[发明专利]一种闸门液压双冗余控制装置及方法

说明书

本发明公开一种闸门液压双冗余控制装置及方法，该装置用于实现该方法，本装置的压力管路分别将压力油罐与两电磁阀的P口、冗余阀座的P口、冗余阀座的X腔相连通，及电磁阀EM‑1的A1与电磁阀EM‑2的P2相连通，及电磁阀EM‑2的A2与冗余阀座的Y腔相连通及冗余阀座的A3与闸门执行机构的施压口连通，无压管路分别将油箱与两电磁阀的T口、冗余阀座的T口相连通，及冗余阀座的L3、闸门执行机构的释压口均与油箱相连通。本发明按逻辑“或”与“或非”关系将两个二位三通的电磁阀连接于冗余阀座，通过两个电磁阀励磁或失磁状态来控制闸门的提升或下落。

技术领域

本发明涉及液压控制领域，特别涉及一种闸门液压双冗余控制装置及方法。

背景技术

电磁阀的性能及可靠性在液压控制系统起至关重要的作用，常用的直动式电磁阀在发电行业应用十分普遍。在水利发电行业，调速器、水轮机、球阀、尾闸等系统运行都频繁使用液压控制,随着我国电网的迅猛发展,对机组的自动化、可靠性提出了更高的要求。目前国内外很多抽水蓄能机组液压回路均采用单电磁阀控制，在使用过程中关键电磁阀的故障率及其寿命都直接影响着机组的运行，严重的会导致开停机失败、跳机，比如球阀开启电磁阀、紧急停机电磁阀、闸门开启电磁阀。为了避免单一电磁阀故障导致机组不可用的风险，现设计一种双电磁阀冗余控制的液压系统，能有效避免单个电磁阀故障引起的开停机失败、跳机。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种闸门液压双冗余控制装置，旨在克服以上问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种闸门液压双冗余控制装置，其特征在于，包括压力油罐及连接压力油罐的压力管路、无压油箱及连接无压油箱的无压管路、闸门执行机构、电磁阀EM-1、电磁阀EM-2和两端分别设有大截面Y腔和小截面X腔的冗余阀座，其中电磁阀EM-1、电磁阀EM-2至少具有二位三通结构，冗余阀座至少具有二位三通结构，压力管路包括相并联的第一压力支管、第二压力支管，及第三压力支管和连接冗余阀座A3和闸门执行机构施压口的第四压力支管，第一压力支管输出端连接电磁阀EM-1的P1，通过电磁阀EM-1的A1与电磁阀EM-2的P2连接，通过电磁阀EM-2的A2连接冗余阀座的Y腔；第二压力支管输出端连接冗余阀座的P3；第三压力支管输出端连接冗余阀座的X腔；无压管路包括相并联的第一无压支路、第二无压支路、第三无压支路和第四无压支路，第一无压支路输出端连接电磁阀EM-1的 T1；第二无压支路输出端连接电磁阀EM-2的T2；第三无压支路输出端连接冗余阀座的T3；第四无压支路的输出端连接闸门执行机构释压口。

本发明还公开了一种闸门液压双冗余控制方法，采用如上所述的闸门液压双冗余控制装置实现的方法，具体包括：

(1)压力油罐压力正常，电磁阀EM-1、电磁阀EM-2均处于失磁状态，即电磁阀EM-1的A1与P1导通，电磁阀EM-2的A2与P2导通，压力油在第一压力支管通过电磁阀EM-1的P1引入至电磁阀EM-1的A1，再通过电磁阀 EM-1的A1引入至电磁阀EM-2的P2，然后通过电磁阀EM-2的A2引入至冗余阀座的Y腔；压力油在第二压力支管引入冗余阀座的P3；压力油在第三压力支管引入冗余阀座的X腔，此时冗余阀座的X腔、Y腔均充满压力油，由于Y 腔的截面积大于X腔的截面积，冗余阀座A3与T3导通，此时闸门执行机构的闸门处于下落关闭状态；

(2)当电磁阀EM-1、电磁阀EM-2均正常时，闸门提升控制过程：电磁阀EM-1、EM-2同时励磁，均工作在励磁侧，即电磁阀EM-1的A1和T1导通，电磁阀EM-2的A2与T2导通，由于第一无压支路与电磁阀EM-1的T1连接，第二无压支路与电磁阀EM-2的T2连接，冗余阀座的Y腔通过电磁阀EM-2的 A2与无压油箱接通，Y腔无压，而冗余阀座的X腔与第三压力支管连接充满压力油，X腔压力大于Y腔压力，冗余阀座的A3与P3导通，压力油从A3引入闸门执行机构施压口，闸门执行机构由于压力油在施压口的引入往上拉升闸门；