阀门液压伺服执行器的详解

阀门液压伺服执行器是用来自动控制阀门开度 的驱动装置, 根据其控制方式可以分为直行程液压 伺服执行器和角行程液压伺服执行器。直行程液压 伺服执行器的输出是直线位移, 角行程液压伺服执 行器的输出是角度位移。根据其结构形式可以分为 紧凑型液压伺服执行器和标准型液压伺服执行器, 紧凑型液压伺服执行器是液压元附件高度集成的结 构形式, 标准型液压伺服执行器则是采用标准液压 元附件进行组合的结构形式。阀门液压伺服执行器 接受到某一电信号时, 将其转换成与输入信号相对 应的直线或转角位移, 自动地调节阀门的开度, 实 现工业过程的自动调节。

紧凑型直行程液压伺服执行器

紧凑型直行程液压伺服执行器由电机驱动油泵经过过滤器和自带反馈装 置的伺服阀把液压油送到油缸, 实现活塞杆的伸出 或收回动作。当达到所需的控制位置时, 多余的液 压油将通过可调节的溢流阀流回油箱。从控制器来 的电输入信号(可以是电流信号, 也可以是电压信 号) 作用在电液伺服阀的电磁线圈上, 此时系统作 用一个力在衔铁上, 使其偏离中心位置。挡板连接 着衔铁, 由此可在喷嘴之间形成不相等的间距。高压油流通过节流孔从喷嘴喷出供油。由于衔铁偏离 了中心位置而带动主阀芯移动, 使得液压油流进或 流出油缸。油缸的动作被传递到控制部件, 也通过反馈杆和连接装置传递给伺服阀。反馈弹簧因此被 拉紧或放松, 从而作用一个与输入信号产生效果相 反的力在衔铁上。当阀杆到达新的位置时, 作用在 衔铁上的力平衡了, 挡板回到喷嘴中间, 活塞杆和 阀杆便停止运动。执行机构的直线输出位移与输入 信号成比例关系。

由于受到结构的限制, 紧凑型直行程液压伺服 执行器的推力一般为1 500～200 000N , 行程为20 ～120mm , 速度为2～40mm/ s。紧凑型直行程液 压伺服执行器适合于各类控制阀门。

紧凑型角行程液压伺服执行器

紧凑型角行程液压伺服执行器的工作原理 所示。由电机驱动油泵经过过滤器和自带反馈装置的 伺服阀把液压油送到铰接式油缸, 实现活塞杆的伸出 或收回动作。当达到所需的控制位置时, 多余的液压 油将通过可调节的溢流阀流回油箱。从控制器来的电 输入信号(可以是电流信号, 也可以是电压信号) 作 用在电液伺服阀的电磁线圈上, 此时系统作用一个力在衔铁上, 使其偏离中心位置。挡板连接着衔铁, 由此可在喷嘴之间形成不相等的间距。高压油流通 过节流孔从喷嘴喷出供油。由于衔铁偏离了中心位 置而带动主阀芯移动, 使得液压油流进或流出铰接 式油缸, 从而带动输出轴旋转。油缸的动作被传递 到控制部件, 也通过反馈条和连接装置传递给伺服 阀。反馈弹簧因此被拉紧或放松, 从而作用一个与 输入信号产生效果相反的力在衔铁上。当阀杆到达 新的位置时, 作用在衔铁上的力平衡了, 挡板回到 喷嘴中间, 活塞杆和阀杆便停止运动。执行机构的 角度输出位移与输入信号成比例关系。

　由于受到结构的限制, 紧凑型角行程液压伺服 执行器的力矩一般为40～4 500N·m , 角度行程为 70°～90°, 速度为4°～35°/ s。紧凑型角行程液压伺 服执行器适合于各类蝶阀。

标准型液压伺服执行器

标准型液压伺服执行器的工作原理所 示。由电机驱动双泵经过过滤器和伺服阀把液压油 送入油缸中, 实现活塞杆的伸出或收回动作。在要 求大范围动作的情况下, 液压系统需要较大的流 量, 低压大流量泵和高压小流量泵同时供油到油 缸, 此时系统压力低一些。在要求小范围动作或高 压力动作的情况下, 液控换向阀阀芯左移, 低压大 流量泵处于循环状态(即直接回油箱) , 系统仅由 高压小流量泵供油到伺服阀。系统的最高压力由溢流 阀来调定。这样可确保在低压大范围动作的情况下有 足够的油量使活塞以所需的速度运行, 又可以避免执 行器高压运行时过多的发热。测压点监测液压泵的压 力, 压力表监测蓄能器的压力。溢流阀是经TüV 检 测的安全阀, 用于控制蓄能器的最大压力。油缸的运行速度是由伺服阀来控制, 但其最大的运行速度是由 单向节流阀控制。在油泵不供油或系统失去油压的情 况下, 液控换向阀组动作, 使得蓄能器直接把压力油 供给油缸, 以实现阀门紧急打开或关闭的动作。在断 电时, 油缸也可以通过手泵和手动换向阀进行手动双 向运行。在电机断电时, 液控单向阀锁住, 中断了伺 服阀和油缸之间的液压通路, 将油缸活塞锁定在故障 发生时的位置。配备了蓄能器的执行器, 可将活塞移 动到预先设定的位置。执行机构的直线输出位移与输 入信号成比例关系。

标准型液压伺服执行器的推力最大可以到 1 000 kN , 行程没有限制, 速度为2 ～ 40mm/ s。 标准型液压伺服执行器适合于各类控制阀门, 尤其 是大型阀门。

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