CN105114687B - 一种多液动蝶阀启闭控制液压控制*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***，包括两个液压泵站、蓄能器组、限流切断阀、压力传感器、多个电磁阀组、控制器、多个液动执行器、多个液动蝶阀；各部件之间则是通过金属液压油管路连接，采用冗余设计方法，利用两台互为备用的液压泵站分别控制部分液动蝶阀，在每台液压泵站排液管道上设置限流切断阀，通过由电磁换向阀等液压元件的耦合控制，解决各液动蝶阀在***中某部件出现故障的紧急状态下的交互控制问题，从而设计出一种可靠性好、安全性高的液压驱动多蝶阀遥控***，满足多液动蝶阀的现场控制功能，且反应快速、执行器集成化程度高、具有较高的市场竞争力。

Description

一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***

技术领域

本发明专利涉及一种液压驱动的多蝶阀控制***，尤其是一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***。

背景技术

阀启闭控制***是各类船舶中的重要关键设备，目前船舶所用的液动蝶阀启闭控制液压***的功能相对简单、可靠性及安全性不高。

蝶阀液压遥控***是船舶自动化控制的重要组成部分，其作用是通过液压***中的液动执行器对液压蝶阀的启闭来实现管道的通断，使管道中诸如压载水、日用燃油及消防水等流体介质得到合理调的目的，从而为船舶的姿态平衡、设备的正常运行及消防安全提供保障；传统的蝶阀遥控***一般采用的是电动、气动还有液压驱动的控制方式，但是在某些特定情况下，如装载易燃易爆或化学品的船舶中电缆线不允许下到船舱内，因此需要采用液压驱动的方式；液压驱动的执行器可实现同时驱动多数量、大扭矩的蝶阀和实现阀门的快速启闭；传统的液压蝶阀***操作灵活性不高、工作可靠性较低，且无法实现自动化、智能化的蝶阀控制和可检测的阀门工作状态。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，包括两个液压泵站、蓄能器组、限流切断阀、压力传感器、多个电磁阀组、控制器、多个液动执行器、多个液动蝶阀；所述液压泵站包括恒压变量泵、电机，恒压变量泵采用难燃油液作为液压介质、且通过吸液过滤器与液箱连通，电机的输出轴与恒压变量泵的输入轴连接；蓄能器组包括第一蓄能器、第二蓄能器、第一蓄能器安全阀组、第二蓄能器安全阀组，第一蓄能器与第一蓄能器安全阀组第一蓄能器安全阀组串联后与串联的第二蓄能器、第二蓄能器安全阀组并联；第一蓄能器、第二蓄能器还分别与第一限流切断阀第一限流切断阀、第二限流切断阀连通，第一蓄能器、第二蓄能器与第一限流切断阀、第二限流切断阀之间的油路上串联有单向顺序阀，两个液压泵站的恒压变量泵分别均与第一蓄能器、第二蓄能器、第一限流切断阀、第二限流切断阀连通，恒压变量泵与第一蓄能器、第二蓄能器之间依次设有单向阀、溢流阀；所述电磁阀组包括三位四通电磁阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一单向节流阀、第二单向节流阀，所述三位四通电磁阀与第一液控单向阀、第一单向节流阀依次串联，所述第二液控单向阀与第二单向节流阀串联后与第一液控单向阀、第一单向节流阀并联；所述电磁阀组的三位四通电磁阀的两个油口分别与第一限流切断阀、第二限流切断阀的出油管路连接；电磁阀组的第一单向节流阀、第二单向节流阀分别与液动执行器连接，液动执行器的输出轴与液动蝶阀连接；压力传感器串联在第一蓄能器与第一限流切断阀之间的油路上，压力传感器与控制器电联接，控制器与电机、单向顺序阀、第一限流切断阀、第二限流切断阀、三位四通电磁阀电联接。

优选地，还包括手动电磁换向阀，手动电磁换向阀串联在第一蓄能器与第一限流切断阀之间的油路上，且与单向顺序阀并联，手动电磁换向阀、单向顺序阀均与控制器电联接。

优选地，电磁溢流阀的下油口串联一个压力表。

优选地，第一蓄能器和第二蓄能器各自串联一组蓄能器安全阀组。

优选地，液动执行器是齿轮-齿条式液压缸。

本发明所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，液压***采用冗余设计方法，利用两台互为备用的液压泵组分别控制部分液动蝶阀，在每台液压泵组排液管道上设置限流切断阀，通过由电磁换向阀等液压元件的耦合控制，解决各液动蝶阀在***中某部件出现故障的紧急状态下的交互控制问题，提高液压驱动多蝶阀遥控***可靠性、安全性。

本发明的有益效果是：满足多液动蝶阀的现场控制功能，液压***驱动的液动执行器执行反应快速、液动执行器集成化程度高，液压回路的冗余设置，使液动蝶阀在***中某部件出现故障的紧急状态下的交互控制问题。由于本发明的液压回路采用节流调速***，所以液压泵采用恒压变量泵供油；当恒压变量泵为***油路上的液动执行器供液时，液压泵所供流量与液动执行器所需的流量相适应，可减少功率损失和液压油液的发热，较传统的液压***要节能和环保。因此本发明的液压驱动多蝶阀遥控***具有较好的新颖性和较高的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明所述多液动蝶阀启闭控制液压控制***的原理方框图。

图2为本发明所述多液动蝶阀启闭控制液压控制***的结构图。

附图标记说明如下：

1-液箱；2-吸液过滤器；3-恒压变量泵；4-电机；5-电磁溢流阀；6-单向阀；7-压力表；81-第一限流切断阀；82-第二限流切断阀；9-压力传感器；101-第一蓄能器安全阀组；102-第二蓄能器安全阀组；111-第一蓄能器；112-第二蓄能器；12-单向顺序阀；13-手动电磁换向阀；14-三位四通电磁阀；151-第一液控单向阀；152-第二液控单向阀；161-第一单向节流阀；162-第二单向节流阀；17-液动执行器；18-蝶阀；19-三位四通机动阀；20-手动应急泵。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，包括控制器、液压泵站、蓄能器组、限流切断阀、压力传感器9、电磁阀组、液动执行器17、蝶阀18。液压泵站、蓄能器组、限流切断阀、压力传感器9、电磁阀组、液动执行器17之间由不锈钢液压油管路连接来输送液压油传递液压力，实现液压元件的工作；液动执行器17和蝶阀18间则是通过机械传动连接。本发明中采用冗余结构，液压泵站的数量为两个；为了实现多个蝶阀18的开启，所述电磁阀组、液动执行器17、蝶阀18的数量均为多个、且数量相等。

本发明所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***的具体结构如图2所示，所述液压泵站包括恒压变量泵3、电机4，恒压变量泵3采用难燃油液作为液压介质、且通过吸液过滤器2与液箱1连通，电机4的输出轴与恒压变量泵3的输入轴连接。蓄能器组包括第一蓄能器111、第二蓄能器112、第一蓄能器安全阀组101、第二蓄能器安全阀组102，第一蓄能器111与第一蓄能器安全阀组101串联后与串联的第二蓄能器112、第二蓄能器安全阀组102并联。第一蓄能器111、第二蓄能器112还分别与第一限流切断阀81、第二限流切断阀82连通，第一蓄能器111、第二蓄能器112与第一限流切断阀81、第二限流切断阀82之间的油路上串联有单向顺序阀12。两个液压泵站的恒压变量泵3分别均与第一蓄能器111、第二蓄能器112、第一限流切断阀81、第二限流切断阀82连通。恒压变量泵3与第一蓄能器111、第二蓄能器112之间依次设有单向阀6、溢流阀。所述电磁阀组包括三位四通电磁阀14、第一液控单向阀1511、第二液控单向阀152、第一单向节流阀161、第二单向节流阀162，所述三位四通电磁阀14与第一液控单向阀151、第一单向节流阀161依次串联，所述第二液控单向阀152与第二单向节流阀162串联后与第一液控单向阀151、第一单向节流阀161并联。所述电磁阀组的三位四通电磁阀14的两个油口分别与第一限流切断阀81、第二限流切断阀82的出油管路连接；电磁阀组的第一单向节流阀161、第二单向节流阀162分别与液动执行器17连接，液动执行器17是齿轮-齿条式液压缸，液动执行器17的输出轴与蝶阀18连接。压力传感器9串联在第一蓄能器111与第一限流切断阀81之间的油路上，压力传感器9与控制器电联接，控制器与电机4、单向顺序阀12、第一限流切断阀81、第二限流切断阀82、三位四通电磁阀14电联接。

在所述液压驱动多蝶阀遥控***中，两台液压泵站互为备用，以其中一台液压泵站为例，电机4通过输出轴连接恒压变量泵3输入轴来驱动控制恒压变量泵3。恒压变量泵3通过吸油过滤器从液箱1中吸取液压油液，恒压变量泵3输出的高压油液，一方面向第一限流切断阀81、第二限流切断阀82输送液压油液，另一方面向第一蓄能器111、第二蓄能器112中输入液压油液。第一蓄能器111和第二蓄能器112起辅助动力源的作用，第一蓄能器111和第二蓄能器112具有储存恒压变量泵3输出的多余的液压能并在电机4停机过程中将储存的液压能释放实现驱动蝶阀执行器的功能，因此能有效节省能源消耗和提高电机4寿命的功能。特别的，第一蓄能器111和第二蓄能器112相关连接液压回路为并联形式，以实现冗余设置，在其中一个蓄能器回路中元件损坏不能使用时可实现另外一组蓄能器的补充与备用。液压回路中的单向阀6的作用是限制液压油液的流向为单方向以防止油液反向流入。压力传感器9实时监测恒压变量泵3的输出油液的压力、并将测得的压力值传送给控制器。当恒压变量泵3的输出油液的压力达到压力传感器9所设定的最高压力时，压力传感器9向控制器发出信号，控制器接受信号后使电机4停止运行。两组并联的第一蓄能器111和第二蓄能器112在电机4停止运行后开始向第一限流切断阀81和第二限流切断阀82供液；油路中的油压小于第一蓄能器111的容积压力时，单相顺序阀12关闭，第一蓄能器111中的油液封闭不提供给液压回路。第一蓄能器111的容积压力为当第一蓄能器111中存有一半容积的液压油液时的液压油压力，此时，只有第二蓄能器112对第一限流切断阀81和第二限流切断阀82供液；当第二蓄能器112的输出油液压力下降至压力传感器9所设定的最低临界压力值，由压力传感器9发出信号给控制器，控制器控制电机4再次启动，恒压变量液压泵6再次对第一限流切断阀81、第二限流切断阀82与第一蓄能器111、第二蓄能器112输送液压油；当恒压变量液压泵的输出油液压力达到所设定压力值时，第一电机4再次停机，依次过程循环往复。第一限流切断阀81和第二限流切断阀82中的液压油液流入各电磁阀组件后，经三位四通电磁阀14流入液动执行器17中，通过控制三位四通电磁阀14能使各液动执行器17正、反工作，驱动蝶阀18。

如当一台恒压变量泵3出现故障或其后部主供液管道泄漏过大或出现破损，所述控制器自动切断该恒压变量泵3后部的主供液管道，其所控制的液动执行器17自动改由另一台液压泵站供液。控制器控制另一液压泵站种的电机4启动，驱动恒压变量泵3从液箱1中吸取液压油，液压油通过单向阀6一方面向第一限流切断阀81、第二限流切断阀82输送液压液，另一方面向第一蓄能器111、第二蓄能器112中输入液压油。

恒压变量液压泵6输出端接入电磁溢流阀5起到溢流保护的安全阀作用，恒压变量泵3输入油路的压力可以通过溢流阀来调节，防止液压油压力过高损害液压元器件。电磁溢流阀5上方串联一个压力表7，可直观观测到液压油管路中的压力状态，因此可根据压力油压力控制压力大小。

由于本发明专利液压回路采用节流调速控制方式，所以液压泵采用恒压变量泵3供油；当恒压变量泵3为***油路上的液动执行器17供液时，液压泵所供流量与液动执行器17所需的流量相适应，可减少功率损失和液压油液的发热。

较佳地，本发明所述的液压驱动多蝶阀遥控***，还包括手动电磁换向阀13，手动电磁换向阀13串联在第一蓄能器111与第一限流切断阀81之间的油路上，且与单向顺序阀12与手动电磁换向阀13并联，手动电磁换向阀13与控制器电联接。单向顺序阀1212并联手动电磁换向阀13，如果两台恒压变量泵3均出现故障或损坏，可打开手动电磁换向阀13，存有一半容积压力液的第一蓄能器111向第一限流切断阀81后部油路供液，以保证各液动蝶阀18能开启或关闭超过一次。

三位四通电磁阀14通过控制器发出指令实现油路换向的功能，使各液动执行器17正、反工作；若三位四通电磁阀14上的电磁铁失电处于中位状态，液动执行器17即停止工作。

第一蓄能器111和第二蓄能器112各自都串联一组蓄能器安全阀组10，起到对第一蓄能器111和第二蓄能器112高压状态时，自动断开回路保护第一蓄能器111和第二蓄能器112的作用。

液动执行器17的结构主要是齿轮-齿条式液压缸，接入电磁阀组件。电磁阀组件是由三位四通电磁阀14、第一液控单向阀151、第二液控单向阀152、第一单向节流阀161、第二单向节流阀162依次串联组成。控制器需要液动执行器17工作时，发出电信号启动电机4运转，液压油经过电磁阀组件流入液动执行器17，液动执行器17正向运转。控制器发出信号开启电磁换向阀24使油液从A2口进入，该液压油液经过第一液控单向和第一单向节流阀161进入液动执行器17的左腔；液动执行器17的右腔中的液压油从第二单向节流阀162和第二液控单向阀152，从油液口B2出口中排出，此过程中液动执行器17实现正向运转工作。当液动执行器17需要反向运转工作时，控制器发出指令，电磁换向阀24换向，液压油从B2油口进入，A2油口回油。第一单向节流阀161和第二单向节流阀162分别在液动执行器17正、反运动时的回油路上起作用，为回油节流调速回路；可调节单向节流阀16流通面积大小，从而调节液动执行器17启闭转动速度；当三位四通电磁阀14处于中位即断开的状态时，第一液控单向阀151和第二液控单向阀152将液动执行器17锁紧，防止执行器缸内的液压油回流。

当出现紧急情况的时候，如液压回路故障或停电等情况，可使用由三位四通机动阀19和手动应急泵20组成的应急泵组件接入液动执行器17上的测压接头，进行手动给油来驱动液动执行器17运转，操作三位四通机动阀19可实现手动换向，操作手动应急泵20可泵入液压油。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，包括两个液压泵站、蓄能器组、限流切断阀、压力传感器(9)、多个电磁阀组、控制器、多个液动执行器(17)、多个液动蝶阀；所述液压泵站包括恒压变量泵(3)、电机(4)，恒压变量泵(3)采用难燃油液作为液压介质、且通过吸液过滤器(2)与液箱(1)连通，电机(4)的输出轴与恒压变量泵(3)的输入轴连接；蓄能器组包括第一蓄能器(111)、第二蓄能器(112)、第一蓄能器安全阀组(101)、第二蓄能器安全阀组(102)，第一蓄能器(111)与第一蓄能器安全阀组(101)串联后与串联的第二蓄能器(112)、第二蓄能器安全阀组(102)并联；第一蓄能器(111)、第二蓄能器(112)还分别与第一限流切断阀(81)、第二限流切断阀(82)连通，第一蓄能器(111)、第二蓄能器(112)与第一限流切断阀(81)、第二限流切断阀(82)之间的油路上串联有单向顺序阀(12)，两个液压泵站的恒压变量泵(3)分别均与第一蓄能器(111)、第二蓄能器(112)、第一限流切断阀(81)、第二限流切断阀(82)连通，恒压变量泵(3)与第一蓄能器(111)、第二蓄能器(112)之间依次设有单向阀(6)、溢流阀；所述电磁阀组包括三位四通电磁阀(14)、第一液控单向阀(151)、第二液控单向阀(152)、第一单向节流阀(161)、第二单向节流阀(162)，所述三位四通电磁阀(14)与第一液控单向阀(151)、第一单向节流阀(161)依次串联，所述第二液控单向阀(152)与第二单向节流阀(162)串联后与第一液控单向阀(151)、第一单向节流阀(161)并联；所述电磁阀组的三位四通电磁阀(14)的两个油口分别与第一限流切断阀(81)、第二限流切断阀(82)的出油管路连接；电磁阀组的第一单向节流阀(161)、第二单向节流阀(162)分别与液动执行器(17)连接，液动执行器(17)的输出轴与液动蝶阀连接；压力传感器(9)串联在第一蓄能器(111)与第一限流切断阀(81)之间的油路上，压力传感器(9)与控制器电联接，控制器与电机(4)、单向顺序阀(12)、第一限流切断阀(81)、第二限流切断阀(82)、三位四通电磁阀(14)电联接。

2.根据权利要求1所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，还包括手动电磁换向阀(13)，手动电磁换向阀(13)串联在第一蓄能器(111)与第一限流切断阀(81)之间的油路上，且与单向顺序阀(12)并联，手动电磁换向阀(13)与控制器电联接。

3.根据权利要求1所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，电磁溢流阀(5)的下油口串联一个压力表(7)。

4.根据权利要求1所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，第一蓄能器(111)和第二蓄能器(112)各自串联一组蓄能器安全阀组。

5.根据权利要求1所述的多液动蝶阀启闭控制液压控制***，其特征在于，液动执行器(17)是齿轮-齿条式液压缸。