專利名稱：一種單活塞三腔氣動復位式制動器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制動器，具體地說，是涉及一種用于水力發(fā)電機組中的單活 塞三腔氣動復位式制動器。
背景技術：
制動器(俗稱風閘)是水力發(fā)電機組制動系統(tǒng)的核心組件，其結構主要包括帶活塞 的活塞缸，以及活塞缸上方的制動板，在活塞頂起制動板與復位狀態(tài)下，活塞底部將與活塞 缸之間形成一個空腔，以下簡稱下腔，而活塞頂部與制動板之間也將形成一個空腔，以下簡 稱上腔。制動器在水力發(fā)電機組工作過程中主要有制動和頂起兩個功能①在機組停機過 程中，當轉速下降到較低轉速時，制動器中的活塞迅速頂起，制動加閘，避免機組長時間在 低轉速下運行致使推力瓦與導軸瓦因干摩擦而損壞，此后在機組停機備用狀態(tài)下，制動器 保持制動加間狀態(tài)，避免因導葉漏水而導致機組蠕動；②在機組開機過程中，制動器復位松 閘為機組開機流程的一個重要判斷依據，此后在機組并網發(fā)電狀態(tài)下，制動器保持復位松 閘狀態(tài)，機組在水力作用下得以自由轉動。此外，在機組安裝或檢修期間，用高壓油泵向制 動器的下腔泵入液壓油，可用作千斤頂頂起轉子。目前，國內外大型水力發(fā)電機組普遍采用的制動器為單活塞雙腔氣動復位式制動 器。現有的這種單活塞雙腔氣動復位式制動器主要存在以下問題或缺陷單活塞雙腔氣動 復位式制動器普遍采用圓形密封圈，而圓形密封圈因長時間受擠壓、磨損很容易使其密封 性能降低，進而導致制動器的上腔與下腔串氣。在機組開機過程中，當制動器的上腔接通壓 縮空氣、下腔接通大氣時，部分密封性能欠佳的制動器上腔壓縮空氣將串入下腔，受長管路 系統(tǒng)排氣能力尤其是自動控制電磁閥通徑的制約，下腔將不可避免地存在一定的殘壓，而 且由于下腔的圓形面積遠大于上腔的環(huán)形面積(一般為2 3倍)，因此作用于活塞下端的 壓力將與作用于上端的壓力相當甚至會略大于作用于上端的壓力，此外，由于受到摩擦阻 力的影響，將會導致部分甚至全部制動器無法復位。此問題將直接影響機組開機速度和自 動開機成功率，致使停機備用的機組無法按系統(tǒng)需要及時并網發(fā)電。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種單活塞三腔氣動復位式制動器，解決現有技術中 存在的問題，避免制動器上腔的空氣直接串入下腔，確保下腔氣壓為零，保證制動器順利復 位。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下一種單活塞三腔氣動復位式制動器，包括內置有活塞的活塞缸，該活塞缸上端設 置有與活塞連接的制動裝置，在活塞與活塞缸之間設置有襯套，該襯套上端通過襯套固定 板與活塞缸連接，在襯套、活塞、活塞缸兩兩之間分別設置有密封圈，在活塞缸上還設置有 鎖定裝置，其特征在于，所述活塞與活塞缸之間還設置有與外界大氣連通的隔離腔。進一步地，所述隔離腔由活塞缸內壁與設置于活塞側壁上的環(huán)狀凹槽構成，該活塞缸側壁上則設置有連通該隔離腔與外界大氣的通孔。更進一步地，所述通孔正對于凹槽，其走向與活塞缸底面平行。為了提高密封性能，在本實用新型中，密封圈的設置方式包括以下兩種一.所述 密封圈為圓形密封圈或分叉式密封圈，且分叉式密封圈的數量至少為一個。所述分叉式密 封圈為“Y”型密封圈、“U”型密封圈、“V”型密封圈、“X”型密封圈或“Yx”型密封圈。二.所 述密封圈為分叉式密封圈。所述分叉式密封圈為“Y”型密封圈、“U”型密封圈、“V”型密封 圈、“X”型密封圈或“Yx”型密封圈。再進一步地，所述制動裝置包括制動板座，以及位于制動板座上端并與之嵌合的 制動板。所述活塞上端通過螺栓與制動板座固定連接。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果1.本實用新型設計巧妙，結構簡單，操作方便。2.本實用新型通過在活塞側壁上增設凹槽，并與活塞缸內側壁共同形成空腔，然 后通過設置于活塞缸側壁上的通孔與外界空氣連通，在這種設置下，即便密封失效，也能避 免制動器的上下腔之間出現串氣。3.本實用新型在現有的圓形密封圈的基礎上，再增設了分叉式密封圈作為備用， 不僅保證了改進后的密封效果不低于改進前，還進一步提高了密封效果當密封圈受壓時， 分叉式密封圈的分支將緊貼活塞缸與活塞的側壁上，從而有效地防止上、下腔氣體泄漏，避 免下腔內殘留氣體對活塞產生壓力，阻礙制動器復位。4.本實用新型優(yōu)選的“Y”型密封圈能夠在制動器復位時有效地保證其分支緊密 貼合于活塞缸、活塞側壁上，而在制動器制動剎車時，又縮回密封溝槽內，避免受到擠壓、磨 損，從而既保證了密封效果，又延長了密封圈的使用壽命，使制動器的實用價值大大提高。5.通過對制動器各個腔體排氣狀況的監(jiān)測，能及時掌握各個腔體之間的串氣狀 況，而通過選擇性的開關制動器各個腔體接口處的閥門，能夠實現對故障點的快速定位，從 而達到提高檢修、維護效率的目的。
圖1為現有技術中制動器復位狀態(tài)的結構示意圖。圖2為現有技術中制動器頂起狀態(tài)的結構示意圖。圖3為現有技術中密封圈的結構示意圖。圖4為本實用新型中制動器復位狀態(tài)的結構示意圖。圖5為本實用新型中制動器頂起狀態(tài)的結構示意圖。圖6為本實用新型中“Y”型密封圈的結構示意圖。上述附圖中，附圖標記對應的名稱為1-制動板，2-制動板座，3-襯套固定板， 4-鎖定裝置，5-襯套，6-活塞缸，7-活塞，8-圓形密封圈，9- “Y”型密封圈，10-隔離腔， 11-通孔。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的保護范圍包括 但不限于下述實施例。[0025]現有制動器的工作狀態(tài)如圖1 圖3所示，在圖1和圖2中可以看出，不僅制動器 的上腔與下腔之間沒有其他可以連通外部大氣的結構，而且密封圈也完全是圓形密封圈， 因此，在密封圈受到損壞致使密封性能降低時，上腔的氣體將可能直接串入下腔，導致下腔 殘留氣體對活塞形成壓力，阻礙制動器復位。而在水力發(fā)電機組制動系統(tǒng)的工作過程中，制 動器一旦無法順利復位，將會產生十分嚴重的后果。
實施例如圖4 圖6所示，一種單活塞三腔氣動復位式制動器，包括內置有活塞7的活塞 缸6，該活塞缸6上端設置有與活塞7固定連接的制動裝置，在活塞7與活塞缸6之間設置 有襯套5，該襯套5上端通過襯套固定板3與活塞缸6連接，在活塞7與活塞缸6、活塞7與 襯套5、襯套5與活塞缸6之間還分別設置有圓形密封圈和“Y”型密封圈，在活塞缸6外壁 上還設置有鎖定裝置4，所述活塞7與活塞缸6之間還設置有與活塞缸6外界大氣連通的隔 離腔10，隔離腔10正對的活塞缸6側壁上設置有通孔11，利用該通孔11，便實現了隔離腔 10與外界大氣的連通。在制動器復位過程中，制動器的上腔通入壓縮空氣，而下腔則與外界大氣連通，通 過上腔中壓縮空氣對活塞7產生向下的推力，使活塞7向下運動，直至制動器復位完成，下 腔內的空氣完全排除至活塞缸外部的大氣中，制動器復位松間完成。在這一過程中，密封圈 的密封性能保證了上腔具有良好的氣密性，進而保證了上腔壓縮空氣有效地對活塞7形成 向下的推力，同時，隔離腔10的存在，更進一步地保證了上腔中的壓縮空氣無法直接串入 下腔，導致下腔內產生向上的作用力，阻礙活塞7向下運動，其原理在于如果上腔下部存 在密封圈密封性能不良的情況，由此泄漏的壓縮空氣將通過隔離腔10直接排入大氣。在制動器制動加間的活塞7頂起過程中，制動器的上腔連通外界大氣，而下腔連 通壓縮空氣，壓縮空氣進入下腔之后，對活塞7產生向上的作用力，使活塞7迅速向上運動， 并利用活塞7與制動板座2的連接關系，頂起制動板1，完成制動加閘工作。在這一過程中， 密封圈的密封性能直接影響到活塞受到的作用力大小，如果密封性能太差，無法保證制動 板對其上方的轉子抗磨板之間形成足夠的接觸壓力，甚至無法頂起制動板。本實用新型在 采用現有技術的圓形密封圈8的同時，還增設了 “Y”型密封圈9，由于“Y”型密封圈9的分 支能夠完全緊貼于活塞缸6、活塞7的側壁上，因此，密封圈的密封性能保證了下腔具有良 好的氣密性，進而保證了下腔內的壓縮空氣對活塞的作用力。在本實用新型中，“Y”型密封圈9可以用其他帶分支的密封圈替換，如“U”型密封 圈、“V”型密封圈、“X”型密封圈或“Yx”型密封圈，而密封圈的數量也可以根據實際需要確定。按照上述實施例，便可很好地實現本實用新型。
權利要求1.一種單活塞三腔氣動復位式制動器，包括內置有活塞(7)的活塞缸(6)，該活塞缸(6)上端設置有與活塞(7)連接的制動裝置，在活塞(7)與活塞缸(6)之間設置有襯套(5)， 該襯套(5)上端通過襯套固定板(3)與活塞缸(6)連接，在襯套(5)、活塞缸(6)、活塞(7)兩 兩之間分別設置有密封圈，在活塞缸(6)上還設置有鎖定裝置(4)，其特征在于，所述活塞(7)與活塞缸(6)之間還設置有與外界大氣連通的隔離腔(10)。
2.根據權利要求1所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述隔離 腔(10)由活塞缸(6)內壁與設置于活塞(7)側壁上的環(huán)狀凹槽構成，該活塞缸(6)側壁上 還設置有連通該隔離腔與外界大氣的通孔(11)。
3.根據權利要求2所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述通孔 (11)正對于凹槽，其走向與活塞缸(6)底面平行。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所 述密封圈為圓形密封圈(8)或分叉式密封圈，且分叉式密封圈的數量至少為一個。
5.根據權利要求4所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述分叉 式密封圈為“Y”型密封圈(9)、“U”型密封圈、“V”型密封圈、“X”型密封圈或“Yx”型密封 圈。
6.根據權利要求1或2或3所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所 述密封圈為分叉式密封圈。
7.根據權利要求6所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述分叉 式密封圈為“Y”型密封圈(9)、“U”型密封圈、“V”型密封圈、“X”型密封圈或“Yx”型密封 圈。
8.根據權利要求5或7所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述制 動裝置包括制動板座(2)，以及位于制動板座(2)上端并與之嵌合的制動板(1)。
9.根據權利要求8所述的一種單活塞三腔氣動復位式制動器，其特征在于，所述活塞 (7)上端通過螺栓與制動板座(2)固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種單活塞三腔氣動復位式制動器，屬于水力發(fā)電機組的制動技術領域，主要解決了現有技術中制動器密封圈性能不穩(wěn)定、上下腔容易串氣的問題。該制動器包括內置有活塞的活塞缸，活塞缸上端設置有與活塞連接的制動裝置，在活塞與活塞缸之間設置有襯套，該襯套上端通過襯套固定板與活塞缸連接，在襯套、活塞、活塞缸兩兩之間分別設置有密封圈，在活塞缸上還設置有鎖定裝置，所述活塞與活塞缸之間還設置有與外界大氣連通的隔離腔。本實用新型中還增設了分叉式密封圈，如“Y”型密封圈。本實用新型通過對制動器結構的巧妙設計，不僅大大提高了密封性能，還有效地避免了制動器上腔與下腔的串氣，保證制動器具有良好的工作性能。
文檔編號F16D65/02GK201908980SQ201120050928
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者任開福, 任澤民, 張海濱, 李攀光, 栗建峰, 鄧林森, 陳玉林 申請人:國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司龔嘴水力發(fā)電總廠