎向軸，伺服電動缸通過徑向止推軸承置于底座上，底座上與豎向軸對應位置開有與豎向軸尺寸匹配的弧形槽，豎向軸穿過弧形槽。

上述推拉桿位于伺服電動缸外的一端通過叉頭及匹配的叉頭銷與拐臂相連。

上述拐臂或控制環上設有限位銷和限位傳感器。

為實現接力器行程的精密測量與反饋，本實用新型的優選方案中還包括行程傳感器，所述的行程傳感器包括行程傳感器缸體和設于行程傳感器缸體端頭的行程桿，行程傳感器缸體設于伺服電動缸上，行程桿與推拉桿同步運動。

上述行程桿與推拉桿平行，且行程桿未與行程傳感器缸體連接的端頭與推拉桿固定連接。

和傳統直缸接力器相比，本實用新型具有如下特點和有益效果：

1、本實用新型接力器中推拉桿受到的推力和拉力始終與推拉桿直線運動方向一致，一方面可降低能耗，提高接力器效率；另一方面，使得推拉桿具有良好的受力條件，避免了由于受理不合理導致的活塞變形、卡塞、漏油等現象。

2、采用電動伺服系統，可實現對推拉桿的推拉力、速度和位置的精密控制。

3、采用行程傳感器實現接力器行程的實時測量，便于根據實際情況調節調速器。

4、結構簡單，集成度高，工作效率高，控制精密，便于整合現代運動控制技術、數控技術及總線（網絡）技術，實現程序化、總線（網絡）化控制，可有效地完成水輪機導水機構的啟閉控制工作，適用于大中小型常規水電站機組和抽水蓄能電站機組。

附圖說明

圖1為本實用新型接力器的具體結構示意圖；

圖2為圖1中接力器的俯視圖；

圖3為圖1中接力器的側視圖；

圖4為圖1中接力器的底視圖。

圖中，1-伺服電機，2-伺服電動缸，3-推拉桿，4-行程傳感器缸體，5-行程桿，6-叉頭，7-叉頭銷，8-拐臂，9-限位銷，10-控制環，11-底座，12-豎向軸，13-弧形槽，14-徑向止推軸承，15-信號線，16-限位傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本實用新型技術方案。