CN204784959U - 一种闸阀电液驱动系统及闸阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种闸阀电液驱动系统及闸阀,其中闸阀电液驱动系统,包括电机,液压泵,集成控制阀,油缸,蓄能器,液压油箱,监测及控制系统;所述集成控制阀包括溢流阀,单向阀,快速接头,两位三通电磁球阀,节流阀,压力传感器,两位四通电磁换向阀,液控单向阀;本实用新型主要特征为带蓄能器应急功能,油路设计保证蓄能器充液不影响系统工作;同时应用缓冲油缸,可以实现紧急关阀后段缓闭功能,有效防止水锤现象。同时带压力检测功能,根据压力检测结果及运算,能提供在线故障诊断及过载保护。
Description
技术领域
本实用新型属矿山排水技术领域,具体涉及一种闸阀电液驱动系统及闸阀。
背景技术
闸阀由于其结构简单,密封性好等优势,广泛应用于矿山等给排水系统。市场上闸阀执行机构比较常见的为手轮开关。随着闸阀向高压,大通径及自动化方向发展。手轮开关执行机构已不能满足需求。目前,出现了电动执行方案,通过电机旋转运动及减速机增扭,替代手轮机构,一方面可以较少劳动强度,另一方面易于实现远程控制;但其存在问题较多:主要是带载启动困难,过载保护不易实现,往往造成结构冲击损坏,另外,停电紧急情况下的应急开阀或应急关阀功能难以实现。为克服电动执行器的问题,市场上出现了部分液动执行器方案,目前已有的几种方案如下:
专利CN202012516U及CN201110057860《一种煤矿自动排水用液动执行器》,存在的问题:1、虽然解决了应急开/关动力问题,但无法实现执行机构在任意位置对蓄能器进行充液,仅油缸伸到头或缩到头后才能对蓄能器进行充液,极大限制了该机构功能扩展,如闸阀在保持半开的状态下,需要对蓄能器进行充液时,无法实施;2、无系统检测报警,故障自诊断功能,安全应急设备可靠性要求高,应急蓄能器充气压力是否满足要求,无法提供实时动态检测判断;3、根据其提供的两个原理,应急功能在电磁铁得电时才有效,而所需的应该是断电的紧急情况下能实现紧急关阀功能;4、双杠驱动,容易产生不同步从而导致油缸或结构憋坏的问题,在实际使用中不实用。
专利CN200510048257《液压可控闸阀》采用液压马达替代电机直接驱动丝杠旋转运动从而实现阀门开闭,本质上仍然输出旋转运动,与直接电机驱动类似,且无应急功能。
专利CN201110075968《一种矿用潜水电液控制闸阀》采用双向齿轮泵正反转来驱动油缸进行闸阀开关,控制简单,但无应急功能。
实用新型内容
针对以上问题,本实用新型提供一种闸阀电液驱动系统及闸阀,可以有效解决上述问题。本实用新型的技术方案如下:
一种闸阀电液驱动系统,包括电机,液压泵,集成控制阀,油缸,蓄能器,液压油箱,监测及控制系统;所述集成控制阀包括溢流阀,单向阀,快速接头,两位三通电磁球阀,节流阀,压力传感器,两位四通电磁换向阀,液控单向阀,其中液控单向阀包含两个,与油缸上下腔各连接1个;
液压泵由电机驱动,其吸油口与油箱相连,压力油口并联保护溢流阀,溢流阀回油口接油箱,液压泵出油口同时连接单向阀,液压泵压力油路通过单向阀后,连接在两位三通电磁球阀的p口;在单向阀与两位三通电磁球阀之间的压力油路中间,设置保压蓄能器,保压蓄能器出口与压力油路通过节流阀连接;压力传感器连接在单向阀与两位三通电磁球阀间压力油路上。两位三通电磁球阀的A口与两位四通电磁换向阀的P口相连,两位四通电磁换向阀的A、B口分别连接两个液控单向阀的A口,油缸的上下腔分别连接到两个液控单向阀的B口。
进一步的,在油缸内部设有位置传感器,用于判定油缸活塞的位置,从而实时显示闸阀的开启或关闭状态;根据传感器位置信号,判断开/关是否到位,到位后停止动作。所述位置传感器也可以用位置检测开关代替。
进一步的,油缸带末端缓冲。阀门关闭时,油缸前段80%行程在蓄能器作用下,流量迅速释放,阀门快速运动;至关闭末端时,油缸进入缓冲段,最终实现阀门缓慢关闭,有效防止水锤现象。
本实用新型同时提供一种闸阀,具有上述的闸阀电液驱动系统。
本实用新型的有益效果如下:
1、提供应急关闭方案,蓄能器在正常工作时同样起中间‘能量储存’作用,这样可以有效减小电机的功率,且开关的速度更快;
2、系统具有自诊断功能,安全可靠。系统可根据压力传感器检测的实时信号,来判定系统工作是否正常:
3、执行机构带末端缓冲,防止水锤现象。阀门关闭时,前段行程在蓄能器作用下,流量迅速释放,阀门快速运动,至关闭末端时,油缸进入缓冲段,最终实现阀门缓慢关闭,有效防止水锤现象。
4、专用集成控制阀,所有控制元件集成于专用集成块,结构紧凑,系统布置方便。
5、实现任意位置下充液保压,实现阀门开度的调整。
6、方便实现压力监测和过载保护功能:压力传感器采集压力信号,位移传感器采集位移信号,综合开/关阀工况;设定动作时的保护压力,当压力达到或超过安全压力时,关闭动作,机构卸荷,实现对开关力的准确控制,对闸阀及执行机构进行保护,防止超载造成损坏;(同时,开发自学习功能,系统根据各自阀不同工况的开关力的监测及学习,自动优化、精确控制正常开启和关闭的力,对闸板卡滞等异常情况进行报警提示。
附图说明
图1是本实用新型的系统原理图
附图标号说明
1电机,2液压油箱,3液压泵,4集成控制阀,5油缸,6位置传感器;41溢流阀,42单向阀,43快速接头,44两位三通电磁球阀,45节流阀,46压力传感器,47两位四通电磁换向阀,48液控单向阀,61蓄能器
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明,如图1所示,一种闸阀电液驱动系统,包括电机1,液压泵3,集成控制阀4,油缸5,蓄能器61,液压油箱及管路辅件2,监测及控制系统;集成控制阀4包括溢流阀41,单向阀42,快速接头43,两位三通电磁球阀44,节流阀45,压力传感器46,两位四通电磁换向阀47,液控单向阀48,其中液控单向阀48包含两个,与油缸上下腔各连接1个;
液压泵3由电机1驱动,其吸油口与油箱2相连,压力油口并联保护溢流阀4a,溢流阀41回油口接油箱,液压泵3出油口同时连接单向阀42,液压泵3压力油路通过单向阀42后,连接在两位三通电磁球阀44的p口;在单向阀42与电磁球阀44之间的压力油路中间,设置保压蓄能器61,蓄能器61出口与压力油路通过节流阀45连接;压力传感器46连接在单向阀42与两位三通电磁球阀44之间压力油路上。电磁球阀44的A口与两位四通电磁换向阀47的P口相连,两位四通电磁换向阀47的A、B口分别连接液控单向阀48的A口,油缸5的上下腔分别连接到液控单向阀48的B口。
进一步的,在油缸5内部设有位置传感器6,用于判定油缸活塞的位置,从而实时显示闸阀的开启或关闭状态;根据传感器位置信号,判断开/关是否到位,到位后停止动作。所述位置传感器6也可以用位置检测开关代替。
进一步的,油缸带末端缓冲。阀门关闭时,油缸前段80%行程在蓄能器作用下,流量迅速释放,阀门快速运动;至关闭末端时,油缸进入缓冲段,最终实现阀门缓慢关闭,有效防止水锤现象。
本系统的工作原理如下:
系统工作分为‘充液’,‘动作’及‘紧急’工况。
充液工况:系统启动时,DT01得电,电机1启动,驱动油泵3工作,压力油经单向阀4b对蓄能器6进行充液;当压力传感器4f压力达到设定压力Pmax时,电机1停止,系统进入‘保压’工况;系统压力传感器4f在线监测压力信号,当压力信号小于Pmin时,电机启动,继续对蓄能器6充液,直至压力达到Pmax,电机停止。
动作工况:执行机构需要动作时,系统进入动作工况。执行关阀动作时,DT01失电,DT02失电,蓄能器6中的压力油通过电磁阀2左位进入油缸5无杆腔,推动活塞杆伸出,实现闸板关闭;当闸板关闭到要求位置时,控制系统发出信号,DT01得电,油缸在液控单向阀4f的保持下,锁定在固定位置。
需要执行开阀动作时,DT01失电,DT02得电,蓄能器6中压力油通过电磁阀2右位进入油缸有杆腔,推动活塞杆回缩,当闸板开启到要求位置时,控制系统发出信号,DT01得电,DT02失电,油缸锁定在固定位置。
紧急工况:系统失电或发出紧急指令时,DT01,DT02失电,蓄能器6中的压力油通过电磁阀2左位进入油缸5无杆腔,推动活塞杆伸出,实现闸阀紧急关闭。
本实用新型的采用集成的液压系统设计,油路设计保证蓄能器充液不影响系统工作,油缸处于任意位置时,电磁阀DT01可控制蓄能器充液;油缸正常动作时,蓄能器中的‘预充’油液可与齿轮泵同时供油,较少关阀时间,提高工作效率,减小电机功率。同时本系统带压力检测功能:根据压力检测结果及运算,能提供在线故障诊断及过载保护。
以上是对本实用新型进行了示例性的描述,显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种闸阀电液驱动系统,其特征在于,包括电机,液压泵,集成控制阀,油缸,蓄能器,液压油箱,监测及控制系统;
所述集成控制阀包括溢流阀,单向阀,快速接头,两位三通电磁球阀,节流阀,压力传感器,两位四通电磁换向阀,液控单向阀,其中液控单向阀包含两个,与油缸上下腔各连接1个;
所述液压泵由所述电机驱动,其吸油口与油箱相连,出油口并联溢流阀,溢流阀回油口接油箱,液压泵出油口同时连接单向阀,液压泵压力油路通过单向阀后,连接在两位三通电磁球阀的p口;在单向阀与两位三通电磁球阀之间的压力油路中间,设置保压蓄能器,保压蓄能器出口与压力油路通过节流阀连接;压力传感器连接在单向阀与两位三通电磁球阀间压力油路上。两位三通电磁球阀的A口与两位四通电磁换向阀的P口相连,两位四通电磁换向阀的A、B口分别连接两个液控单向阀的A口,油缸的上下腔分别连接到两个液控单向阀的B口。
2.根据权利要求1所述的一种闸阀电液驱动系统,其特征在于,在油缸内部设有位置传感器,用于判定油缸活塞的位置,从而实时显示闸阀的开启或关闭状态。
3.根据权利要求1所述的一种闸阀电液驱动系统,其特征在于,所述油缸带末端缓冲,阀门关闭时,油缸前段80%行程在蓄能器作用下,流量迅速释放,阀门快速运动;至关闭末端时,油缸进入缓冲段,实现阀门缓慢关闭。
4.一种闸阀,其特征在于,具有权利要求1-3任一项所述的闸阀电液驱动系统。
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CN201520521677.XU CN204784959U (zh) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | 一种闸阀电液驱动系统及闸阀 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105257889A (zh) * | 2015-07-17 | 2016-01-20 | 湖南山源安自控系统有限公司 | 一种闸阀电液驱动系统及闸阀 |
CN109303937A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-05 | 重庆医科大学附属第三医院(捷尔医院) | 左心引流管的自动减压调节装置 |
US10527068B2 (en) | 2017-08-18 | 2020-01-07 | Expro Americas, Llc | System for hydraulic pressure relief valve operation |
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GR01 | Patent grant | ||
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AV01 | Patent right actively abandoned |
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