毕业设计论文浅议shafer气液联动阀动作过程与维护保养论文Word文档下载推荐.docx
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1气液联动阀的主要结构
SHAFER气液联动执行机构包括三大部分,分别是:
控制器、驱动器、液压操作系统。
其基本结构见图1-1。
控制器的功能是:
导通动力气的引进流程、切换阀门开关方向、动力气的过滤。
驱动器的功能是:
将动力气的气压在气液罐中变为液压,液压传到液缸中推动叶轮装置作旋转运动,带动阀杆转动。
液压手动系统的功能是:
导通手动泵至驱动器流程,手动泵排出的油压直接作用在驱动器叶轮上,带动阀杆转动。
图1-1气液联动执行机构基本结构
电子控制单元通过压力传感器检测管线中气体压力。
电子控制单元通过ROCLINK判断检测压力是否正常。
电子控制单元通过电磁阀控制气路的通断。
当气路压力的变化导致液缸中气体压力发生变化。
旋转叶片两端压差增大,使传动轴转动,带动阀门动作。
2气液联动阀工作原理
气液联动阀执行机构的工作原理,是在动力气源推动或手动泵压力作用下,将A罐液压油向执行器1、2中注入,并推动转子逆时针转动,打开阀门;
当B罐液压油在动力气源推动或手动泵压力油作用下向执行器3、4中注入时,推动转子顺时针转动,关闭阀门,从而实现阀门的开关动作,如图2-1所示。
图2-1气液联动阀工作原理
3站场进出站使用的气液联动执行机构
站场进出站紧急关断阀所使用的气液联动执行机构,其控制原理图见图3-1。
此气液联动执行机构具有手动操作液压开关阀门,手动操作气液联动开关阀门,远程操作气液联动开关阀门。
(1)执行器
(2)开气/液联动罐(3)关气/液联动罐
(4)手动液压泵(5)速度调节孔板(6)储气罐
(7)排液阀(8)安全阀(9)单向阀
(10)压力表(11)梭阀模块(12)过滤器(140微米)
(13)先导过滤器(25微米)(14)先导控制活塞(15)手柄
(16)梭阀(17)截断阀(18)限位阀(2通路常开)
(19)执行转子(20)压力调节器(21)安全阀
(22)三通路通常关闭的电磁阀(23)两通路通常关闭的电磁阀(24)就地操作装置
图3-1控制原理图
3.1就地手泵操作液压开关阀门
手动操作液压原理:
在SHAFER气液联动阀的控制箱中有一个手动操作杆和手动开关切换换向阀。
当推入气液联动阀手动换向阀的左侧手柄,压动手泵手柄,将开阀气液罐内的液压油压入执行器内,同时执行器内的液压油被压入关阀液压罐,实现开阀操作。
同理推入手动换向阀右侧手柄,实现关阀操作。
泄放平衡阀
3-2手动液动开阀操作液压回路
3.1.1就地手泵操作液压开阀油路分析:
就地手泵操作开阀操作:
(1)把“手动换向阀”上标有“OPEN”侧的按钮推入,确认另一侧标有“CLOSE”的按钮处于拉出状态。
(2)上下压动油泵操作杆,观察干线截断阀阀位指示器转动,当指向“OPEN“位置时,即完成开阀操作。
(3)将油泵操作杆恢复到初始状态。
若不能恢复到原位,可按住手动换向阀体上的泄放平衡阀,将油泵操作杆复位。
(4)操作完毕后,将“手动换向阀”上标有“OPEN”侧的按钮拉出。
当“OPEN”按钮按下,“CLOSE”按钮拉出时,两位四通联动模块处于2号、3号阀位,液压回路如图3-2所示。
在这种回路下,开阀气液缸中的液压油通过单向阀6与手动油泵5的上腔连通,通过单向阀6、单向阀8,与手动油泵5的下腔连通。
当手动油泵5操作杆向上提拉时,活塞上升,上腔缩小下腔扩大,在单向阀9的闭锁作用下,液压油通过单向阀8进入下腔。
当手动油泵5操作杆向下压时,在单向阀8的作用下,液压油不能回流到腔外,而是通过单向阀9流出。
挤压出的液压油通过回路再次进入两位四通联动模块的2号阀位,进而通过速度调节孔板进入旋转叶片执行机构A缸,这样A缸中液压油推动转子旋转,进而扩大A缸容积;
同时,B缸中液压油受到容积变小液面升高的压力,则通过单向阀进入两位四通联动模块3号阀位,进而回流到关阀气液缸。
当开阀操作完成时,在旋转叶片执行机构的止动棒作用下,转子将不再转动,这时液压回路中的液压将大,液压油泵的操作杆有可能落不下来。
这时需要按下泄放平衡阀10,其作用是推开与其按钮连在一起的单向阀,使油泵下腔液压油能够通过单向阀9、泄放平衡阀10流回开阀气液罐、或者再通过单向阀6流回油泵上腔,从而使油泵操作杆落下。
操作结束后,关阀气液罐的液压要远大于开阀气液罐的液压,与两罐相连的平衡活塞11将受到指向“OPEN”按钮的推力,推动滑块自动推开“OPEN”按钮。
在实际上,由于多种原因这种自动行程可能不动作,需要操作人员手动拉开“OPEN”按钮。
3.1.2就地手泵操作液压关阀油路分析
就地手泵操作关阀:
(1)把“手动换向阀”上标有“CLOSE”侧的按钮推入,确认另一侧标有“OPEN”的按钮处于拉出状态。
(2)上下压动油泵操作杆,观察干线截断阀阀位指示器转动,当指向“CLOSE“位置时,即完成关阀操作。
(4)操作完毕后,将“手动换向阀”上标有“CLOSE”侧的按钮拉出。
当“CLOSE“按钮按下,”OPEN“按钮拉出时,两位四通联动模块处于1号、4号阀位。
液压回路如图3-3所示。
在这种回路下,关阀气液罐通过单项阀7与油泵5上腔相连,再通过单项阀8与油泵5下腔相连。
当油泵5操作柄反复拉高下压时,液压油便通过单向阀9回到两位四通联动模块4号阀位,通过速度调节孔板进入旋转叶片执行机构B缸。
这样B缸中液压油推动转子旋转,进而扩大B缸容积;
同时,A缸中液压油受到容积变小液面升高的压力,则通过单向阀进入两位四通联动模块1号阀位,进而回流到开阀气液缸。
油泵泄放平衡阀与两位四通联动模块平衡活塞液压原理与开阀操作时相同。
图3-3手动液动关阀操作液压回路
3.2手动操作气液联动开关阀门
图3-4气液联动阀液压回路
在SHAFER气液联动阀的控制箱中有两个气动操作手柄,干线天然气经过气源截断阀和过滤干燥器后,进入过滤度为140μm的一级过滤网。
当向下拉开左手柄时,手柄推动手动操作部件和活塞向前运动,并带动提升阀向前运动,提升阀一旦离开密封座,气体会迅速进入开阀气液罐并压迫罐内的液压油通过调速阀进人执行器,推动执向器内的翼片旋转,将执行器关阀腔内的液压油压人关阀液压罐,实现开阀操作。
同理,可实现关阀操作
3.2.1手动操作气液联动液压回路分析
气液联动阀,就是通过气压和液压两个回路来联合控制,达到实行开、关阀的操作。
但究其本质,球阀动作都是通过旋转叶片执行器中四个缸中的液压差来带动转子动作进而来实现的。
液压回路的核心部分是两位四通联动模块,它由两个两位四通阀和一个平衡活塞组成。
气液联动阀液压回路如图3-4所示。
在通常情况下,手动换向阀的两侧(即OPEN和CLOSE)均处于拉出状态,则两位四通联动模块的阀位处于1号和3号阀位。
如果气压回路控制高压气进入开阀气液罐,则推动开阀气液灌中的液压油进入1号阀位,进而经过速度调节孔板进入到旋转叶片执行机构中的A缸。
这样,A缸的液压油势能增大(液位变高),旋转叶片执行系统为了趋于势能守恒,则A缸中液面有降低的趋势。
这样,A缸中液压油推动转子旋转,进而扩大A缸容积;
完成开阀操作。
所以,当开阀结束时,关阀气液缸中的液压油要大于开阀气液缸中的油量。
关阀操作与开阀操作同理。
3.2.2控制块结构和原理
气液联动阀气压回路核心模块是控制块。
控制块内部结构如图3-5所示。
图3-5控制块内部结构图
当手动操作开阀门时,拉动开手柄7,手柄推动提升阀活塞6上移,提升阀活塞推动提升阀阀芯1上移,使动力气源与罐A相连,控制模块拉动开手柄内部结构如图3-6所示。
反之手动关阀时拉动关手柄,使动力气源与气罐B相连。
从而执行上述3.2.1节所论述的动作。
图3-6控制块拉动开手柄时内部结构图
3.2.3手动操作气液联动开阀门
拉开“梭阀”模块(11)上的开阀手柄(15),此机械式的手柄直接将力作用在动力梭阀(16)上,使其动作打开原来被“梭阀”(16)和动力气缸活塞(14)封锁住的密闭空间,使得动力气体进入到负责开阀功能的气/液联动罐
(2),动力气驱动液压油使旋转叶片执行器动作。
持续地拉住开手柄(15)直到执行器
(1)驱动阀门达到全开的位置。
当阀门与执行器全部动作完成后,松开手柄(15),“梭阀”模块(11)将恢复到初始全封闭的位置,全部系统达到新的平衡状态。
3.2.4手动操作气液联动关阀门
拉开“梭阀”模块(11)上的关阀手柄(15),手柄直接将力作用在动力梭阀(16)上,使其动作打开原来被“梭阀”(16)和动力气缸活塞(14)封锁住的密闭空间,使得动力气体进入到负责关阀功能的气/液联动罐(3),动力气驱动液压油使旋转叶片执行器动作。
持续地拉住关手柄(15)直到执行器
(1)驱动阀门达到全关的位置。
当阀门与执行器全部动作完成后,松开手柄(15)“梭阀”模块(11)将恢复到初始全封闭的位置,系统达到新的平衡状态。
3.3远程操作气液联动开关阀门
气液联动阀阀门远程开关的气动、液压操作是通过控制电磁阀的动作实现的。
具体原理为:
当调控中心给出关阀信号后,截止式电磁换向阀导通,管道内的天然气可经过一级滤网和过滤度为25μm的二级过滤网进入电磁阀和梭阀,推动活塞运动。
提升阀一旦离开密封座,气体会经过提升阀进人关阀气液罐,并压迫罐内的液压油通过调速阀进人执行器,推动执行器内的翼片旋转,将执行器开阀腔内的液压油压人开阀液压罐,实现远程关阀操作。
同理,可实现远程开阀操作。
3.3.1远程操作气液联动开阀门
当阀门处于关闭状态的位置,给电磁阀(22)断电,限位阀(18)打开,动力气体通过动力接口进入“梭阀”模块(11)中信号气缸的活塞(14)。
“梭阀”(16)打开,动力气进入原来被“梭阀”和气缸封锁住的空间,同时进入负责开阀功能的气/液联动罐
(2),动力气体驱动液压油经过手动泵(4)和速度调节孔板(5),进入了旋转叶片执行器
(1)内,直至执行器驱动阀门到全开的位置。
3.3.2远程操作气液联动关阀门
当阀门处于开闭状态的位置,给电磁阀(22)通电,同时给电磁阀(23)通电,限位阀(18)关闭,动力气体通过动力接口进入“梭阀”模块(11)中信号气缸的活塞(14)。
“梭
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