1在一般工矿企业中,阀门的驱动方式主要有手动(包括齿轮传动)、电动、气动和液动等,用户根据各自的条件选择不同的阀门驱动方式。80年代初期,为适应选煤行业的恶劣工况及日益提高的自动化要求,研制了阀门驱动装置电控液动执行机构。该执行机构集机、电、液于一体,适用于驱动含介质管道上的重负载阀门。历经20余年的研究开发,经过大量的试验室试验和工业性试验,电控液动执行机构的技术已日趋成熟。目前,电控液动执行机构已用于驱动闸阀和蝶阀,在煤炭及电力等行业大批量使用,用户反映良好。电控液动执行机构获得国家专利两项,并获1997年第六届中国专利新技术新产品博览会金奖。
2结构和工作原理
2 1结构
电控液动执行机构由电控操作箱和执行机构两部分构成,其结构如1所示。电控操作箱内有两块电路板,一块是拉杆位移二次仪表电路(即位置反馈电路)和拉杆位移上下限及延时保护电路板。另一块是控制电路板,含断路器、电机换向接触器、保护继电器、电源变压器、保护变压器及对外接线端子排。执行机构采用闭式液压系统,主要由阀门专用电动机、双向复合齿轮泵、特制中高压液压缸组成,其液压原理图。此外,还包括采集连续位移信号变化的前置电路及其他附件。
2 2工作原理
电控液动执行机构属于位置伺服机构,根据用户要求形成开环或闭环反馈控制系统。电机正转时,双向齿轮泵将油缸无杆腔的液压油压入有杆腔,推动活塞向无杆腔移动,带动拉杆内缩,阀门开启;电机反转时,双向齿轮泵将油缸有杆腔的液压油压入无杆腔,推动活塞向有杆腔移动,带动拉杆外伸,阀门关闭。
电控液动执行机构具有位移显示环节,可将拉杆的直线位移(即阀门的开度)转换为国家统一的标准电信号。因此,可组成位移反馈控制系统,进行自动跟踪控制。电控液动执行机构还具有拉杆位移(即阀门启闭)上下限及电机故障延时保护功能,其上下限及延时时间的设定和调整方便灵活。
3关键部件的研究
3 1中高压复合双向齿轮泵
根据电控液动执行机构闭式液压系统的设计要求,齿轮泵应双向运转。同时,为简化系统管路和减轻重量,所有阀件均复合于齿轮泵上。为此,研制了专用复合双向齿轮泵,该泵改进了端面补偿配油盘,设计了补油阀组、溢流阀组和锁紧阀组,其额定压力10M Pa,高压力16MPa,排量6 10ml/ r,额定转速1500r/ min.经过反复试验和改进,齿轮泵达到国家有关标准的要求,并已申报国家专利。
3 2中高压液压缸
中高压液压缸为双作用式,密封采用能抗恶劣环境的组合形式,主要密封件均采用进口产品,较大限度的避免了跑、冒、滴、漏现象,保证了产品质量,减少了用户的维护工作量。的位移传感机构,地反映了活塞位移量的变化,为测量信号的准确打下了良好的基础。
3 3位置反馈及保护电路参数
位置反馈电路的输入信号来自液压缸后盖内的位置发送器,该发送器采用德国公司的电路,并选用优质元件进行严格筛选和老化试验。位置反馈电路将微小的、与拉杆位移相应的50 300 A的半波信号,转换为4 20mA的标准电流信号。
为防止系统人为操作损坏,加装了完善的上下限和延时保护电路,其上下限和延时时间均可调,以适应不同的工况。电路设计中采取了抗干扰措施,解决了以往零点漂移幅度无规律,漂移方向不确定造成工作不稳定的现象。
4机构与阀门的连接电控液动执行机构的行程为100 600mm,通过不同的阀门支架,可驱动相配口径的闸阀。另外,通过连杆机构或齿轮齿条组可驱动各种口径的蝶阀。
5应用
工业性试验中,电控液动执行机构(型号DK YZ)样机分别安装在8家选煤厂的环境恶介质泵或煤浆泵管道上,管道口径为200 500mm,从1995年8月1996年12月鉴定前, 26台样机全部运行良好。鉴定后,又为安徽淮南新集选煤厂等数家选煤厂共计选型电控液动执行机构300余台,至今均使用正常。此外,还成功应用于北京石景山发电总厂除灰系统中。
6结语
3年多的生产实践证明,该产品结构简单,形式紧凑,操作方便,运行可靠。产品体积小,重量轻,出力大,耐恶劣环境,可根据现场需要放在潮湿及多粉尘的房顶或大型设备底部管道槽中,而操作人员可在环境较好的位置远距离遥控操作,改善了工人劳动环境和劳动强度,是恶劣工况下使用的较理想设备。
该产品既可以人工手动操作,又可以接受计算机信号远距离自动控制,还可以接受全厂计算机集中控制。电控液动执行机构不仅可用于煤炭行业,还可广泛用于化工、电力、冶金等其他行业,具有广阔的推广应用前景。