水轮机进水阀的操作系统

 进水阀的操作系统属于自动控制系统，由控制元件、放大元件、执行元件及连接管道等组成。当接受它的动作信号后，即按拟定的程序实现进水阀关闭或开启的自动操作。由于各水电站进水阀的结构、功用、操作机构、自动化元件和启闭各不相同，因此， 进水阀的操作系统也是多种多样的。这里只介绍典型的液压操作和电动操作系统。

（1）液压操作系统

①蝶阀的液压操作系统图24-35所示为水电站采用较多的蝶阀机械液压系统图（各元件位置相应于蝶阀全关状态）。

当发出开启蝶阀的信号后，蝶阀开启继电器使1DP14开启线圈带电，阀塞提起，YF13活塞顶部经1DP14排油，YF13幵启，使压力油进人HF 11中腔。压力油经1DP14，一路进入YP8顶部，将其活塞压下，使压力油经YP 8进人旁通阀活塞下腔，旁通阀活塞顶部经YP 8排油，旁通阀开启，蜗壳充水。另一路进入SD1活塞右腔，左腔经1DP14排油，SD1拔出，压力油来到2DP12。待蜗壳水压上升达YX 4 的整定值时，使DKF7开启线圈带电，阀塞提起，空气围带放气。当空气围带放气完毕，反映空气围带无压的YX5动作，使2DP12开启线圈带电，阀塞提起， 使压力油经2DP12进人HF 11右端，其活塞左移， 使HF11中腔的压力油经XL9进入接力器开启腔， 接力器关闭腔经HF11排油，蝶阀开启；待蝶阀开到全开位置时，反映其全开位置的行程开关1HX 3动作，使全开位置的红色信号灯亮，将蝶阀开启继电器释放，1DP 14关闭线圈带电，1DP14复归，则旁通阀关闭，SD1投入，YF13关闭，切断主油源。

当发出关闭蝶阀的信号后，蝶阀关闭继电器使1DP14开启线圈带电，阀塞提起，完成动作与开启过程相同。YF13开启，HF11中腔积聚压力油；旁通阀开启，SD1拔出。当完成上述动作后，蝶阀关闭继电器使2DP12关闭线圈带电，阀塞落下，使压力油2DP12进入HF11左端，其活塞右移，使HF11中腔压力油经XL9进入接力器关闭腔，接力器开启腔经HF 11排油，蝶阀关闭；待蝶阀关到全关位置时，反映全关位置的行程开关2HX 2动作，使全关位置的绿色信号灯亮，将蝶阀关闭继电器释放， 1DP14关闭线圈带电，1DP14复归，从而旁路阀关闭，SD1投入，YF13关闭，切断主油源，使DKF7关闭线圈带电，阀塞落下，空气围带充气，封住水 流。蝶阀的幵启和关闭时间，可以通过XL9进行调整。

②球阀的液压操作系统图24-36所示为一球阀机械液压系统图，它可以在球阀现场手动操作， 现场或机旁自动操作，以及在中腔室与机组联动操作。

当发出开启球阀信号后，球阀开启继电器使

1DP、2DP开启线圈带电，阀塞提起，压力油经 1DPAA到泄压阀左腔，其右腔经1DPQDi排油， 泄压阀开启，密封盖与活门间水压消失。总油阀活塞顶部经1DP QDi排油，油阀自动开启。压力油经2DPA2B2到旁通阀活塞下腔，其上腔经2DPC2D2排油，旁通阀开启，向蜗壳充水，待密封盖外压大于内压时，密封盖自动缩回，脱离阀体上的密封环。当球阀前后水压平衡时，压力信号器接通，使3DP开启线圈带电，阀塞提起，压力油经3DPA3B3到四通 滑阀右侧，其左侧经3DPC3Ds排油，四通滑阀左移，压力油经四通滑阀中腔和限流器进入接力器开启腔，其关闭腔则经限流器和四通滑阀排油，球阀幵启；待球阀全开时，反映全开位置的行程开关1QX 动作，使全开位置红色信号灯亮，将球阀开启继电器释放，1DP、2DP复归，泄压阀与旁通阀关闭，总油阀关闭，切断油源。

当发出关闭球阀信号后，球阀关闭继电器动作， 使1DP开启线圈带电，阀塞提起，泄压阀开启，密封盖缩回，总油阀开启，供给压力油源。使3DP关闭线圈带电，阀塞落下，四通滑阀右移，压力油经四通滑阀进入接力器关闭腔，球阀关闭。当球阀全关后，反映全关位置的行程开关2QX动作，.使全关位置绿色信号灯亮，将球阀关闭继电器释放，1DP复归，泄压阀关闭，密封盖自动紧压在阀体密封环上， 总油阀关闭。球阀的开启和关闭时间，可通过限流器进行调整。

（2）电动操作系统

电动操作装置分为Z型和Q型两种，Z型的输出轴能旋转多圈，适用于闸阀；Q型的输出轴只能旋转90°，故适用于蝶阀和球阀。

阀门电动操作装置主要组成如下。

阀门电动机——是为了适应阀门开启之初转矩zui大和关闭未了迅速停转的要求选用的，其特点是启动转矩大，转动惯量小，短时工作制。

减速器——用于电动操作装置中的结构类型很多，其中蜗轮传动结构简单，速比较大；转矩限制机构，是一种过载安全机构，用以保证电动操作装置输出转矩不超过预定值。蜗杆窜动式工作可靠，适用转矩范围大。

行程控制机构——是保证阀门启闭位置准确的机构。要求灵敏、、可靠和便于调整。其中计数器是精度高、调整方便。

手-电动切换机构——用于改变操作方式，分全自动、半自动和全人工三种。半自动结构简单，工作可靠。

开度指示器——用来显示阀门在启闭过程中的行程位置，有两种控制方式，一种是直接机械指示部分，供现场操作时观察用，另一种是机电信号转换方式，供远距离操作时使用。

控制箱——用以安装各种电气元件和控制线路。 可装在阀门现场，也可装在控制室内。

①闸阀的电动操作系统如图24-37所示为Z型电动操作装置传动原理。

开启阀门时，向开阀控制回路发出信号，接通电动机电源，电动机向开阀方向旋转，经带离合器齿轮 12、离合器9、花键轴18、蜗杆套2、蜗轮3、输出轴4带动阀杆转动，使阀门开启。当阀门达到全开位置时，行程控制器5中的微动开关动作，切断电动机 电源。若在开启过程中阀门卡住，或到达全开位置时，行程控制机构失灵不能切断电源，将会产生过载情况。此时，输出转矩超过转矩限制机构1由碟形弹簧20预先整定的限制转矩，则蜗轮3不能转动，而 使蜗杆套2所受向右方向的轴向力大于碟形弹簧的弹力，蜗杆套2在花键轴18上向右移动，经齿轮19使双向转矩开关（图中未示出）中的微动开关动作，切断电动机电源，保护操作装置不遭破坏。

关闭阀门时，动作过程与开启阀门相同，仅通过关阀控制回路发出信号、传动机构动作方向相反。

z型电动操作装置设有自动的手-电动切换机构。 当需手动操作时，转动手轮15，即自动切断电动机电源，继续转动手轮15，则偏心拨头16拨动活动支架10，使离合器9右移，压缩弹簧17而与带离合器齿轮8啮合，经花键轴18使阀门动作，进入手动状态。离合器9的位置靠卡钳11撑住活动支架10保持。当需恢复电动操作时，只要接通电动机电源，带离合器齿轮12转动，使其上面的圆销13在离心力作用下将卡钳11左端向外顶起，则右端收缩，离合器9在弹簧17作用下自动左移，重新与带离合器齿轮12啮合，进入电动状态。

②蝶阀、球阀的电动操作系统图24-38所示为Q型电动操作装置传动原理。其自动和手动操作过程与Z型电动操作装置基本相同，不予赘述。