CN103062484B - 应用于阀门控制的电液一体式控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于阀门控制的电液一体式控制装置，包括与阀门（1）相连并对其阀位进行调节的执行机构，在所述的执行机构上连接有控制执行机构工作的控制组件，所述的控制组件为封装于柜体结构内的液压控制机构，在所述的控制组件上设有连接执行机构的管道。本发明设计合理，将控制组件设置成控制柜模式，在其结构内，并对控制组件进行合理设置，如：过滤器、手动泵等，操作十分简单，不仅能有效的避免阀门震动对控制组件的损坏，还可增加现场环境的清洁度，可适用于任何线行程及角行程运动装置的调节控制及开关控制。

Description

应用于阀门控制的电液一体式控制装置

技术领域

本发明涉及阀门控制领域，具体的说，是应用于阀门控制的电液一体式控制装置。

背景技术

对于阀门控制而言，执行机构可用于把阀门控制在全开或全关中的任一位置，在其应用过程中，可使用液压油、气体、电力或其它能源通过电机、油缸或其它装置将其转化成驱动作用，精确的使阀门走到任何位置。在现有的阀门控制领域，已有产品是将控制附件（如：比例阀、伺服阀等）集成在阀门执行机构上的，以液控伺服阀为例，如图1所示：

（1）当控制管路存在振动的时候，会导致安装在阀门执行机构上的液控伺服阀内部接线松动，当然，各电子元器件在高频振动下甚至会造成损坏，以液控防喘振阀为例，在其工作过程中，由于阀门的振动较大，对于集成在执行机构上控制附件的损坏也较大，严重影响其使用寿命。

（2）在实际应用过程中，液控伺服阀对液压油的清洁度要求非常高，现有技术常因为液压油内部的杂质造成液控伺服阀的卡死，不能正常工作，因此，现场提供的清洁度还需满足相应的液压油污染等级（即：NAS1638 class 7）或者油液颗粒度标准（即：ISO4406 class -/16/13的9-10Mpa）的液压油源。

（3）针对现有的控制附件如：液压件而言，均需采用外界提供的压力油源，造成了设备结构的复杂化，操作步骤繁琐，同时，压力油源的大小也不易控制及调节，更为执行结构的控制造成不便。

（4）现有技术没有手控装置，不便于阀门的安装，以及故障时阀门位置的手动调整。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于阀门控制的电液一体式控制装置，采用柜式结构使控制组件与执行机构分离设置，克服了现有控制组件抗振性能差、易损坏等弊端，有效的延长了控制组件的使用寿命，具有维护和保养简易、维修方便等优点，可应用于任何线行程及角行程运动装置的调节控制及开关控制，适用范围广，采用了双过滤器的设计，不仅能有效的清洁液压油，同时，手动换向阀还能实现滤芯的在线更换，提高设备的工作效率。

本发明通过下述技术方案实现：应用于阀门控制的电液一体式控制装置，包括与阀门相连并对其阀位进行调节的执行机构，本发明在所述的执行机构上连接有控制执行机构工作的控制组件，所述的控制组件为封装于柜体结构内的液压控制机构，在所述的控制组件上设有连接执行机构的管道，克服了现有控制组件抗振性能差、易损坏等弊端，应用范围广，可适用于任何线行程及角行程运动装置的调节控制及开关控制。

为更好的实现本发明，所述的控制组件主要由依次相连的油箱、动力单元以及油路控制单元组成，所述的油路控制单元为设有控制阀的油路调节组件，控制阀为伺服阀或比例阀；而所述的执行机构则由与阀门相连并调节阀位的执行器以及控制执行器工作的液压缸组成；所述管道的一端连接在液压缸上，另一端则与油路控制单元相连接。

所述的油路控制单元包括相互连通的过滤器以及第一油路块，所述的控制阀设于第一油路块上；所述的管道包括进油管以及回油管，所述的进油管依次通过第一油路块、过滤器连接在动力单元上，而所述的回油管则通过第一油路块与油箱相连接，使用时，油箱内的液压油通过动力单元形成高压油，依次经过滤器、第一油路块、进油管输送至液压缸内，以实现执行器的工作，在此过程中，控制阀可对第一油路块内液压油的压力进行精确的调控，同时，流入液压缸内的液压油再通过回油管、第一油路块输送至油箱内，形成油路的循环。

本发明采用了双过滤器的设计，其结构如下：所述过滤器的数量为两个，且相互并联，在所述的两个过滤器上还设有切换过滤器的手动换向阀，不仅可有效的清洁液压油，还可实现过滤器的在线更换，提高设备的工作效率。

为更好的实现本发明，所述的动力单元为向油路控制单元提供压力油源的液压机构，主要由设有电机的油泵组成，所述的进油管依次通过第一油路块、过滤器、手动换向阀、油泵连接在油箱上，原理十分简单。

所述的动力单元还包括与油泵相连的第二油路块，所述的油泵通过第二油路块与手动换向阀相连，在所述的第二油路块上还设有与油箱连通的手动泵以及控制电机工作的压力开关，在上述结构中，手动泵能为高压油的建立提供手动控制；压力开关则能感应第二油路块上的油压（即：输送至油路控制单元的油压），并对电机进行控制。

在所述的第二油路块上还设有稳定出口压力的稳压阀以及蓄能装置，稳压阀通过第二油路块与油箱相连通；在所述的蓄能装置与第二油路块之间设有安全阀，所述的安全阀与油箱相连通，在实际使用时，蓄能装置可用于维持第二油路块的出口油压，以避免电机在持续工作时因发热而出现的不良影响等，可用于维护该设备上各密封件及电控元件的正常工作。

为满足工厂联锁保护的需求，本发明在所述的第一油路块上还设有提供断电/带电保护的快排电磁阀，当快排电磁阀掉电/带电以后，执行机构液压缸中的液压油，经快排电磁阀的控制即可快速泄放掉，从而实现阀门的快速开启或关闭。

本发明在所述的油箱上还设有回油过滤器，所述的回油管则通过依次通过第一油路块、回油过滤器与油箱相连接，通过对回流至油箱的液压油进行再过滤，可保证油箱内油液的清洁度，保证设备的正常运行。

为更好的实现本发明，在所述油箱的外壁还设有显示油箱液位的液位计。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明将控制组件全部收纳封装于柜式结构内，形成控制柜的设计，能有效的避免阀门震动对控制组件的损坏，便于保养以及维修，同时，更克服了现有控制组件由于灰尘堆积而出现的散热差等缺陷，有效的延长了控制组件的使用寿命，可适用于任何线行程及角行程运动装置的调节控制及开关控制，采用了双过滤器的设计，不仅能有效的清洁液压油，同时，手动换向阀还能实现滤芯的在线更换，提高设备的工作效率。

（2）本发明设计合理，采用手动泵的设计，还可实现阀门的手动控制，为工业生产提供便利。

（3）本发明结构简单，采用油箱以及动力单元组成液压油站，无需外供油源，具有结构简单、油压易调节、操作方便等特点。

附图说明

图1为现有技术中控制元件的安装结构示意图。

图2为本发明控制组件的结构示意图。

图3为本发明的工作流程图。

图4为本发明第一油路块的结构示意图。

其中1—阀门，2—油箱，3—控制阀，4—执行器，5—液压缸，6—过滤器，7—第一油路块，8—进油管，9—回油管，10—手动换向阀，11—电机，12—第二油路块，13—压力开关，14—蓄能装置，15—安全阀，16—快排电磁阀，17—回油过滤器，18—液位计，19—手动泵。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

本发明提出了应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其结构包括与阀门1相连并对其阀位进行调节的执行机构，在执行机构上连接有控制执行机构工作的控制组件，一般而言，控制组件包括有液控伺服阀或比例阀以及各电子元器件等。在现有技术中，控制组件均是集成在阀门执行机构上的，即图1所示结构，在图1中，虚框所示部分即为控制元件，而在控制元件上通常还连接有外供油源。在实际应用过程中，由于控制管路的振动、环境温度高、污染大等现象的存在，往往会导致控制阀（即：比例阀或伺服阀）以及各电子元器件的接线出现松动，甚至造成破坏，因此，基于上述情况，本发明提出了控制柜的设计，即：将控制组件封装于柜体结构内，并在控制组件上设有连接执行机构的管道，此设计不仅克服了现有控制组件易损坏的缺陷，还提高了作业现场的清洁度（即：防止灰尘覆盖于控制组件上，影响散热的进行），可适用于如液控防喘振阀等阀门振动较大的设备上，有效的延长了控制组件的使用寿命。

在本发明中，控制组件主要由依次相连的油箱2、动力单元以及油路控制单元组成，如图2所示，油路控制单元为设有控制阀3的油路调节组件，设置于柜体结构的上方；执行机构通过管道连接在柜体结构的侧壁，主要由与阀门1相连并调节阀位的执行器4以及控制执行器4工作的液压缸5组成，由图2可知，管道由并行设置的进油管8以及回油管9组成，其一端连接在液压缸5上，另一端则与油路控制单元相连接。由上述结构可知，本发明避免了外供油源的使用，而采用油箱2以及动力单元的设计即可组成液压油站，无需外供油源，具有结构简单、油压易调节、操作方便等特点。

本发明的工作流程可概括为如图3所示框图结构，在上述结构中，油箱2与动力单元组成了本发明的液压站，油箱2设置于柜体结构的底部，在其外壁还设有显示油箱2液位的液位计18；而动力单元则为向油路控制单元提供压力油源的液压机构，而在此结构中，本发明还设置有第二油路块12，并由第二油路块12的设计来实现动力单元的供油以及油路保护等功能，其结构可概括如下：

  （1）供油功能：

a：由电机11以及油泵组成的自动控制部分，油泵连接在第二油路块12上，使用时，电机11的电源连接在电控箱上，通电后带动油泵（如：齿轮泵）转动，建立压力油源，压力油源再依次通过第二油路块12、油路控制单元、进油管8输送至液压缸5中，以满足执行机构的工作条件。

b：由手动泵19组成的手动控制部分，手动泵19通过单向阀连接在第二油路块12上，可实现液压油输送的手动控制，设置于油箱2的上方，并与油箱2相连通，在使用时，油箱2内的油可通过手动泵19依次输送至油路块、油路控制单元，再通过进油管8送入液压缸5内。在上述结构中，单向阀的设置可防止液压油的反向流动，防止泄压现象的出现。

（2）油路保护功能：

a：在设备的长期运行过程中，由于电机11的持续运作往往会造成液压油温度的升高，从而影响油路控制单元中各密封件及电控元件的正常工作，因此，本发明提出了蓄能装置14的设计，如图2所示，蓄能装置14设置于柜体结构的外壁，主要用于维持油压，在其下端设有连通蓄能装置14与第二油路块12的安全阀15，蓄能装置14可维持第二油路块12的出口油压，以避免电机11的持续工作。

b：本发明设有控制电机11工作的压力开关13，该压力开关13连接在第二油路块12上，在实际运行过程中，压力开关13可感应液压油的压力，当液压油压力建立到15Mpa时，电机11在压力开关13的控制下停止运作，并由蓄能装置14保持油压；当液压油压力低于10Mpa时，电机11则在压力开关13的控制下重启运作，从而保证整个系统油压一直保持在10Mpa-15Mpa之间。

c：稳压阀的设计，在实际应用过程中，由于液压站建立的压力油源其压力往往加大，若将该压力直接输送至油路控制单元内的话，还可能造成系统控制的不稳定，因此，采用稳压阀设置于第二油路块12上，并通过第二油路块12与油箱2相连通，可对第二油路块12的输出端口进行稳压。

在本发明中，油路控制单元可实现进油管8、回油管9油压的精确控制，如图2所示，包括相互连通的过滤器6以及第一油路块7，控制阀3设于第一油路块7上，在其结构中，进油管8依次通过第一油路块7、过滤器6连接在动力单元上，而回油管9则通过第一油路块7与油箱2相连通。图4为第一油路块7的结构示意图，由图4可知，进油管8连接在第一油路块7的P端口上，回油管9则连接在第一油路块7的T1端口上。使用时，油箱2内的油通过液压站形成压力油，再依次经过滤器6、第一油路块7、进油管8输送至液压缸5内，在此过程中，控制液压油由P端口输入到执行机构的液压缸5中，执行机构将行程反馈至电控箱上，电控箱再将控制信号输送至控制阀3，形成闭环控制，进一步完成控制阀3的精确调控，以实现执行机构对阀位的调节；同时，液压油从液压缸5经T1端口回油，从第一油路块7下方的T2端口，回到油箱2，形成油路的循环。

为满足工厂联锁保护的需求，本发明在第一油路块7上还设有提供断电/带电保护的快排电磁阀16，该快排电磁阀16连接在电控箱上，当快排电磁阀16掉电/带电以后，执行机构液压缸5中的液压油，经快排电磁阀16快速泄放掉，从而实现阀门1的快速开启或关闭，其泄油路径依次为：回油管9、第一油路块7、油箱2。

在实际应用过程中，由于控制阀3对液压油的清洁度要求非常高，因此，在上述结构中，过滤器6的设计还能有效的提高液压油的清洁度，如图4所示，过滤器6采用双过滤器设置，即：过滤器6的数量为两个，且相互并联，在两个过滤器6上还设有切换过滤器6的手动换向阀10，手动换向阀10位于过滤器6的前端，不仅能有效的清洁液压油，还可实现滤芯的在线更换，提高设备的工作效率。为更好的实现本发明，如图2所示，在油箱2上还设有回油过滤器17，回油管9依次通过回油块、回油过滤器17与油箱2相连通，同样具有提高液压油清洁度的效果，同时，也保证了设备的正常运行。

本发明设计合理，将控制组件设置成控制柜模式，在其结构内，并对控制组件进行合理设置，如：过滤器6、手动泵19等，操作十分简单，不仅能有效的避免阀门1震动对控制组件的损坏，还可增加现场环境的清洁度，可适用于任何线行程及角行程运动装置的调节控制及开关控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.应用于阀门控制的电液一体式控制装置，包括与阀门（1）相连并对其阀位进行调节的执行机构，其特征在于：在所述的执行机构上连接有控制执行机构工作的控制组件，所述的控制组件为封装于柜体结构内的液压控制机构，在所述的控制组件上设有连接执行机构的管道；所述的控制组件主要由依次相连的油箱（2）、动力单元以及油路控制单元组成，所述的油路控制单元为设有控制阀（3）的油路调节组件，控制阀（3）为伺服阀或比例阀；而所述的执行机构则由与阀门（1）相连并调节阀位的执行器（4）以及控制执行器（4）工作的液压缸（5）组成；所述管道的一端连接在液压缸（5）上，另一端则与油路控制单元相连接；所述的油路控制单元包括相互连通的过滤器（6）以及第一油路块（7），所述的控制阀（3）设于第一油路块（7）上；所述的管道包括进油管（8）以及回油管（9），所述的进油管（8）依次通过第一油路块（7）、过滤器（6）连接在动力单元上，而所述的回油管（9）则通过第一油路块（7）与油箱（2）相连接；所述过滤器（6）的数量为两个，且相互并联，在所述的两个过滤器（6）上还设有切换过滤器（6）的手动换向阀（10）。

2.根据权利要求1所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：所述的动力单元为向油路控制单元提供压力油源的液压机构，主要由设有电机（11）的油泵组成，所述的进油管（8）依次通过第一油路块（7）、过滤器（6）、手动换向阀（10）、油泵连接在油箱（2）上。

3.根据权利要求2所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：所述的动力单元还包括与油泵相连的第二油路块（12），所述的油泵通过第二油路块（12）与手动换向阀（10）相连，在所述的第二油路块（12）上还设有与油箱（2）连通的手动泵（19）以及控制电机（11）工作的压力开关（13）。

4.根据权利要求3所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：在所述的第二油路块（12）上还设有稳定出口压力的稳压阀以及蓄能装置（14），稳压阀通过第二油路块（12）与油箱（2）相连通；在所述的蓄能装置（14）与第二油路块（12）之间设有安全阀（15），所述的安全阀（15）与油箱（2）相连通。

5.根据权利要求2～4任一项所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：在所述的第一油路块（7）上还设有提供断电/带电保护的快排电磁阀（16）。

6.根据权利要求5所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：在所述的油箱（2）上还设有回油过滤器（17），所述的回油管（9）则通过依次通过第一油路块（7）、回油过滤器（17）与油箱（2）相连接。

7.根据权利要求5所述的应用于阀门控制的电液一体式控制装置，其特征在于：在所述油箱（2）的外壁还设有显示油箱（2）液位的液位计（18）。