CN102620040B - 太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统，所要解决的问题是：驱动野外输油气管线上使用的阀门，需要匹配大功率的交流电源，造成系统的设备成本、动作成本和维护成本明显上升。本发明的要点是：利用太阳能小功率电源，再将太阳能小功率电源产生的电能变成液压能储存起来并不断积累，当阀门动作时将储存积累后的液压能变成机械能释放，驱动野外输油气管线上的角行程阀门动作。本发明的积极效果是：采用了太阳能小功率电源，使得系统的设备成本、动作成本和维护成本大大降低，使系统的投入产出比显著地提高，成为真正的绿色系统。

Description

太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统
技术领域
本发明涉及一种电液控制驱动系统，具体说是使用太阳能小功率电源，驱动大型角行程阀门电液系统。
背景技术
本发明所说的大型角行程阀门是指野外输油或输气管线上使用的角行程阀门如球阀、碟阀，驱动角行程阀门的扭矩为500-110000N·m，其等效的输出功率范围为500~4000W。驱动这样的大型阀门需要匹配大功率的交流电源，又因是交流电源及交流电机，需要启动电流。不但如此在野外使用交流电源，还需要配置相应地输变电设备，故造成系统的设备成本、动作成本和维护成本明显上升。如果为满足系统要求而采用大功率太阳能供电，同样会使系统的设备成本明显增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种利用太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统。
根据野外输油或输气管线上的阀门并非经常动作，及野外具备太阳能这一特性，本发明的构思是：利用太阳能小功率电源供电，再将太阳能小功率电源产生的电能变成液压能储存起来并不断积累，当需要阀门动作时，将储存积累后的液压能变成机械能释放，以驱动阀门。
实现本发明构思的技术方案是：太阳能小功率电源（指24VDC，功率为200~500W）依次驱动步进电机和油泵，蓄油管线上依次设油箱、油泵、单向阀、三通和液压蓄能器（以下称蓄能器），三通的余下口接上油管线；三位四通电磁换向阀（以下称换向阀）的进油口接上油管线，回油管线的两端分别接在换向阀的回油口和油箱的回油口，换向阀的两个出油口（A口和B口）每个油口通过管线接到一个单油腔油缸（以下称油缸）的油口，A、B两个油缸的活塞杆的外端刚性连接成为一个活塞杆，活塞杆与角行程阀门的阀轴之间设置直线运动转换旋转运动的机构。
当阀门不动作时，油泵在太阳能小功率电源及步进电机的驱动下不断地将油箱里的油通过蓄油管线泵入蓄能器里，变成液压能储存起来并不断积累，实现将电能变换成液压能并储存起来。
当阀门需要正向动作时，换向阀的一侧电磁铁动作，换向阀的进油口和A出油口接通、回油口和B出油口接通，蓄能器里的液压油依次通过三通、换向阀的进油口和A出油口进入A油缸，推动活塞杆正向动作，通过直线运动转换旋转运动机构，驱动角行程阀门阀轴正向旋转，进而驱动角行程阀门正向动作，同时B油缸里的油依次通过换向阀的B出油口和回油口流回油箱；当阀门需要负向动作时，换向阀的另一侧电磁铁动作，换向阀的进油口和B出油口接通、回油口和A出油口接通，蓄能器里的液压油依次通过三通、换向阀的进油口和B出油口进入B油缸，推动活塞杆反向动作，通过直线运动转换旋转运动机构，驱动角行程阀门阀轴反向旋转，进而驱动角行程阀门反向动作，同时A油缸的油依次通过换向阀的A出油口和回油口流回油箱。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：它采用太阳能小功率电源及步进电机，无启动电流，选择的电源不需要过大配置，适配即可，使得系统的设备成本、运行成本和维护成本大大降低，使系统的投入产出比显著地提高，成为真正的绿色系统。
附图说明
图1是直线运动转换旋转运动机构为齿轮齿条时的本发明示意图。
图2是直线运动转换旋转运动机构为拔叉时的本发明示意图。
具体实施方式
实施例一：直线运动转换旋转运动机构为齿轮齿条时的本发明
参见图1，功率为200~500W的24VDC太阳能小功率电源1依次驱动步进电机2和油泵3，蓄油管线4上依次设油箱5、油泵、单向阀6、三通7和蓄能器10，三通的余下口接上油管线16；换向阀12的进油口即P口接上油管线，回油管线15的两端分别接在换向阀的回油口即T口和油箱的回油口，换向阀的A口通过管线接到A油缸13的油口、换向阀的B口通过管线接到B油缸14的油口，A、B两个油缸的活塞杆的外端刚性连接成为一个活塞杆134，活塞杆与角行程阀门的阀轴之间设置的直线运动转换旋转运动机构是齿轮齿条机构，具体是活塞杆134的一侧为齿条形，与齿轮18配合，齿轮与角行程阀门的阀轴19为键槽配合。在三通和蓄能器之间的上油管线上还设置了压力显示及监测装置9，压力显示及监测装置里包括一个用于显示蓄能器内压力的压力表和一个控制步进电机的压力开关，当蓄能器内压力高于限定值时压力开关将步进电机关闭。在油箱的回油口和蓄能器之间设置排空管线17，在该排空管线设置一个开关阀8，用于检修时，将蓄能器里油排至油箱里。在上油管线16上设置速度调节器11。
当角行程阀门不动作时，油泵在太阳能小功率电源及步进电机的驱动下不断地将油箱里的油通过蓄油管线泵入蓄能器里，变成液压能储存起来并不断积累，实现将电能变换成液压能并储存起来。
当角行程阀门需要关闭时，换向阀的一侧电磁铁动作，换向阀的P口和A口接通、T口和B出油口接通，蓄能器里的液压油依次通过三通、换向阀的P口和A口进入A油缸，推动活塞杆向右动作，直线运动转换旋转运动机构中的齿轮18推动齿轮、角行程阀门阀轴顺时针旋转，角行程阀门关闭，同时B油缸里的油依次通过换向阀的B口和T口流回油箱；当阀门需要打开时，换向阀的另一侧电磁铁动作，换向阀的P口和B口接通、T口和A口接通，蓄能器里的液压油依次通过三通、换向阀的P口和B口进入B油缸，推动活塞杆向左动作，直线运动转换旋转运动机构中的齿轮18推动齿轮、角行程阀门阀轴逆时针旋转，角行程阀门打开，同时A油缸的油依次通过换向阀的A口和T口流回油箱。
实施例二：直线运动转换旋转运动机构为拔叉时的本发明
参见图2，与实施例不同的是，所说的直线运动转换旋转运动机构是拔叉20，所说的拔叉是指CN101210633A所公开的拔叉式力-力矩转换机构，具体是在活塞杆134上固定滑块21，滑块在拔叉的滑道22里，拔叉与角行程阀门的阀轴连接，即拔叉下端呈轴套，与角行程阀门的阀轴23为键槽配合。其它与实施例一相同。
当活塞杆右行时，滑块推动拔叉向右摆动，角行程阀门的阀轴向右旋转，驱动角行程阀门关闭；当活塞杆左行时，推动拔叉向左摆动，角行程阀门的阀轴向左旋转，驱动角行程阀门打开。其它工作过程与实施例一相同。

Claims (4)

1.一种太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统，其特征是：太阳能小功率电源依次驱动步进电机和油泵，蓄油管线上依次设油箱、油泵、单向阀、三通和液体蓄能器，三通的余下口接上油管线；三位四通电磁换向阀的进油口接上油管线，回油管线的两端分别接在换向阀的回油口和油箱的回油口，换向阀的两个出油口每个油口通过管线接到一个单油腔油缸的油口，A、B两个油缸的活塞杆的外端刚性连接成为一个活塞杆，活塞杆与大型角行程阀门的阀轴之间设置直线运动转换旋转运动机构。
2.按照权利要求1所述的太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统，其特征是：所说的直线运动转换旋转运动机构是齿轮齿条机构，具体是活塞杆的一侧为齿条形，与齿轮配合，齿轮与角行程阀门的阀轴为键槽配合。
3.按照权利要求1所述的太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统，其特征是：所说的直线运动转换旋转运动机构是拔叉，具体是在活塞杆上固定滑块，滑块在拔叉的滑道里，拔叉与角行程阀门的阀轴连接，即拔叉下端呈轴套，与角行程阀门的阀轴为键槽配合。
4.按照权利要求1-3任一项所述的太阳能小功率供电驱动大型角行程阀门电液系统，其特征是：在三通和蓄能器之间的上油管线上还设置了压力显示及监测装置，压力显示及监测装置里包括一个用于显示蓄能器内压力的压力表和一个控制步进电机的压力开关；在油箱的回油口和蓄能器之间设置排空管线，在该排空管线设置一个开关阀；在上油管线上设置速度调节器。
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Assignee: SHENYANG NAISI CONTROL TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: SHENYANG NORTHEAST ELECTRIC POWER CONTROL Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023210000146

Denomination of invention: Electrohydraulic System for Large Angular Stroke Valve Driven by Solar Energy Small Power Supply

Granted publication date: 20130904

License type: Common License

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