CN210106275U - 一种推力阀门的电液执行系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种推力阀门电液执行系统，所述的系统包括：用于储存流量的料箱；用于执行开关的推力阀门单元，所述推力阀门包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的液压杆上设有推力阀门；用于输入流量的输入单元，所述输入单元的一端与所述料箱连通，所述输入单元的另一端与所述有杆腔连通；用于返回流量的回路单元，所述回路单元的一端与所述有杆腔连通，所述回路单元的另一端与所述料箱连通，通过对推力阀门单元的有杆腔进行流量的输入和输出，实现有杆腔的液压杆带动推力阀门的运动，便于控制，具有较快的影响速度。

Description

一种推力阀门的电液执行系统

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，特别是涉及一种推力阀门电液执行系统。

背景技术

阀门用电液执行机构通常应用于快速动作、高安全、大负载阀门驱动，然而目前为了实现快速动作，均需要通过储能方式，通常有3种方式：1.机械弹簧储能；2.重锤式储能；3.独立蓄能器液压储能。上述3中方式均存在反应速度低、可靠性不强、集成度低和外泄漏等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种推力阀门电液执行系统，用于解决现有技术中推力阀门不便于控制的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种推力阀门电液执行系统，包括：用于储存流量的料箱；用于执行开关的推力阀门单元，所述推力阀门包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的液压杆上设有推力阀门；用于输入流量的输入单元，所述输入单元的一端与所述料箱连通，所述输入单元的另一端与所述有杆腔连通；用于返回流量的回路单元，所述回路单元的一端与所述有杆腔连通，所述回路单元的另一端与所述料箱连通。

可选的，所述回路单元上设有用于过压保护的溢流阀。

可选的，所述回路单元上还设有至少一个回路子单元，至少一个所述回路子单元分别与所述溢流阀并联。

可选的，所述回路子单元上设有电磁阀和节流阀，所述电磁阀和所述节流阀串联。

可选的，所述无杆腔内包括压缩流体。

可选的，所述推力阀门设置于所述液压杆远离所述无杆腔的一端，且所述推力阀门电液执行系统还包括用于检测推力阀门位置的第一位置传感器和第二位置传感器。

可选的，所述输入单元包括油泵和单向阀，所述油泵和所述单向阀串联。

可选的，所述推力阀门电液执行系统还包括用于压力检测的压力表以及用于压力保护的截止阀，所述输入单元的输入端与所述压力表并联，所述输入单元的输入端与所述截止阀串联。

如上所述，本实用新型的推力阀门电液执行系统，具有以下有益效果：

通过对推力阀门单元的有杆腔进行流量的输入和输出，实现有杆腔的液压杆带动推力阀门的运动，便于控制，具有较快的影响速度。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例推力阀门电液执行系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型另一实施例推力阀门电液执行系统的结构示意图。

零件标号说明

01 料箱

02 输入单元

03 推力阀门单元

031 有杆腔

032 无杆腔

04 回路单元

041 溢流阀

042 回路子单元

1 油箱

2 第一过滤器

3 第一高压油泵

4 第一电机

5 第一单向阀

6 第二过滤器

7 第二高压油泵

8 第二电机

9 第二单向阀

10 压力表

11 第一开阀截止阀

12 第一关阀截止阀

13 第一溢流阀

14 第一快速电磁阀

15 第一快速节流阀

16 第一慢速电磁阀

17 第一慢速节流阀

18 第二开阀截止阀

19 第二关阀截止阀

20 第二溢流阀

21 第二快速电磁阀

22 第二快速节流阀

23 第二慢速电磁阀

24 第二慢速节流阀

25 气液复合油缸

26 下限位开关

27 上限位开关

28 充气截止阀

29 气压表

30 充气阀

31 气压传感器

32 压缩氮气

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

图1显示为一实施例推力阀门电液执行系统的结构示意图，请参见图1，本实用新型提供一种推力阀门电液执行系统，包括：用于储存流量的料箱01；用于执行开关的推力阀门单元03，所述推力阀门包括有杆腔031和无杆腔032，所述有杆腔031的液压杆上设有推力阀门；用于输入流量的输入单元02，所述输入单元02的一端与所述料箱01连通，所述输入单元02的另一端与所述有杆腔031连通；用于返回流量的回路单元04，所述回路单元04的一端与所述有杆腔031连通，所述回路单元04的另一端与所述料箱01连通，本方案通过电液控制实现推力阀门的开关，在推力阀门开启过程中：输入单元02工作，并向有杆腔031内输入流量，有杆腔031内的流量增大，且有杆腔031体积膨胀，无杆腔032体积缩小，进而推力阀门向上运动，实现推力阀门的开启；在推力阀门关闭的过程中，回路单元04开通，有杆腔031内的流量通过回路单元04流向料箱01，无杆腔032膨胀且有杆腔031体积缩小，进而推力阀门向下运动，实现推力阀门闭合。

为了保护推力阀门单元03，防止有杆腔031内的压力过大，所述回路单元04上设有用于过压保护的溢流阀041，当有杆腔031内的压力超过额定压力时，有杆腔031内的多余压力会迫使溢流阀041打开且流量会从溢流阀041返回至料箱01，当有杆腔031内的压力小于等于额定压力时，溢流阀041自动闭合，有利于保持有杆腔031内的压力平衡，以及保持推力阀门的运行状态。

为了提高有杆腔031内的流量回流至料箱01，所述回路单元04上还设有至少一个回路子单元042，至少一个所述回路子单元042分别与所述溢流阀041并联，在具体实施过程中，可设置多个回路子单元，预留电液控制的冗余度，也可将回路子单元设为不同的回流流速，有利于回流控制，具体地，所述回路子单元上设有电磁阀和节流阀，所述电磁阀和所述节流阀串联，电磁阀便于控制开度和相应速度，节流阀有利于设置回流流速的流速及流量大小。

传统气动执行机构由于驱动气压不高，需要很大的缸径来确保大推力输出，本方案采用压缩比高的压缩流体，并将其作为储能介质，在具体实施过程中，所述无杆腔032内包括压缩流体，所述压缩流体包括压缩惰性气体或者压缩氮气，适用于大推力的推力阀门。

为了便于推力阀门的控制，所述推力阀门设置于所述液压杆远离所述无杆腔032的一端，且所述推力阀门电液执行系统还包括用于检测推力阀门位置的第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器和第二位置传感器可以采用机械接触式的传感器，用于检测推力阀门的运动位置，进而产生相应的触发信号；所述第一位置传感器和第二位置传感器可以采用光电开关或者电磁传感器，当推力阀门靠近所述第一位置传感器和第二位置传感器，将第一位置传感器和第二位置传感器的位置信号转化为光电信号或者磁感应信号，进而触发响应。

所述输入单元02包括油泵和单向阀，所述油泵和所述单向阀串联，所述推力阀门电液执行系统还包括用于压力检测的压力表以及用于压力保护的截止阀，所述输入单元02的输入端与所述压力表并联，所述输入单元02的输入端与所述截止阀串联。

在又一实施例中，提供一种利用推力阀门电液执行系统的控制方法，包括：

提供所述推力阀门电液执行系统；

开启输入单元，输入单元将流量从料箱输入有杆腔，并带动所述推力阀门朝向靠近所述无杆腔的方向运动；

开启回路单元的通路，所述有杆腔中的流量由所述回路单元输送至所述料箱，并带动所述推力阀门朝向远离所述无杆腔的方向运动。

推力阀门电液执行方法还包括：

所述回路单元上设有用于过压保护的溢流阀，所述回路单元上还设有至少一个回路子单元，至少一个所述回路子单元分别与所述溢流阀并联；

当所述有杆腔内的压力超压时，所述溢流阀开启，所述有杆腔内的流量返回至所述料箱，所述推力阀门保持当前状态；

当所述回路子单元开启时，所述有杆腔内的流量返回所述料箱，所述推力阀门由当前状态朝向远离所述无杆腔的方向运动。

为了提高推力阀门的使用可靠性，其功能安全需要经过认证，SIL(SafetyIntegrity Level)-安全完整性等级共分为4共的等级：SIL1、SIL2、SIL3、SIL4，产品的功能实现路径的冗余度越高，功能安全等级认证级别就越高。目前常规产品的冗余度普遍不足，因此进一步提升产品功能路径冗余度也是需要进一步解决的额问题，还提供一种推力阀门电液执行系统，请参阅图2，图2为另一实施例推力阀门电液执行系统的结构示意图，油箱1为系统提供运行基本所需的液压油，第一过滤器2和第一单向阀5分别安装于第一高压油泵3吸油口位置和出油口位置，第一电机4驱动油泵旋转泵油，高压油经过第二开阀截止阀18，进入油缸有杆腔，然后活塞向上运动，实现开阀动作，高压油的压力值可通过压力表10显示出来，且可任意进入回路1和回路2。第一开阀截止阀11，第一关阀截止阀12，第二开阀截止阀18，第二关阀截止阀19分别可手动控制开关回路是否启用。第一溢流阀13，第二溢流阀20可双重控制系统不超压，实现压力保护。

当第二快速电磁阀21或第二慢速电磁阀23通电打开后，液压油在压缩氮气的推动下，通过第二快速节流阀22或第二慢速节流阀24回到油箱1，活塞向下运动，实现快速和慢速关阀动作。

下限位开关26、上限位开关27是气液复合油缸25两个极限位置的检测元件，用于反馈给控制系统。气压表29、气压传感器31、充气阀30等用于检测压缩氮气实时压力和及时充压口，充气截止阀28是以上三个元件的总开关阀。

综上所述，本方案具有的特点：集成度高，动作速度快，控制冗余度高，驱动力矩大；集成度高：提供了一种气液复合油缸，油缸无杆腔储存压缩氮气，其外形设计为球形结构，非常利于壳体应力均匀分布，整机有别于独立蓄能器液压储能方式，器体积、重量都非常优势；动作速度快：关阀：采用集成式球形氮气储能结构，且关键是没有中间连接管路，没有能量节流效应，当能量释放时，活塞向下移动，推动活塞杆伸出，可实现快速关阀动作，实现紧急保护，开阀：电机驱动油泵转动，将液压油泵入油缸有杆腔，活塞向上移动，活塞杆缩回，可实现电动可控的开阀动作；控制冗余度高：为了提升产品可靠性，功能安全认证等级达到SL3级及其以上等级，产品每个环节均是双冗余设计，开阀：双电机任意之一均可驱动执行机构动作，且电机正反转均能动作，关阀：共有2个回路可实现关闭动作：回路1、回路2，在每一个回路里，均设置有快速回路和慢速回路，能实现快慢可选择的关闭动作。在控制方面，任意一个控制点均有两条互不影响的硬件回路，可靠性大大提高；驱动力矩大：提供了一种集成式气液复合缸，油缸推力由氮气压力和缸径一起决定，在保证氮气压力不变的前提下，可以增大油缸直径，就能实现大推力驱动。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种推力阀门电液执行系统，其特征在于，包括：

用于储存流量的料箱；

用于执行开关的推力阀门单元，所述推力阀门包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的液压杆上设有推力阀门；

用于输入流量的输入单元，所述输入单元的一端与所述料箱连通，所述输入单元的另一端与所述有杆腔连通；

用于返回流量的回路单元，所述回路单元的一端与所述有杆腔连通，所述回路单元的另一端与所述料箱连通。

2.根据权利要求1所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述回路单元上设有用于过压保护的溢流阀。

3.根据权利要求2所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述回路单元上还设有至少一个回路子单元，至少一个所述回路子单元分别与所述溢流阀并联。

4.根据权利要求3所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述回路子单元上设有电磁阀和节流阀，所述电磁阀和所述节流阀串联。

5.根据权利要求1所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述无杆腔内包括压缩流体。

6.根据权利要求1所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述推力阀门设置于所述液压杆远离所述无杆腔的一端，且所述推力阀门电液执行系统还包括用于检测推力阀门位置的第一位置传感器和第二位置传感器。

7.根据权利要求1所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述输入单元包括油泵和单向阀，所述油泵和所述单向阀串联。

8.根据权利要求1或者7所述的推力阀门电液执行系统，其特征在于：所述推力阀门电液执行系统还包括用于压力检测的压力表以及用于压力保护的截止阀，所述输入单元的输入端与所述压力表并联，所述输入单元的输入端与所述截止阀串联。

Images