阀门液控执行器模块化设计探讨

　　液控执行器是将电能转换为液压能, 再转换为机械能的执行机构, 与电动、气动等其他驱动方式相比, 结构简单, 输出力大, 能耗低, 自保护功能强,既可直接输出力, 又可输出力矩, 并很容易获得额定参数范围内力、速度、行程的无级调节, 能远距离进行自动控制, 在特殊工况下可实现无电自动运行。阀门行业常规配套的液控执行器按动作的输出方式可分为角行程和直行程两大类; 按输出速度的特点可分为常规启闭型 ( 含电液回转器/电液推杆系列) 、紧急快关型、两阶段缓闭型、伺服调节型等等。伺服调节型的控制元件选型有其独特性, 其他几种控制则均可采用通用型液压元件来完成。

　　1 配套现状

　　由于没有直接的国家或行业执行标准( 最常用的参考标准是JB/T5299- 1998液控止回蝶阀) , 与已经非常成熟的电动、气动执行器市场相比, 液控执行器的配套市场则显得较为杂乱。各种类型中只有电液回转器/电液推杆系列可以从专业制造厂得到配套, 其余几类除去少数专业阀门厂自制和少量进口的部分, 大多数的配套都来自通用型液压成套设备制造商。制造商如果不对各种配套阀门的特性作充分的了解, 对产品系列有一个综合的考虑, 不仅将导致品种繁杂, 给生产、管理带来不便, 并最终会影响到设备现场的使用与维护。

　　2 模块化设计探讨

　　浙江正洲泵阀制造有限公司开发的智能型液控执行器系列产品经对几种常用工况进行综合考虑, 将其共性部分建成基本的功能平台, 而把各个特定的功能配置成不同的功能模块, 运用CAD技术对液压集成块结构进行三维优化设计, 通过功能模块的组合、模块或模块上插装元件的改变, 再辅之以不同的PLC电气控制程序, 即可完成控制功能的转变和实现多种复合型控制, 对实现执行器零部件的通用化、系列化取得了一定成效。以下即对该系列液控执行器功能模块的设置及元件的选型方案作一个简单介绍, 并对功能的扩展、组合方式进行探讨。

　　2.1 基本功能平台- 常规启闭型

　　如图1 所示为本系列执行器用作基本功能平台的常规启闭型液压控制原理图。这是一种典型的油缸控制回路: 即基本的油泵动力阀组+动作控制阀组+动作输出油缸。

　　元件选型参考: 动作控制阀组选用标准的DN6叠加阀, 单向阀5与溢流阀6为螺纹插装结构。两种类型的元件均只占用极小的安装空间。功能扩展参考: 可叠加压力开关、卸荷阀及进行出油节流调速与入油节流调速的转换等。

　　2.2 手动泵及蓄能器功能模块

　　如图2所示, 加入手动泵组13, 利用电磁滑阀8上增加的可定位手动推杆, 即可对执行器进行手动启闭操作。保压电磁阀17、卸压截止阀14、高/低压力开关16/15、蓄能器20等构成蓄能器功能模块。该模块可与油泵配合, 作为提高启闭速度的辅助油源; 也可单独工作, 用作油泵机组故障时的紧急关阀油源。