CN114658786A - 核电站用大型液压阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核电站用大型液压阻尼器，包括拉环、含有两个油腔的活塞缸、两个阻尼阀和连通两个阻尼阀的油管，活塞缸的缸体一端端部向外延伸出的环扣，缸体的另一端通过油缸缸盖密封；活塞缸的活塞杆一端伸出油缸缸盖并与拉环连接，拉环外部接负载，两个阻尼阀定义为第一阻尼阀和第二阻尼阀，分别设置在油缸缸盖和缸体上，第一阻尼阀通过油缸缸盖上开设的缸盖油路连通第一油腔，第二阻尼阀通过缸体上开设的缸体油路连通第二油腔。优点：本核电站用大型液压阻尼器，通过调整阻尼阀弹簧的压缩量来调整阻尼器的闭锁速度。

Description

核电站用大型液压阻尼器

技术领域

本发明涉及一种核电站用大型液压阻尼器。

背景技术

压水堆核电厂的主要设备包括压力容器、反应堆冷却剂泵、主管道、蒸汽发生器、稳压器以及其他专设安全设施设备等。

正常运行时，核电厂有冷态、热态、满功率和非满功率等运行状态，设备与设备连接的管道温度随电厂工况而变化，这将引起管道的热胀冷缩。在发生地震时，地震产生的冲击使支承上的设备产生0.5g-15g的加速度。

如果设备与设备之间采用刚性连接则不能适用因热胀冷缩产生的变形；如果采用柔性连接则不能在受到突加载荷（如地震及交变载荷或持续载荷）时限制设备的移动，进而避免连接设备的管道破损或断裂，发生核泄漏。

阻尼器是核电厂中机械设备重要的安全保护装置之一。在正常运行时，阻尼器的阻尼阀处于打开状态，对正常热膨胀引起的缓慢运动具有自适用性。而当承受突加载荷时，阻尼器便会自锁，此时阻尼器近似为刚性，能够限制设备和管道的移动，进而起到保护作用。目前液压阻尼器在核电厂已经得到广泛应用。

常见的核电用液压阻尼器都是采用单活塞杆液压缸的结构形式，这种液压缸只在活塞的一侧有活塞杆，活塞两侧的有效作用面积不相等。活塞杆直径越大，活塞两侧的有效作用面积相差越大；在大小相等的载荷作用下，活塞两侧液压油的承受的压力相差较大，轴向变形量相差也大，进而导致阻尼器轴向的刚度相差较大。另外，常规的核电阻尼器在制造好之后，其闭锁速度（触发闭锁时活塞的运动速度）也就固定了，没办法进行调整，这将没办法满足用户的个性化需求。

发明内容

本发明提出一种核电站用大型液压阻尼器，采用了等直径双活塞杆液压缸的形式使得活塞两侧液压油横截面相同，保证了轴向刚度一致性；采用可调阻尼阀，实现了阻尼器闭锁速度可调，满足了用户的不同需求。具体技术方案如下：

一种核电站用大型液压阻尼器，包括拉环、含有两个油腔的活塞缸、两个阻尼阀和连通两个阻尼阀的油管，活塞缸的缸体一端端部向外延伸出固定地面基础的环扣，缸体的另一端通过油缸缸盖密封；活塞缸的活塞杆一端伸出油缸缸盖并与拉环连接，拉环 外部接负载，活塞缸的活塞设置在活塞杆上，活塞将活塞缸的内腔分隔为两个油腔，定义为第一油腔和第二油腔；两个阻尼阀定义为第一阻尼阀和第二阻尼阀，第一阻尼阀和第二阻尼阀分别设置在油缸缸盖和缸体上，第一阻尼阀通过油缸缸盖上开设的缸盖油路连通第一油腔，第二阻尼阀通过缸体上开设的缸体油路连通第二油腔。

对本发明技术方案的优选，第一阻尼阀和第二阻尼阀均包括调节杆、阀盖、阀体、套筒、阀座、弹簧和阀芯，第一阻尼阀的阀座固定在油缸缸盖上，阀体装在阀座内且阀体一端***油缸缸盖上开设第一插孔内，第一插孔与油缸缸盖上的缸盖油路相通；第二阻尼阀的阀座固定在缸体上，阀体装在阀座内且阀体一端***缸体上开设第二插孔内，第二插孔与缸体上的缸体油路相通；阀体的另一端由阀盖固定在阀座内，套筒设置在阀体的腔室里，调节杆贯穿阀盖并连接套筒的一端，套筒的下端顶住设置在阀体腔室里的弹簧的一端，弹簧的另一端顶住设置在阀体腔室里的阀芯的一端，并且阀芯的一端通过安装阀芯的阀体腔室的内壁面限位；阀芯的另一端顶住垫片并通过孔用挡圈限位；阀芯本体的另一端端面内凹形成阀芯油腔，且阀芯本体的一端面沿轴向外凸设置凸柱，凸柱沿轴线方向开设阻尼通道，阻尼通道与阀芯油腔相通；第一阻尼阀的阀芯油腔与油缸缸盖上的缸盖油路相通，第二阻尼阀的阀芯油腔与缸体上的缸体油路相通；阀芯本体上与弹簧相接触的端面的边缘设置一圈斜面，在此斜面上间隔设置多个回油孔，回油孔连通阀芯油腔；套筒的侧壁上开设至少一对相通的走油孔，阀体上开设有与油管相通的油道，走油孔与油道连通。

对本发明技术方案的优选，油管的两端分别伸入第一阻尼阀和第二阻尼阀内阀座上开设的安装孔内，油管的两端均与第一阻尼阀和第二阻尼阀内阀体上的油道连通。

对本发明技术方案的优选，套筒的侧壁上均布开设四个走油孔，且四个走油孔两两相对设置，且相对设置的两个走油孔构成一对；阀体上油道设置四个，且与四个走油孔一一对应设置，且四个油道与四个走油孔一一对应且相通。

对本发明技术方案的优选，套筒的外壁上沿轴向开设一个第一导向键槽，在阀体的内腔壁上设置一个第二导向键槽，第一导向键槽和第二导向键槽之间设置导向键；导向键的设置是防止阻尼阀在调整弹簧的压缩量时，套筒上下运动中出现旋转的情况。

对本发明技术方案的优选，套筒上的所有走油孔均位于套筒的上部，套筒外壁上的第一导向键槽位于套筒的下部，且第一导向键槽位于任意一个走油孔的正下方，第二导向键槽的一端延伸至阀体上的油道，且第二导向键槽的一端与油道贯穿，此种结构设计目的是，考虑到导向键的安装。

对本发明技术方案的优选，套筒上的所有走油孔均为沿套筒轴向开设的腰型孔。腰型孔形的走油孔的设计目的是，阻尼阀在调整弹簧的压缩量时，保证走油孔与油道连通。

对本发明技术方案的优选，安装阀芯的阀体腔室的内壁面在对应回油孔的位置处设置一圈回油槽。回油槽的设置目的是，当回油孔3102导通时，避免回油孔3102通过的液压油堵在安装阀芯的阀体腔室的内壁面与阀芯端面之间。

对本发明技术方案的优选，调节杆的凸出端设置调节旋钮。调节旋钮为金属材质，且耐用、耐腐蚀、氧化，调节旋钮的设置方便操作者使用。

对本发明技术方案的优选，缸体上开设气孔，气孔与缸体的内腔连通。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、本发明的核电站用大型液压阻尼器，通过调整阻尼阀弹簧的压缩量来调整阻尼器的闭锁速度。

2、本发明的核电站用大型液压阻尼器，左右两侧油腔的横截面积和体积相等，阻尼器的拉伸与压缩刚度一致性好。

3、本发明的核电站用大型液压阻尼器，左右两侧油腔的横截面积相等，一侧油腔排出多少液压油，另一侧油腔就需要补充等量的液压油，因此不需要另外设置辅油缸。

附图说明

图1为本实施例的核电站用大型液压阻尼器的外形图。

图2为本实施例的核电站用大型液压阻尼器的剖面图。

图3为图2中第二阻尼阀部分的放大视图。

图4为图3中阻尼阀局部放大视图（图中示意出阻尼阀开启的状态图）。

图5为图3中阻尼阀局部放大视图（图中示意出阻尼阀闭合的状态图）。

图6为本实施例的套筒的零件图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-附图6和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，一种核电站用大型液压阻尼器，包括拉环8、含有两个油腔的活塞缸、两个阻尼阀和连通两个阻尼阀的油管5。

如图1和2所示，活塞缸的缸体1一端端部向外延伸出固定地面基础的环扣，缸体1的另一端通过油缸缸盖9密封；活塞缸的活塞杆2一端伸出油缸缸盖9并与拉环8连接，拉环8外部接负载，活塞缸的活塞4设置在活塞杆2上，活塞4将活塞缸的内腔分隔为两个油腔，定义为第一油腔101和第二油腔102；两个阻尼阀定义为第一阻尼阀6和第二阻尼阀3，第一阻尼阀6和第二阻尼阀3分别设置在油缸缸盖9和缸体1上，第一阻尼阀6通过油缸缸盖9上开设的缸盖油路901连通第一油腔101，第二阻尼阀3通过缸体1上开设的缸体油路104连通第二油腔102。

如图1所示，本实施例的核电站用大型液压阻尼器，一端与核电站设备（主泵、蒸发器等），另一端与地面基础连接；即，拉环8与核电站设备连接，活塞缸的缸体1一端端部的环扣固定地面基础。

如图3所示，第一阻尼阀6和第二阻尼阀3均包括调节杆302、阀盖303、阀体304、套筒305、阀座307、弹簧309和阀芯310。

如图2所示，第一阻尼阀6的阀座307固定在油缸缸盖9上，阀体304装在阀座307内且阀体304一端***油缸缸盖9上开设第一插孔内，第一插孔与油缸缸盖9上的缸盖油路901相通。

如图2所示，第二阻尼阀3的阀座307固定在缸体1上，阀体304装在阀座307内且阀体304一端***缸体1上开设第二插孔内，第二插孔与缸体1上的缸体油路104相通。

如图3所示，阀体304的另一端由阀盖303固定在阀座307内，套筒305设置在阀体304的腔室里，调节杆302贯穿阀盖303并连接套筒305的一端，调节杆302与套筒305之间通过螺栓306连接。套筒305的下端顶住设置在阀体304腔室里的弹簧309的一端，弹簧309的另一端顶住设置在阀体304腔室里的阀芯310的一端，并且阀芯310的一端通过安装阀芯310的阀体304腔室的内壁面限位；阀芯310的另一端顶住垫片311并通过孔用挡圈312限位。

如图3所示，阀芯310本体的另一端端面内凹形成阀芯油腔，且阀芯45本体的一端面沿轴向外凸设置凸柱，凸柱沿轴线方向开设阻尼通道3101，阻尼通道3101与阀芯油腔相通；第一阻尼阀6的阀芯油腔与油缸缸盖9上的缸盖油路901相通，第二阻尼阀3的阀芯油腔与缸体1上的缸体油路104相通。再次需要说明，本实施例的阻尼阀内的阀芯310上的阻尼通道3101始终与阀芯油腔相通。

如图3所示，阀芯310本体上与弹簧309相接触的端面的边缘设置一圈斜面，在此斜面上间隔设置多个回油孔3102，回油孔3102连通阀芯油腔。如图3所示，安装阀芯310的阀体304腔室的内壁面在对应回油孔3102的位置处设置一圈回油槽。回油槽的设置目的是，当回油孔3102导通时，避免回油孔3102通过的液压油堵在安装阀芯的阀体腔室的内壁面与阀芯端面之间。

如图6所示，套筒305的侧壁上开设至少一对相通的走油孔3051，阀体304上开设有与油管5相通的油道，走油孔3051与油道连通。如图3所示，本实施例中，套筒305的侧壁上均布开设四个走油孔3051，且四个走油孔3051两两相对设置，且相对设置的两个走油孔3051构成一对；阀体304上油道设置四个，且与四个走油孔3051一一对应设置，且四个油道与四个走油孔3051一一对应且相通。

如图3所示，套筒305的外壁上沿轴向开设一个第一导向键槽3052，在阀体304的内腔壁上设置一个第二导向键槽，第一导向键槽和第二导向键槽之间设置导向键308。套筒305上的所有走油孔3051均位于套筒305的上部，套筒305外壁上的第一导向键槽位于套筒305的下部，且第一导向键槽位于任意一个走油孔3051的正下方，第二导向键槽的一端延伸至阀体304上的油道，且第二导向键槽的一端与油道贯穿。此种结构设计目的是，考虑到导向键的安装，导向键的设置是防止阻尼阀在调整弹簧的压缩量时，套筒上下运动中出现旋转的情况。

如图6所示，套筒305上的所有走油孔3051均为沿套筒305轴向开设的腰型孔。腰型孔形的走油孔的设计目的是，阻尼阀在调整弹簧的压缩量时，保证走油孔与油道连通。调节杆302的凸出端设置调节旋钮301。调节旋钮为金属材质，且耐用、耐腐蚀、氧化，调节旋钮的设置方便操作者使用。如图3所示。缸体1上开设气孔103，气孔103与缸体1的内腔连通。气孔103的设置排气。如图1所示。

如图3所示，油管5的两端分别伸入第一阻尼阀6和第二阻尼阀3内阀座307上开设的安装孔内，油管5的两端均与第一阻尼阀6和第二阻尼阀3内阀体304上的油道连通。

如图1和2所示，本实施例的阻尼器，当阻尼器受压时，在压力作用下活塞杆2带动活塞4向右运动，第二油腔104中的液压油受压，液压油从缸体油路104流经第二阻尼阀3，然后再通过油管5流经第一阻尼阀6，最后经过缸盖油路901流入第一油腔101。当阻尼器受拉力时，在拉力作用下活塞杆2带动活塞4向左运动，第移油腔104中的液压油受压，液压油从缸盖油路901流经第一阻尼阀6，然后再通过油管5流经第二阻尼阀3，最后经过缸体油路104流入第二油腔102。

本实施例的阻尼器，阻尼器受压时，当液压油的流速较慢、压力较小，此时液压油经过缸体油路104流入第二阻尼阀3；液压油流到阀芯310，由于油压小，液压油对阀芯310的推力不能克服弹簧309的弹力；因此阀芯310保持在最下面，即，阀芯310在弹簧309的弹力作用下，紧贴垫片311；此时液压油经过阻尼通道3101和回油孔3102流入阀体304内孔，再经过油管5和第一阻尼阀6流入第一油腔101。

当液压油的流速较快、压力较大，此时液压油经过缸体油路104流入第二阻尼阀3；液压油流到阀芯310，由于油压大，液压油对阀芯310的推力能克服弹簧309的弹力；因此阀芯310将被推到最上面，即阀芯310的一端端面紧贴安装阀芯310的阀体304腔室的内壁面；此时阻尼阀的回油孔3102闭锁处于闭锁状态，此时液压油只能经过阻尼通道3101流入阀体304的内孔，再经过油管5和左阻尼阀流入第一油腔101。

当本实施例的阻尼器受拉时，阻尼器中的液压油流向与受压时相反，液压油从第一油腔101流向第二油腔102；原理同上。

本实施例的阻尼器，通过调整阻尼阀内的弹簧309的压缩量来调整本实施例的核电站用大型液压阻尼器的闭锁速度，具体说明如下：

顺时针转动调节旋钮301，调节旋钮301带动调节杆302转动，调节杆302与阀盖303之间通过螺纹连接，因此调节杆302会向下移动，并推动套筒305向下移动，套筒305向下移动便会压缩弹簧309，弹簧309的压缩量变大，弹簧309对阀芯310的弹力也变大。液压油要想向上推动阀芯310使得阻尼阀闭合，就需要更大的液压油压力，也就提高了阻尼器的闭锁速度。

同理，逆时针转动调节旋钮301，可以减小弹簧309的压缩量，弹簧309对阀芯310的弹力也变小。液压油要想向上推动阀芯310使得阻尼阀闭合，就需要较小的液压油压力，也就降低了阻尼器的闭锁速度。

本实施例的核电站用大型液压阻尼器，调整阻尼阀弹簧309的压缩量来调整阻尼器的闭锁速度。第一油腔和第二油腔的横截面积和体积相等，阻尼器的拉伸与压缩刚度一致性好。第一油腔和第二油腔的横截面积相等，一侧油腔排出多少液压油，另一侧油腔就需要补充等量的液压油，因此不需要另外设置辅油缸。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，包括拉环（8）、含有两个油腔的活塞缸、两个阻尼阀和连通两个阻尼阀的油管（5），活塞缸的缸体（1）一端端部向外延伸出固定地面基础的环扣，缸体（1）的另一端通过油缸缸盖（9）密封；活塞缸的活塞杆（2）一端伸出油缸缸盖（9）并与拉环（8）连接，拉环（8） 外部接负载，活塞缸的活塞（4）设置在活塞杆（2）上，活塞（4）将活塞缸的内腔分隔为两个油腔，定义为第一油腔（101）和第二油腔（102）；两个阻尼阀定义为第一阻尼阀（6）和第二阻尼阀（3），第一阻尼阀（6）和第二阻尼阀（3）分别设置在油缸缸盖（9）和缸体（1）上，第一阻尼阀（6）通过油缸缸盖（9）上开设的缸盖油路（901）连通第一油腔（101），第二阻尼阀（3）通过缸体（1）上开设的缸体油路（104）连通第二油腔（102）。

2.根据权利要求1所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，第一阻尼阀（6）和第二阻尼阀（3）均包括调节杆（302）、阀盖（303）、阀体（304）、套筒（305）、阀座（307）、弹簧（309）和阀芯（310），第一阻尼阀（6）的阀座（307）固定在油缸缸盖（9）上，阀体（304）装在阀座（307）内且阀体（304）一端***油缸缸盖（9）上开设第一插孔内，第一插孔与油缸缸盖（9）上的缸盖油路（901）相通；

第二阻尼阀（3）的阀座（307）固定在缸体（1）上，阀体（304）装在阀座（307）内且阀体（304）一端***缸体（1）上开设第二插孔内，第二插孔与缸体（1）上的缸体油路（104）相通；阀体（304）的另一端由阀盖（303）固定在阀座（307）内，套筒（305）设置在阀体（304）的腔室里，调节杆（302）贯穿阀盖（303）并连接套筒（305）的一端，套筒（305）的下端顶住设置在阀体（304）腔室里的弹簧（309）的一端，弹簧（309）的另一端顶住设置在阀体（304）腔室里的阀芯（310）的一端，并且阀芯（310）的一端通过安装阀芯（310）的阀体（304）腔室的内壁面限位；阀芯（310）的另一端顶住垫片（311）并通过孔用挡圈（312）限位；阀芯（310）本体的另一端端面内凹形成阀芯油腔，且阀芯（45）本体的一端面沿轴向外凸设置凸柱，凸柱沿轴线方向开设阻尼通道（3101），阻尼通道（3101）与阀芯油腔相通；第一阻尼阀（6）的阀芯油腔与油缸缸盖（9）上的缸盖油路（901）相通，第二阻尼阀（3）的阀芯油腔与缸体（1）上的缸体油路（104）相通；阀芯（310）本体上与弹簧（309）相接触的端面的边缘设置一圈斜面，在此斜面上间隔设置多个回油孔（3102），回油孔（3102）连通阀芯油腔；套筒（305）的侧壁上开设至少一对相通的走油孔（3051），阀体（304）上开设有与油管（5）相通的油道，走油孔（3051）与油道连通。

3.根据权利要求2所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，油管（5）的两端分别伸入第一阻尼阀（6）和第二阻尼阀（3）内阀座（307）上开设的安装孔内，油管（5）的两端均与第一阻尼阀（6）和第二阻尼阀（3）内阀体（304）上的油道连通。

4.根据权利要求2所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，套筒（305）的侧壁上均布开设四个走油孔（3051），且四个走油孔（3051）两两相对设置，且相对设置的两个走油孔（3051）构成一对；阀体（304）上油道设置四个，且与四个走油孔（3051）一一对应设置，且四个油道与四个走油孔（3051）一一对应且相通。

5.根据权利要求4所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，套筒（305）的外壁上沿轴向开设一个第一导向键槽，在阀体（304）的内腔壁上设置一个第二导向键槽，第一导向键槽和第二导向键槽之间设置导向键（308）。

6.根据权利要求5所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，套筒（305）上的所有走油孔（3051）均位于套筒（305）的上部，套筒（305）外壁上的第一导向键槽位于套筒（305）的下部，且第一导向键槽位于任意一个走油孔（3051）的正下方，第二导向键槽的一端延伸至阀体（304）上的油道，且第二导向键槽的一端与油道贯穿。

7.根据权利要求6所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，套筒（305）上的所有走油孔（3051）均为沿套筒（305）轴向开设的腰型孔。

8.根据权利要求2所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，安装阀芯（310）的阀体（304）腔室的内壁面在对应回油孔（3102）的位置处设置一圈回油槽。

9.根据权利要求1所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，调节杆（302）的凸出端设置调节旋钮（301）。

10.根据权利要求1所述的核电站用大型液压阻尼器，其特征在于，缸体（1）上开设气孔（103），气孔（103）与缸体（1）的内腔连通。

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