水輪機進水閥的操作系統

 進水閥的操作系統屬于自動控制系統，由控制元件、放大元件、執行元件及連接管道等組成。當接受它的動作信號后，即按擬定的程序實現進水閥關閉或開啟的自動操作。由于各水電站進水閥的結構、功用、操作機構、自動化元件和啟閉各不相同，因此， 進水閥的操作系統也是多種多樣的。這里只介紹典型的液壓操作和電動操作系統。

（1）液壓操作系統

①蝶閥的液壓操作系統圖24-35所示為水電站采用較多的蝶閥機械液壓系統圖（各元件位置相應于蝶閥全關狀態）。

當發出開啟蝶閥的信號后，蝶閥開啟繼電器使1DP14開啟線圈帶電，閥塞提起，YF13活塞頂部經1DP14排油，YF13幵啟，使壓力油進人HF 11中腔。壓力油經1DP14，一路進入YP8頂部，將其活塞壓下，使壓力油經YP 8進人旁通閥活塞下腔，旁通閥活塞頂部經YP 8排油，旁通閥開啟，蝸殼充水。另一路進入SD1活塞右腔，左腔經1DP14排油，SD1拔出，壓力油來到2DP12。待蝸殼水壓上升達YX 4 的整定值時，使DKF7開啟線圈帶電，閥塞提起，空氣圍帶放氣。當空氣圍帶放氣完畢，反映空氣圍帶無壓的YX5動作，使2DP12開啟線圈帶電，閥塞提起， 使壓力油經2DP12進人HF 11右端，其活塞左移， 使HF11中腔的壓力油經XL9進入接力器開啟腔， 接力器關閉腔經HF11排油，蝶閥開啟；待蝶閥開到全開位置時，反映其全開位置的行程開關1HX 3動作，使全開位置的紅色信號燈亮，將蝶閥開啟繼電器釋放，1DP 14關閉線圈帶電，1DP14復歸，則旁通閥關閉，SD1投入，YF13關閉，切斷主油源。

當發出關閉蝶閥的信號后，蝶閥關閉繼電器使1DP14開啟線圈帶電，閥塞提起，完成動作與開啟過程相同。YF13開啟，HF11中腔積聚壓力油；旁通閥開啟，SD1拔出。當完成上述動作后，蝶閥關閉繼電器使2DP12關閉線圈帶電，閥塞落下，使壓力油2DP12進入HF11左端，其活塞右移，使HF11中腔壓力油經XL9進入接力器關閉腔，接力器開啟腔經HF 11排油，蝶閥關閉；待蝶閥關到全關位置時，反映全關位置的行程開關2HX 2動作，使全關位置的綠色信號燈亮，將蝶閥關閉繼電器釋放， 1DP14關閉線圈帶電，1DP14復歸，從而旁路閥關閉，SD1投入，YF13關閉，切斷主油源，使DKF7關閉線圈帶電，閥塞落下，空氣圍帶充氣，封住水 流。蝶閥的幵啟和關閉時間，可以通過XL9進行調整。

②球閥的液壓操作系統圖24-36所示為一球閥機械液壓系統圖，它可以在球閥現場手動操作， 現場或機旁自動操作，以及在中腔室與機組聯動操作。

當發出開啟球閥信號后，球閥開啟繼電器使

1DP、2DP開啟線圈帶電，閥塞提起，壓力油經 1DPAA到泄壓閥左腔，其右腔經1DPQDi排油， 泄壓閥開啟，密封蓋與活門間水壓消失。總油閥活塞頂部經1DP QDi排油，油閥自動開啟。壓力油經2DPA2B2到旁通閥活塞下腔，其上腔經2DPC2D2排油，旁通閥開啟，向蝸殼充水，待密封蓋外壓大于內壓時，密封蓋自動縮回，脫離閥體上的密封環。當球閥前后水壓平衡時，壓力信號器接通，使3DP開啟線圈帶電，閥塞提起，壓力油經3DPA3B3到四通 滑閥右側，其左側經3DPC3Ds排油，四通滑閥左移，壓力油經四通滑閥中腔和限流器進入接力器開啟腔，其關閉腔則經限流器和四通滑閥排油，球閥幵啟；待球閥全開時，反映全開位置的行程開關1QX 動作，使全開位置紅色信號燈亮，將球閥開啟繼電器釋放，1DP、2DP復歸，泄壓閥與旁通閥關閉，總油閥關閉，切斷油源。

當發出關閉球閥信號后，球閥關閉繼電器動作， 使1DP開啟線圈帶電，閥塞提起，泄壓閥開啟，密封蓋縮回，總油閥開啟，供給壓力油源。使3DP關閉線圈帶電，閥塞落下，四通滑閥右移，壓力油經四通滑閥進入接力器關閉腔，球閥關閉。當球閥全關后，反映全關位置的行程開關2QX動作，.使全關位置綠色信號燈亮，將球閥關閉繼電器釋放，1DP復歸，泄壓閥關閉，密封蓋自動緊壓在閥體密封環上， 總油閥關閉。球閥的開啟和關閉時間，可通過限流器進行調整。

（2）電動操作系統

電動操作裝置分為Z型和Q型兩種，Z型的輸出軸能旋轉多圈，適用于閘閥；Q型的輸出軸只能旋轉90°，故適用于蝶閥和球閥。

閥門電動操作裝置主要組成如下。

閥門電動機——是為了適應閥門開啟之初轉矩zui大和關閉未了迅速停轉的要求選用的，其特點是啟動轉矩大，轉動慣量小，短時工作制。

減速器——用于電動操作裝置中的結構類型很多，其中蝸輪傳動結構簡單，速比較大；轉矩限制機構，是一種過載安全機構，用以保證電動操作裝置輸出轉矩不超過預定值。蝸桿竄動式工作可靠，適用轉矩范圍大。

行程控制機構——是保證閥門啟閉位置準確的機構。要求靈敏、、可靠和便于調整。其中計數器是精度高、調整方便。

手-電動切換機構——用于改變操作方式，分全自動、半自動和全人工三種。半自動結構簡單，工作可靠。

開度指示器——用來顯示閥門在啟閉過程中的行程位置，有兩種控制方式，一種是直接機械指示部分，供現場操作時觀察用，另一種是機電信號轉換方式，供遠距離操作時使用。

控制箱——用以安裝各種電氣元件和控制線路。 可裝在閥門現場，也可裝在控制室內。

①閘閥的電動操作系統如圖24-37所示為Z型電動操作裝置傳動原理。

開啟閥門時，向開閥控制回路發出信號，接通電動機電源，電動機向開閥方向旋轉，經帶離合器齒輪 12、離合器9、花鍵軸18、蝸桿套2、蝸輪3、輸出軸4帶動閥桿轉動，使閥門開啟。當閥門達到全開位置時，行程控制器5中的微動開關動作，切斷電動機 電源。若在開啟過程中閥門卡住，或到達全開位置時，行程控制機構失靈不能切斷電源，將會產生過載情況。此時，輸出轉矩超過轉矩限制機構1由碟形彈簧20預先整定的限制轉矩，則蝸輪3不能轉動，而 使蝸桿套2所受向右方向的軸向力大于碟形彈簧的彈力，蝸桿套2在花鍵軸18上向右移動，經齒輪19使雙向轉矩開關（圖中未示出）中的微動開關動作，切斷電動機電源，保護操作裝置不遭破壞。

關閉閥門時，動作過程與開啟閥門相同，僅通過關閥控制回路發出信號、傳動機構動作方向相反。

z型電動操作裝置設有自動的手-電動切換機構。 當需手動操作時，轉動手輪15，即自動切斷電動機電源，繼續轉動手輪15，則偏心撥頭16撥動活動支架10，使離合器9右移，壓縮彈簧17而與帶離合器齒輪8嚙合，經花鍵軸18使閥門動作，進入手動狀態。離合器9的位置靠卡鉗11撐住活動支架10保持。當需恢復電動操作時，只要接通電動機電源，帶離合器齒輪12轉動，使其上面的圓銷13在離心力作用下將卡鉗11左端向外頂起，則右端收縮，離合器9在彈簧17作用下自動左移，重新與帶離合器齒輪12嚙合，進入電動狀態。

②蝶閥、球閥的電動操作系統圖24-38所示為Q型電動操作裝置傳動原理。其自動和手動操作過程與Z型電動操作裝置基本相同，不予贅述。