[发明专利]一种内置传感器式液压缸装置

说明书

本发明提出了一种内置传感器式液压缸装置，属于液压元件的设计与开发领域，特别是涉及一种内置传感器式液压缸装置。解决了现有冲击式水轮机喷针位置的控制大多采用手动旋转机械的方式精度差的问题。它包括负载、壳体、中间缸体、大螺纹端盖、活塞杆、小螺纹端盖和礠致伸缩位移传感器。它主要用于冲击式水轮机负载喷针位置的控制。

技术领域

本发明属于液压元件的设计与开发领域，特别是涉及一种内置传感器式液压缸装置。

背景技术

冲击式水轮机依靠由喷嘴喷射出的高速水流冲击水斗产生力矩来带动转轮做功，在我国的一些山区或水源充足、地势落差较大的地区得到广泛的应用。随着水电在能源领域的占比不断提高，提高冲击式水轮机装机量对于缓解区域资源紧张，发挥地域优势有着重大意义。目前国内对冲击式水轮机模型试验装置的研究工作也主要集中在水轮机调速器和喷针的安装工艺及喷针的位置控制方面，自动化程度较高的喷针位置控制系统的研究还是空白，研究精度较高的喷针控制系统具有十分重要的进步意义。

目前对冲击式水轮机模型喷针位置的控制大多采用手机械式的手动调节方法，将喷针固定在螺纹机构中，通过螺程的改变来控制喷针的行程。这种调节方法喷针的位置精度难以保证，同步问题更无从谈起。喷针在行进过程中的不同步会产生附加径向力，严重的影响机组的稳定性及调节效率，这种问题在大型机组中会变得尤为突出，存在安全隐患。考虑到液压系统精度高、可靠性强等优点，可利用液压系统来控制冲击式水轮机喷针的位移，同时，喷针位置控制系统的安装会受到空间的限制，因此，研究性能优良的内置传感器式液压缸装置以用于喷针位移控制系统具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种内置传感器式液压缸装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种内置传感器式液压缸装置，它包括负载、壳体、中间缸体、大螺纹端盖、活塞杆、小螺纹端盖和礠致伸缩位移传感器，所述壳体为空腔结构，所述壳体上设有贯穿至内部且上下对称的第一液压油口和第二液压油口，所述壳体空腔内设有中间缸体，所述第一液压油口贯穿中间缸体，所述第二液压油口贯穿至中间缸体与中间缸体内部油路相连，所述大螺纹端盖位于壳体内部，其一端插入中间缸体腔内，所述大螺纹端盖通过螺纹与壳体固定连接，所述活塞杆位于中间缸体腔内，所述活塞杆中间位置设有凸台，所述活塞杆的一端设有开孔，另一端连接小螺纹端盖和负载，所述礠致伸缩位移传感器贯穿大螺纹端盖后插入活塞杆开孔内。

更进一步的，所述液压缸壳体上设有贯穿至内部且上下对称的排气口。

更进一步的，所述活塞杆与礠致伸缩位移传感器之间有一定的间隙。

本发明所述一种内置传感器式液压缸装置，当负载在外部控制系统的控制下位于最左端时，其相对于壳体不产生位移。当需要负载向右运动时，在外部控制系统的控制下，高压油路连接第一液压油口，低压油路连接第二液压油口，此时高压油液通入活塞杆和大螺纹端盖间形成的腔室，对腔室的壁面产生推力，但由于腔室左侧大螺纹端盖和壳体通过螺纹固定了相对位置，使作用在左侧壁面的推力产生不了位移，而右侧推力作用在活塞杆左侧凸台壁面上，因活塞杆和礠致伸缩位移传感器之间的间隙配合，使活塞杆产生一向右的位移量，进而推动与活塞杆连接的负载向右移动。

对于冲击式水轮机而言，负载即为所要控制的喷针。对冲击式水轮机射流量大小的控制可转变为对活塞杆相对位移的大小的控制，因为冲击式水轮机喷嘴的有效出流截面积等于冲击式水轮机原喷嘴出流截面直径和负载(喷针)在此截面上的圆面直径构成的环形面积，而负载(喷针)在冲击式水轮机喷嘴出流截面上的圆面直径和活塞杆的相对位移大小直接相关决定，所以相对位移大小则可由套入活塞杆的礠致伸缩位移传感器测定。