CN114458818B - 一种便携式远程阀门电液集成控制系统 - Google Patents

一种便携式远程阀门电液集成控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式远程阀门电液集成控制系统，包括便携式液压动力单元、控制阀组和驱动机构，便携式液压动力单元与控制阀组之间设置有第一供油管路、第一阀门、第一回油管路和第二阀门，所述控制阀组与驱动机构之间设置有第二供油管路和第二回油管路，其中，便携式液压动力单元包括可充电蓄电池、直流电机、微型泵、电源指示模块、充电模块、外壳体、连接轴、电线、进油口、出油口和电力输出口。本发明适用于空间狭小、操作频率低、控制工况少、存在操作风险的阀门集中区域，可实现对阀门的远程集中控制，在降低人员工作量的同时降低了阀门布置要求，在不依赖全船电力供给的情况下利用动力源的可移动性，实现多点驱动。

Description

一种便携式远程阀门电液集成控制系统
技术领域
本发明涉及阀门驱动系统技术领域，尤其涉及一种便携式远程阀门电液集成控制系统。
背景技术
目前传统船用截止阀多采用人工驱动，存在布置和操作空间要求高、操作风险等问题；但电力驱动机构存在结构复杂、对空间和环境要求高、易受电力供给的影响等问题，特别是在空间狭小、电力孤岛运行的舰船上，受能源和空间需求的限制，阀门电动执行机构不适用于操作频率低、控制工况少的阀门；同时，电液压驱动机构也存在控制液压管路布局繁杂、依赖电力供给等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种操作便捷、结构简单、便携式远程阀门电液集成控制系统，适用于空间狭小、操作频率低、控制工况少、存在操作风险的阀门集中区域。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种便携式远程阀门电液集成控制系统，包括便携式液压动力单元、控制阀组和驱动机构，便携式液压动力单元与控制阀组之间设置有第一供油管路、第一阀门、第一回油管路和第二阀门，所述控制阀组与驱动机构之间设置有第二供油管路和第二回油管路。
其中，便携式液压动力单元包括可充电蓄电池、直流电机、微型泵、电源指示模块、充电模块、外壳体、连接轴、电线、进油口、出油口和电力输出口。
其中，控制阀组包括各个执行机构的供油阀、回油阀门、阀组柜以及各阀门操作面板，所述阀门操作面板上设置有阀门开启按钮、阀门关闭按钮、供油口、第三供油管路、第四供油管路、回油口、第三回油管路、第四回油管路、出油口、进油口和电力接收口。
其中，驱动机构包括液压驱动马达、减速机、执行机构安装盘、支撑杆、连轴器、驱动杆、上限位螺母、下限位环、拉伸弹簧、压缩弹簧、止推环、调节螺母、执行机构法兰、螺栓和螺母。
优选地，所述便携式液压动力单元、控制阀组以及驱动机构之间通过管路连接，其中控制阀组与多个驱动机构通过第二供油管路、第二回油管路连接，连接所述便携式液压动力单元与控制阀组的第一供油管路、第一回油管路、电力连线均固定连接在控制阀组上，有使用需求时再与便携式液压动力单元连接，不使用的情况下第一供油管路、第一回油管路上的第一阀门和第二阀门处于关闭状态。
便携式液压动力单元包括可充电蓄电池、直流电机、微型泵、电源指示模块、充电模块、外壳体、连接轴、电线、进油口、出油口和电力输出口。
其中可充电蓄电池与直流电机通过电线连接，所述直流电机和驱动微型泵通过连接轴连接，所述电源指示模块和充电模块与可充电蓄电池连接，且进油口和出油口分别位于微型泵的两侧，所述可充电蓄电池、直流电机、微型泵、电源指示模块和充电模块均固定连接在外壳体上。
优选地，所述控制阀组包括各个执行机构的供油阀、回油阀门、阀组柜以及各阀门操作面板，且阀门操作面板上设置有阀门开启按钮、阀门关闭按钮、供油口、第三供油管路、第四供油管路、回油口、第三回油管路、第四回油管路、出油口、进油口和电力接收口。
便携式液压动力单元中出油口与控制阀组中供油口之间通过第一供油管路连接；且供油口通过第三供油管路与各供油阀连接，所述供油阀通过第四供油管路与出油口连接。
优选地，所述便携式液压动力单元中进油口与控制阀组中回油口之间通过第一回油管路连接；且回油口通过第三回油管路与各回油阀门连接，所述供油阀通过第四回油管路与进油口连接。
阀门开启按钮与供油阀、回油阀门通过线路连接，同时阀门开启按钮与便携式液压动力单元中直流电机通过电力接收口、电力输出口以及电力连线连接。
阀门关闭按钮与供油阀、回油阀门通过线路连接，同时阀门关闭按钮与便携式液压动力单元中直流电机通过电力接收口、电力输出口以及电力连线连接。
优选地，所述驱动机构包括液压驱动马达、供油口、回油口、减速机、执行机构安装盘、支撑杆、连轴器、驱动杆、上限位螺母、下限位环、拉伸弹簧、压缩弹簧、止推环、调节螺母、执行机构法兰、螺栓和螺母。
所述液压驱动马达与减速机连接，并通过减速机一同固定在执行机构安装盘上；执行机构安装盘、止推环以及执行机构法兰通过执行机构支撑杆连接，并通过螺栓与法兰连接；减速机与驱动杆连接，驱动杆通过连轴器与阀门杆连接。
执行机构安装盘与止推环之间通过拉伸弹簧和压缩弹簧支撑，由上限位螺母和下限位环控制执行机构垂向行程，调节螺母用于固定和调节止推环。
阀门处于开启状态下，压缩弹簧处于压缩状态，拉伸弹簧处于拉伸状态，拉力大于压力。
阀门关闭过程中，液压驱动马达驱动阀门做旋转运动，使阀芯下移；拉伸弹簧使执行机构安装盘下移，液压驱动马达和减速机带动驱动杆和阀门杆一起下移，使阀芯进一步压实在阀座上。
阀门处于关闭状态下，压缩弹簧处于压缩状态，拉伸弹簧处于拉伸弹簧，压力大于拉力。
阀门开启过程中，液压驱动马达驱动阀门做旋转运动，使阀芯上移；同时，由压缩弹簧使执行机构安装盘上移，液压驱动马达和减速机带动驱动杆和阀门杆一起上移，使阀芯完全离开阀座。
优选地，当阀门无需操作时，所述便携式液压动力单元与控制阀组无连接，控制阀组无电力需求。
优选地，当需对阀门进行开启或关闭操作时，将控制阀组上的第一供油管路、第一回油管路和电力连线分别与便携式液压动力单元上的出油口、进油口以及电力输出口连接，即可对阀门进行远程操控。
优选地，所述便携式液压动力单元可以作为模块化移动能源单元，在供油管路、电路接口标准条件下可以与多个控制阀组进行对接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明结构简单、驱动单元体积重量小，便于船舶阀门布置，可实现动力源的移动、多点驱动，方便快捷。
2、本发明能实现对阀门的远程集中控制，在降低人员工作量的同时降低了阀门布置要求，提高了阀门操作的安全性。
3、本发明可以不依赖全船电力供给实现对阀门的操作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中便携式液压动力组成示意图；
图3位本发明中控制阀组组成示意图；
图4为本发明中驱动机构组成示意图；
图5为本发明中驱动机构局部放大示意图。
图中：便携式液压动力单元1、控制阀组2、驱动机构3、第一供油管路4.1、第一阀门4.4、第一回油管路4.2、第二阀门4.5、第二供油管路5.1、第二回油管路5.2、阀门6、阀门杆6.1、法兰6.2、可充电蓄电池1.1、直流电机1.2、微型泵1.3、电源指示模块1.4、充电模块1.5、外壳体1.6、连接轴1.7、电线1.8、进油口1.9、出油口1.10、电力输出口1.11、供油阀2.1、回油阀门2.2、阀组柜2.3、阀门操作面板2.4、阀门开启按钮2.4.1、阀门关闭按钮2.4.2、供油口2.5、第三供油管路2.5.1、第四供油管路2.5.2、回油口2.6、第三回油管路2.6.1、第四回油管路2.6.2、出油口2.7、进油口2.8、电力接收口2.9、液压驱动马达3.1、减速机3.2、执行机构安装盘3.3、支撑杆3.4、连轴器3.5、驱动杆3.6、上限位螺母3.7、下限位环3.8、拉伸弹簧3.9、压缩弹簧3.10、止推环3.11、调节螺母3.12、执行机构法兰3.13、螺栓3.14、螺母3.15。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种便携式远程阀门电液集成控制系统，包括便携式液压动力单元1、控制阀组2、驱动机构3、第一供油管路4.1、第一回油管路4.2、电力连线4.3、第二供油管路5.1和第二回油管路5.2。
便携式液压动力单元1、控制阀组2以及驱动机构3之间通过管路连接，其中控制阀组2与多个驱动机构3通过第二供油管路5.1、第二回油管路5.2连接，且便携式液压动力单元1与控制阀组2的第一供油管路4.1、第一回油管路4.2和电力连线4.3固定在控制阀组2上，有使用需求时再与便携式液压动力单元1连接，不使用的情况下第一供油管路4.1和第一回油管路4.2上的第一阀门4.4和第二阀门4.5处于关闭状态。
便携式液压动力单元1包括可充电蓄电池1.1、直流电机1.2、微型泵1.3、电源指示模块1.4、充电模块1.5、外壳体1.6、连接轴1.7、电线1.8、进油口1.9、出油口1.10和电力输出口1.11。
其中可充电蓄电池1.1与直流电机1.2通过电线1.8连接，直流电机1.2驱动微型泵1.3通过连接轴1.7连接，电源指示模块1.4和充电模块1.5与可充电蓄电池1.1连接，进油口1.9和出油口1.10分别位于微型泵1.3两侧，可充电蓄电池1.1、直流电机1.2、微型泵1.3、电源指示模块1.4、充电模块1.5均固定在外壳体1.6上。
控制阀组2包括各个执行机构的供油阀2.1、回油阀2.2、阀组柜2.3以及各阀门操作面板2.4、阀门开启按钮2.4.1、阀门关闭按钮2.4.2、供油口2.5、第三供油管路2.5.1、第四供油管路2.5.2、回油口2.6、第三回油管路2.6.1、第四回油管路2.6.2、出油口2.7、进油口2.8和电力接收口2.9。
便携式液压动力单元1中出油口1.10与控制阀组2中供油口2.5之间通过第一供油管路4.1连接；供油口2.5通过第三供油管路2.5.1与各供油阀2.1连接，出供油阀2.1之后通过第四供油管路2.5.2与出油口2.7连接。
便携式液压动力单元1中进油口1.9与控制阀组2中回油口2.6之间通过第一回油管路4.2连接；回油口2.6通过第三回油管路2.6.1与各回油阀2.2连接，出供油阀2.2之后通过第四回油管路2.6.2与进油口2.8连接，阀门开启按钮2.4.1与某一驱动机构3的供油阀2.1、回油阀2.2通过线路连接，同时开启按钮2.4.1与便携式液压动力单元1中直流电机1.2通过电力接收口2.9、电力输出口1.11以及电力连线4.3连接。
关闭按钮2.4.2与某一驱动机构3的供油阀2.1、回油阀2.2通过线路连接，同时开启按钮2.4.2与便携式液压动力单元1中直流电机1.2通过电力接收口2.9、电力输出口1.11以及电力连线4.3连接。
驱动机构3包括液压驱动马达3.1、供油口3.1.1、回油口3.1.2、减速机3.2、执行机构安装盘3.3、支撑杆3.4、连轴器3.5、驱动杆3.6、上限位螺母3.7、下限位环3.8、拉伸弹簧3.9、压缩弹簧3.10、止推环3.11、调节螺母3.12、执行机构法兰3.13、螺栓3.14和螺母3.15。
液压驱动马达3.1与减速机3.2连接，并通过减速机3.2一同固定在执行机构安装盘3.3上；执行机构安装盘3.3、止推环3.11以及执行机构法兰3.13通过执行机构支撑杆3.4连接，并通过螺栓3.14与法兰6.2连接；减速机3.2与驱动杆3.6连接，驱动杆3.6通过连轴器3.5与阀门杆6.1。
执行机构安装盘3.3与止推环3.11之间通过拉伸弹簧3.9和压缩弹簧3.10支撑，由上限位螺母3.7和下限位环3.8控制执行机构垂向行程，调节螺母3.12用于固定和调节止推环3.11。
当阀门6不执行开启和关闭操作时，便携式液压动力单元1不与控制阀组2有任何连接，便携式液压动力单元1随工作人员处于闲置状态或通过充电模块1.5处于充电状态，控制阀组2处于断电状态，各开启按钮2.4.1、关闭按钮2.4.2、供油阀2.1、回油阀2.2均处于断电和关闭状态。
第一供油管路4.1、第一回油管路4.2以及电力连线4.3分别固定于供油口2.5、回油口2.6以及电力接收口2.9上，第一阀门4.4与第二阀门4.5处于关闭状态。
第二供油管路5.1、第二回油管路5.2一端与控制阀组2的出油口2.7和进油口2.8连接，另一端与驱动机构3的供油口3.1.1和回油口3.1.2连接。
阀门6处于开启状态下，压缩弹簧3.10处于压缩状态，拉伸弹簧3.9处于拉伸状态，拉力大于压力；
阀门6处于关闭状态下，压缩弹簧3.10处于压缩状态，拉伸弹簧3.9处于拉伸弹簧，压力大于拉力。
当要对阀门6执行开启或关闭操作时，由人员携带便携式液压动力单元1至控制阀组2所在位置，将控制阀组2上的第一供油管路4.1、第一回油管路4.2、电力连线4.3分别与便携式液压动力单元1上的出油口1.10、进油口1.9以及电力输出口1.11连接，各开启按钮2.4.1、关闭按钮2.4.2、供油阀2.1、回油阀2.2均处于通电状态，开启第一阀门4.4和第二阀门4.5。
当要对阀门6执行开启操作，便携式液压动力单元1与控制阀组2已连接，控制阀组2已处于通电状态，操作人员按下某一驱动机构3对应的开启按钮2.4.1，供油阀2.1、回油阀2.2处于开启状态，同时便携式液压动力单元1直流电机1.2启动，驱动微型泵1.3，液压油通过出油口1.10出，经第一供油管路4.1、供油口2.5、第三供油管路2.5.1、供油阀2.1、第四供油管路2.5.2、出油口2.7、第二供油管路5.1到达液压驱动马达3.1供油口3.1.1，液压驱动马达3.1由液压油驱动转动，输出轴驱动减速机3.2带动驱动轴3.6，驱动轴3.6再通过连轴器3.5驱动阀门杆6.1，阀门6被开启。
同时液压油从回油口3.1.2出，经第四供油管路2.5.2、进油口2.8、第三回油管路2.6.1、回油阀2.2、第四回油管路2.6.2、回油口2.6、第一回油管路4.2回到微型泵1.3进油口1.9，同时，由压缩弹簧3.10使执行机构安装盘3.3上移，液压驱动马达3.1和减速机3.2带动驱动杆3.6和阀门杆6.1一起上移，使阀芯完全离开阀座。
当要对阀门6执行关闭操作，便携式液压动力单元1与控制阀组2已连接，控制阀组2已处于通电状态，操作人员按下某一驱动机构3对应的关闭按钮2.4.2，供油阀2.1、回油阀2.2处于开启状态，同时便携式液压动力单元1直流电机1.2启动，驱动微型泵1.3反转，液压油由进油口1.9出，经第一回油管路4.2、回油口2.6、第四回油管路2.6.2、回油阀2.2、第三回油管路2.6.1、进油口2.8、第四供油管路2.5.2达到液压驱动马达3.1回油口3.1.2，液压驱动马达3.1由液压油驱动转动反转，输出轴驱动减速机3.2带动驱动轴3.6，驱动轴3.6再通过连轴器3.5驱动阀门杆6.1，阀门6被关闭。
同时液压油从供油口3.1.1出，经第二供油管路5.1、出油口2.7、第四供油管路2.5.2、供油阀2.1、第三供油管路2.5.1、供油口2.5、第一供油管路4.1回到出油口1.10处，同时，拉伸弹簧3.9使执行机构安装盘3.3下移，液压驱动马达3.1和减速机3.2带动驱动杆3.6和阀门杆6.1一起下移，使阀芯进一步压实在阀座上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种便携式远程阀门电液集成控制系统，包括便携式液压动力单元（1）、控制阀组（2）和驱动机构（3），便携式液压动力单元（1）与控制阀组（2）之间设置有第一供油管路（4.1）、第一阀门（4.4）、第一回油管路（4.2）和第二阀门（4.5），所述控制阀组（2）与驱动机构（3）之间设置有第二供油管路（5.1）和第二回油管路（5.2）；
所述控制阀组（2）与多个驱动机构（3）通过第二供油管路（5.1）、第二回油管路（5.2）连接，连接所述便携式液压动力单元（1）与控制阀组（2）的第一供油管路（4.1）、第一回油管路（4.2）、电力连线（4.3）均固定连接在控制阀组（2）上，有使用需求时再与便携式液压动力单元（1）连接，不使用的情况下第一供油管路（4.1）、第一回油管路（4.2）上的第一阀门（4.4）和第二阀门（4.5）处于关闭状态；
便携式液压动力单元（1）包括可充电蓄电池（1.1）、直流电机（1.2）、微型泵（1.3）、电源指示模块（1.4）、充电模块（1.5）、外壳体（1.6）、连接轴（1.7）、电线（1.8）、进油口（1.9）、出油口（1.10）和电力输出口（1.11）；
其中可充电蓄电池（1.1）与直流电机（1.2）通过电线（1.8）连接，所述直流电机（1.2）和驱动微型泵（1.3）通过连接轴（1.7）连接，所述电源指示模块（1.4）和充电模块（1.5）与可充电蓄电池（1.1）连接，且进油口（1.9）和出油口（1.10）分别位于微型泵（1.3）的两侧，所述可充电蓄电池（1.1）、直流电机（1.2）、微型泵（1.3）、电源指示模块（1.4）和充电模块（1.5）均固定连接在外壳体（1.6）上；
所述控制阀组（2）包括各个执行机构的供油阀（2.1）、回油阀门（2.2）、阀组柜（2.3）以及各阀门操作面板（2.4），且阀门操作面板（2.4）上设置有阀门开启按钮（2.4.1）、阀门关闭按钮（2.4.2）、供油口（2.5）、第三供油管路（2.5.1）、第四供油管路（2.5.2）、回油口（2.6）、第三回油管路（2.6.1）、第四回油管路（2.6.2）、出油口（2.7）、进油口（2.8）和电力接收口（2.9）；
便携式液压动力单元（1）中出油口（1.10）与控制阀组（2）中供油口（2.5）之间通过第一供油管路（4.1）连接；且供油口（2.5）通过第三供油管路（2.5.1）与各供油阀（2.1）连接，所述供油阀（2.1）通过第四供油管路（2.5.2）与出油口（2.7）连接；
所述便携式液压动力单元（1）中进油口（1.9）与控制阀组（2）中回油口（2.6）之间通过第一回油管路（4.2）连接；且回油口（2.6）通过第三回油管路（2.6.1）与各回油阀门（2.2）连接，所述供油阀（2.1）通过第四回油管路（2.6.2）与进油口（2.8）连接；
阀门开启按钮（2.4.1）与供油阀（2.1）、回油阀门（2.2）通过线路连接，同时阀门开启按钮（2.4.1）与便携式液压动力单元（1）中直流电机（1.2）通过电力接收口（2.9）、电力输出口（1.11）以及电力连线（4.3）连接；
阀门关闭按钮（2.4.2）与供油阀（2.1）、回油阀门（2.2）通过线路连接，同时阀门关闭按钮（2.4.2）与便携式液压动力单元（1）中直流电机（1.2）通过电力接收口（2.9）、电力输出口（1.11）以及电力连线（4.3）连接；
所述驱动机构（3）包括液压驱动马达（3.1）、供油口（3.1.1）、回油口（3.1.2）、减速机（3.2）、执行机构安装盘（3.3）、支撑杆（3.4）、连轴器（3.5）、驱动杆（3.6）、上限位螺母（3.7）、下限位环（3.8）、拉伸弹簧（3.9）、压缩弹簧（3.10）、止推环（3.11）、调节螺母（3.12）、执行机构法兰（3.13）、螺栓（3.14）和螺母（3.15）；
所述液压驱动马达（3.1）与减速机（3.2）连接，并通过减速机（3.2）一同固定在执行机构安装盘（3.3）上；执行机构安装盘（3.3）、止推环（3.11）以及执行机构法兰（3.13）通过执行机构支撑杆（3.4）连接，并通过螺栓（3.14）与法兰6.2连接；减速机（3.2）与驱动杆（3.6）连接，驱动杆（3.6）通过连轴器（3.5）与阀门杆（6.1）连接；
执行机构安装盘（3.3）与止推环（3.11）之间通过拉伸弹簧（3.9）和压缩弹簧（3.10）支撑，由上限位螺母（3.7）和下限位环（3.8）控制执行机构垂向行程，调节螺母（3.12）用于固定和调节止推环（3.11）；
第二供油管路（5.1）、第二回油管路（5.2）一端与控制阀组（2）的出油口（2.7）和进油口（2.8）连接，另一端与驱动机构（3）的供油口（3.1.1）和回油口（3.1.2）连接；
阀门（6）关闭过程中，液压驱动马达（3.1）驱动阀门（6）做旋转运动，使阀芯下移；拉伸弹簧（3.9）使执行机构安装盘（3.3）下移，液压驱动马达（3.1）和减速机（3.2）带动驱动杆（3.6）和阀门杆（6.1）一起下移，使阀芯进一步压实在阀座上；
阀门（6）处于关闭状态下，压缩弹簧（3.10）处于压缩状态，拉伸弹簧（3.9）处于拉伸状态，压力大于拉力；
阀门（6）开启过程中，液压驱动马达（3.1）驱动阀门（6）做旋转运动，使阀芯上移；同时，由压缩弹簧（3.10）使执行机构安装盘（3.3）上移，液压驱动马达（3.1）和减速机（3.2）带动驱动杆（3.6）和阀门杆（6.1）一起上移，使阀芯完全离开阀座；
阀门（6）处于开启状态下，压缩弹簧（3.10）处于压缩状态，拉伸弹簧（3.9）处于拉伸状态，拉力大于压力；
当阀门（6）无需操作时，所述便携式液压动力单元（1）与控制阀组（2）无连接；
当需对阀门（6）进行开启或关闭操作时，将控制阀组（2）上的第一供油管路（4.1）、第一回油管路（4.2）和电力连线（4.3）分别与便携式液压动力单元（1）上的出油口（1.10）、进油口（1.9）以及电力输出口（1.11）连接，即可对阀门（6）进行远程操控。
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