CN111288207A - 一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压控制领域，具体为一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，包括油箱、依次设在油箱的出油管路上的球阀、油泵、过滤器、第一截止阀、单向阀和第二截止阀，第二截止阀、第一安全阀均与油箱连通，单向阀和第二截止阀之间设有并联连接的两个蓄能器，单向阀和第一截止阀之间的支路管道上安装安全阀压力开关和压力表。本系统只需要进行一次蓄压后，后续的阀门的启闭过程无需再重复进行蓄压，并且整个系统高压部分较少，安全性较高，制造成本也较低。
Description
技术领域
本发明属于液压控制领域，具体涉及一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统。
背景技术
快速隔离阀直行程执行机构驱动型式主要分为两类：介质自驱式和气液驱动式。介质自驱式的动力源来源于系统而非外部。而百万千瓦级压水堆核电站的快速隔离阀以大口径闸阀结构为主，执行机构需满足主蒸汽隔离阀长行程、不同工况快关(≤5s)、慢开、慢关的可靠动作要求，目前气液驱动型式成为快速隔离阀执行机构的主流型式。目前市面上流行的几种快速隔离阀用气液联动装置的控制原理是直接采用油缸压缩高压气体直接进行储能的，也即蓄能不是独立进行的，这种原理往往使得整个执行机构的液压系统全部处于高压状态，容易造成泄漏，安全系数较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其安全性较好。
本发明的技术方案如下：
一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，包括油箱、依次设在油箱的出油管路上的球阀、油泵、过滤器、第一截止阀、单向阀和第二截止阀，其中油泵通过电机驱动，第二截止阀、第一安全阀均与油箱连通，所述的单向阀和第二截止阀之间的管路上引出一路管路，在该引出管路上安装并联连接的第一蓄能器和第二蓄能器，所述的单向阀和第一截止阀之间的管路上安装有一支路管道，在支路管道上安装第一安全阀、第一压力开关和第一压力表。
所述的单向阀和第一截止阀之间的管路上安装有一支路管道，在支路管道上安装第一安全阀、第一压力开关和第一压力表。
所述的油箱上设有加油接口、液位开关、呼吸阀、液位计、温度计。
所述的第一蓄能器和第二蓄能器的并联连接的气侧上设有两路带有压力开关，即第四压力开关和第五压力开关的管道，两路管道上分别设有第三截止阀和第四截止阀。
在所述的第三截止阀和第四压力开关之间的管路上设有第二压力表，在所述的第四截止阀和第五压力开关之间的管路上设有第二安全阀。
在所述的第四截止阀和第五压力开关之间的管路上设有充气阀和测压接头。
所述单向阀和第一截止阀之间引出支路管路，并且在所述的支路管路上并联两路管道之后再连接油缸，在两路并联管道上分别依次安装电磁阀和液控单向阀。
还包括第一二通插装阀和第三二通插装阀，所述的油缸和单向阀之间的管路与第一二通插装阀的进口相通，油缸的出油管路与第三二通插装阀的进口相通，第一二通插装阀的两个出口和第三二通插装阀的两个出口分别通过管路连通，形成两个出口管路，在其中一个出口管路上设有第一电磁阀和第二电磁阀，另一个出口管路与第一蓄能器和第二蓄能器并联的油侧管路连通。
还包括第二二通插装阀和第四二通插装阀，所述的油缸和单向阀之间的管路与第二二通插装阀的进口相通，所述的油缸的出油管路与第四二通插装阀的进口相通，第二二通插装阀的两个出口和第四二通插装阀的两个出口分别通过管路连通，形成两个出口管路，在其中一个出口管路上第三电磁阀和第四电磁阀，另一个出口管路与第一蓄能器和第二蓄能器并联的油侧管路连通。
在所述的第一电磁阀和第二电磁阀之间的管路上引出支路，并在支路上设有第二压力开关。
本发明的显著效果如下：
只需要进行一次蓄压后，后续的阀门的启闭过程无需再重复进行蓄压，并且整个系统高压部分较少，安全性较高，制造成本也较低。
油箱、球阀、油泵、电机、过滤器、截止阀、单向阀、两个蓄能器及连接的管路构成系统的充油蓄压功能。
油箱、球阀、油泵、电机、过滤器、第一截止阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀和油缸以及连接的管路构成系统的慢开慢关功能。
两个蓄能器、第一二通插装阀、第三二通插装阀、第一电磁阀、第二电磁阀、油缸和油箱以及连接的管路构成系统的A通道快关功能，要求时间控制在2-5s以内，同时第二压力开关用于对第一电磁阀和第二电磁阀进行在线检测；
两个蓄能器、第二二通插装阀、第四二通插装阀、第三电磁阀、第四电磁阀、油缸和油箱以及连接的管路构成系统的B通道快关功能，要求时间控制在2-5s以内，同时第三压力开关用于对第三电磁阀和第四电磁阀进行在线检测。
快关B通道的功能同快关A通道功能一致，两个快关回路形成系统的冗余功能，提高系统的可靠性。当快关A通道的两个电磁阀只有一个通电时，系统不会出现快关现象，通过第二压力开关的起跳和复位完成所谓的在线检测。
附图说明
图1为直行程气液联动执行机构的液压控制系统最优实施例示意图；
图2为直行程气液联动执行机构的液压控制系统实现蓄压功能示意图；
图3为直行程气液联动执行机构的液压控制系统实现慢开或慢关功能示意图；
图4为直行程气液联动执行机构的液压控制系统实现快关功能示意图；
图中：1.油箱；2.加油接口；3.液位开关；4.呼吸阀；5.液位计；6.温度计；7.球阀；8.油泵；9.电机；10.过滤器；11.第一截止阀；12.第一安全阀；13.第一压力开关；14.第一压力表；15.第五电磁阀；16.第六电磁阀；17.第一液控单向阀；18.第二液控单向阀；19.油缸；20.单向阀；21.第二截止阀；22.第一二通插装阀；23.第二二通插装阀；24.第三二通插装阀；25.第四二通插装阀；26.第一电磁阀；27.第二电磁阀；28.第三电磁阀；29.第四电磁阀；30.第二压力开关；31.第三压力开关；32.第二压力表；33.第四压力开关；34.第五压力开关；35.第三截止阀；36.第四截止阀；37.第二安全阀；38.充气阀；39.测压接头；40.第一蓄能器；41.第二蓄能器。
具体实施方式
下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，该液压系统包括油箱1、四个二通插装阀(第一二通插装阀22、第二二通插装阀23、第三二通插装阀24、第四二通插装阀25)、两个第一蓄能器(第一蓄能器40、第二蓄能器41)，以及相关连接的管路。
为了实现蓄压、慢开关或者快关功能，在相应管道上设置相关阀门、开关和仪器。
如图2所示，加油接口2、液位开关3、呼吸阀4、液位计5、温度计6均安装在油箱1上，加油接口2用于给油箱1添加液压油，液位开关3用于低液位报警以保护系统，呼吸阀4使油箱1与大气相通，保持常压，液位计5用于显示油箱1的液位，温度计6用于显示油箱1中液压油的温度。
在油箱1的出油管路上依次安装球阀7、油泵8、过滤器10、第一截止阀11、单向阀20和第二截止阀21，其中油泵8通过电机9驱动，第二截止阀21、第一安全阀12均与油箱1连通。
单向阀20和第一截止阀11之间的管路上安装有一支路管道，在支路管道上安装第一安全阀12、第一压力开关13和第一压力表14。
在单向阀20和第二截止阀21之间的管路上引出一路管路，在该引出管路上安装并联连接的第一蓄能器40和第二蓄能器41。
油箱1、球阀7、油泵8、电机9、过滤器10、截止阀11、单向阀20、蓄能器40、蓄能器41以及连接的管路构成系统的充油蓄压功能。
第一压力开关13用于停止电机以保证蓄压压力，压力表14用于显示系统压力，第一安全阀12用于保护系统压力不超过设定值，第二截止阀21用于检修时释放蓄能器40和蓄能器41中的液压油回油箱1。
第一蓄能器40和第二蓄能器41的并联连接的气侧上安装两路带有压力开关(第四压力开关33、第五压力开关34)的管道，在两路管道上分别安装第三截止阀35和第四截止阀36，在第三截止阀35和第四压力开关33之间的管路上安装第二压力表32，在第四截止阀36和第五压力开关34之间的管路上安装第二安全阀37。压力开关用于对蓄能器进行低气压报警，截止阀用于检修时切断管路，第二安全阀37用于保护蓄能器气压不超过设定值。
在上述的管道上可以通过安装充气阀38和测压接头39来外界气源给蓄能器充气，测压接头39可以外界压力显示设备对实时显示充气值。
如图3所示，在上述的单向阀20和第一截止阀11之间引出支路管路，并且在支路管路上并联两路管道之后再连接油缸19，在这其中的两路并联管道上分别依次安装电磁阀(第五电磁阀15和第六电磁阀16)和液控单向阀(第一液控单向阀17、第二液控单向阀18)。
油箱1、球阀7、油泵8、电机9、过滤器10、第一截止阀11、第五电磁阀15、第六电磁阀16、第一液控单向阀17、第二液控单向阀18和油缸19以及连接的管路构成系统的慢开慢关功能。
为了实现快关功能，还设计了两路互为冗余的快关通道A和B。如图4所示，给出了快关通道A的连接示意图。将油缸19和单向阀20之间的管路与第一二通插装阀22的进口相通，同时油缸19的出油管路与第三二通插装阀24的进口相通，同时将第一二通插装阀22的两个出口和第三二通插装阀24的两个出口分别通过管路连通。在其中两个出口连通的管路上安装第一电磁阀26和第二电磁阀27，同时在第一电磁阀26和第二电磁阀27之间的管路上引出支路安装第二压力开关30。另外两个出口连通的管路与第一蓄能器40和第二蓄能器41并联的油侧管路连通。
第一蓄能器40、第二蓄能器41、第一二通插装阀22、第三二通插装阀24、第一电磁阀26、第二电磁阀27、油缸19和油箱1以及连接的管路构成系统的A通道快关功能，要求时间控制在2-5s以内，同时第二压力开关30用于对第一电磁阀26和第二电磁阀27进行在线检测；
快关通道B的连接相同，将油缸19和单向阀20之间的管路与第二二通插装阀23的进口相通，同时将油缸19的出油管路与第四二通插装阀25的进口相通，同时将第二二通插装阀23的两个出口和第四二通插装阀25的两个出口分别通过管路连通。在其中两个出口连通的管路上安装第三电磁阀28和第四电磁阀29，同时在第三电磁阀28和第四电磁阀29之间的管路上引出支路安装第三压力开关31。另外两个出口连通的管路与第一蓄能器40和第二蓄能器41并联的油侧管路连通。
所述第一蓄能器40、第二蓄能器41、第二二通插装阀23、第四二通插装阀25、第三电磁阀28、第四电磁阀29、油缸19和油箱1以及连接的管路构成系统的B通道快关功能，要求时间控制在2-5s以内，同时第三压力开关31用于对第三电磁阀28和第四电磁阀29进行在线检测。
其中第二电磁阀27和第四电磁阀29释放的液压油均回流至油箱1。
工作过程：
通过充气阀38给第一蓄能器40和第二蓄能器41充入所需要的压缩气体，达到设计值后停止充气。启动电机9带动油泵8，同时建立的高压控制油将快关通道的二通插装阀22、23、24、25进行关闭后，高压油经过球阀7从油箱1吸油，流经过滤器10、第一截止阀11、单向阀20进一步压缩蓄能器40和41的气体，直至达到第一压力开关13的设定值，压力开关13起跳停止电机9，从而完成蓄能器40和41的蓄压功能。
当第六电磁阀16通电，启动电机9带动油泵8，高压油经过球阀7从油箱1吸油，流经过滤器10、第一截止阀11、第六电磁阀16、第二液控单向阀18，进入油缸19有杆腔，油缸19无杆腔的低压油经过第一液控单向阀17和第五电磁阀15后回到油箱1，完成阀门的慢开功能；
当电磁阀15通电，启动电机9带动油泵8，高压油经过球阀7从油箱1吸油，流经过滤器10、第一截止阀11、第五电磁阀15、第一液控单向阀17，进入油缸19无杆腔，油缸19有杆腔的低压油经过第二液控单向阀18和第六电磁阀16后回到油箱1，完成阀门的慢关功能；
当快关A通道的电磁阀26和27通电时，二通插装阀22和24的控制油泄压，储存在第一蓄能器40和第二蓄能器41内的高压油在高压气体的推动下，通过第一二通插装阀22快速进入油缸19的无杆腔建立压力从而提供关闭阀门所需要的动力源，同时油缸19有杆腔的液压油通过第三二通插装阀24快速排入油箱1，完成阀门快速关闭所需要的2-5s以内的时间要求。快关B通道的功能同快关A通道功能一致，两个快关回路形成系统的冗余功能。
当快关A通道的电磁阀26、27只有一个通电时，系统不会出现快关现象，通过第二压力开关30的起跳和复位完成所谓的在线检测。快关B通道的在线检测功能同快关A通道功能，两个通道互为冗余，提高系统的可靠性。
Claims (10)
1.一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：包括油箱(1)、依次设在油箱(1)的出油管路上的球阀(7)、油泵(8)、过滤器(10)、第一截止阀(11)、单向阀(20)和第二截止阀(21)，其中油泵(8)通过电机(9)驱动，第二截止阀(21)、第一安全阀(12)均与油箱(1)连通，所述的单向阀(20)和第二截止阀(21)之间的管路上引出一路管路，在该引出管路上安装并联连接的第一蓄能器(40)和第二蓄能器(41)。
2.如权利要求1所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：所述的单向阀(20)和第一截止阀(11)之间的管路上安装有一支路管道，在支路管道上安装第一安全阀(12)、第一压力开关(13)和第一压力表(14)。
3.如权利要求2所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：所述的油箱(1)上设有加油接口(2)、液位开关(3)、呼吸阀(4)、液位计(5)、温度计(6)。
4.如权利要求3所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：所述的第一蓄能器(40)和第二蓄能器(41)的并联连接的气侧上设有两路带有压力开关，即第四压力开关(33)和第五压力开关(34)的管道，两路管道上分别设有第三截止阀(35)和第四截止阀(36)。
5.如权利要求4所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：在所述的第三截止阀(35)和第四压力开关(33)之间的管路上设有第二压力表(32)，在所述的第四截止阀(36)和第五压力开关(34)之间的管路上设有第二安全阀(37)。
6.如权利要求4所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：在所述的第四截止阀(36)和第五压力开关(34)之间的管路上设有充气阀(38)和测压接头(39)。
7.如权利要求3所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：所述单向阀(20)和第一截止阀(11)之间引出支路管路，并且在所述的支路管路上并联两路管道之后再连接油缸(19)，在两路并联管道上分别依次安装电磁阀和液控单向阀。
8.如权利要求7所述的直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：还包括第一二通插装阀(22)和第三二通插装阀(24)，所述的油缸(19)和单向阀(20)之间的管路与第一二通插装阀(22)的进口相通，油缸(19)的出油管路与第三二通插装阀(24)的进口相通，第一二通插装阀(22)的两个出口和第三二通插装阀(24)的两个出口分别通过管路连通，形成两个出口管路，在其中一个出口管路上设有第一电磁阀(26)和第二电磁阀(27)，另一个出口管路与第一蓄能器(40)和第二蓄能器(41)并联的油侧管路连通。
9.如权利要求8所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：还包括第二二通插装阀(23)和第四二通插装阀(25)，所述的油缸(19)和单向阀(20)之间的管路与第二二通插装阀(23)的进口相通，所述的油缸(19)的出油管路与第四二通插装阀(25)的进口相通，第二二通插装阀(23)的两个出口和第四二通插装阀(25)的两个出口分别通过管路连通，形成两个出口管路，在其中一个出口管路上第三电磁阀(28)和第四电磁阀(29)，另一个出口管路与第一蓄能器(40)和第二蓄能器(41)并联的油侧管路连通。
10.如权利要求8所述的一种直行程气液联动执行机构的液压控制系统，其特征在于：在所述的第一电磁阀(26)和第二电磁阀(27)之间的管路上引出支路，并在支路上设有第二压力开关(30)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113357427A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-07 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 用于核电厂主蒸汽隔离阀的气液联动执行机构 |
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2018
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| CN113357427A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-07 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 用于核电厂主蒸汽隔离阀的气液联动执行机构 |
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Legal Events
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