閥門液壓伺服執行器的詳解

閥門液壓伺服執行器是用來自動控制閥門開度 的驅動裝置, 根據其控制方式可以分為直行程液壓 伺服執行器和角行程液壓伺服執行器。直行程液壓 伺服執行器的輸出是直線位移, 角行程液壓伺服執 行器的輸出是角度位移。根據其結構形式可以分為 緊湊型液壓伺服執行器和標準型液壓伺服執行器, 緊湊型液壓伺服執行器是液壓元附件高度集成的結 構形式, 標準型液壓伺服執行器則是采用標準液壓 元附件進行組合的結構形式。閥門液壓伺服執行器 接受到某一電信號時, 將其轉換成與輸入信號相對 應的直線或轉角位移, 自動地調節閥門的開度, 實 現工業過程的自動調節。

緊湊型直行程液壓伺服執行器

緊湊型直行程液壓伺服執行器由電機驅動油泵經過過濾器和自帶反饋裝 置的伺服閥把液壓油送到油缸, 實現活塞桿的伸出 或收回動作。當達到所需的控制位置時, 多余的液 壓油將通過可調節的溢流閥流回油箱。從控制器來 的電輸入信號(可以是電流信號, 也可以是電壓信 號) 作用在電液伺服閥的電磁線圈上, 此時系統作 用一個力在銜鐵上, 使其偏離中心位置。擋板連接 著銜鐵, 由此可在噴嘴之間形成不相等的間距。高壓油流通過節流孔從噴嘴噴出供油。由于銜鐵偏離 了中心位置而帶動主閥芯移動, 使得液壓油流進或 流出油缸。油缸的動作被傳遞到控制部件, 也通過反饋桿和連接裝置傳遞給伺服閥。反饋彈簧因此被 拉緊或放松, 從而作用一個與輸入信號產生效果相 反的力在銜鐵上。當閥桿到達新的位置時, 作用在 銜鐵上的力平衡了, 擋板回到噴嘴中間, 活塞桿和 閥桿便停止運動。執行機構的直線輸出位移與輸入 信號成比例關系。

由于受到結構的限制, 緊湊型直行程液壓伺服 執行器的推力一般為1 500～200 000N , 行程為20 ～120mm , 速度為2～40mm/ s。緊湊型直行程液 壓伺服執行器適合于各類控制閥門。

緊湊型角行程液壓伺服執行器

緊湊型角行程液壓伺服執行器的工作原理 所示。由電機驅動油泵經過過濾器和自帶反饋裝置的 伺服閥把液壓油送到鉸接式油缸, 實現活塞桿的伸出 或收回動作。當達到所需的控制位置時, 多余的液壓 油將通過可調節的溢流閥流回油箱。從控制器來的電 輸入信號(可以是電流信號, 也可以是電壓信號) 作 用在電液伺服閥的電磁線圈上, 此時系統作用一個力在銜鐵上, 使其偏離中心位置。擋板連接著銜鐵, 由此可在噴嘴之間形成不相等的間距。高壓油流通 過節流孔從噴嘴噴出供油。由于銜鐵偏離了中心位 置而帶動主閥芯移動, 使得液壓油流進或流出鉸接 式油缸, 從而帶動輸出軸旋轉。油缸的動作被傳遞 到控制部件, 也通過反饋條和連接裝置傳遞給伺服 閥。反饋彈簧因此被拉緊或放松, 從而作用一個與 輸入信號產生效果相反的力在銜鐵上。當閥桿到達 新的位置時, 作用在銜鐵上的力平衡了, 擋板回到 噴嘴中間, 活塞桿和閥桿便停止運動。執行機構的 角度輸出位移與輸入信號成比例關系。

　由于受到結構的限制, 緊湊型角行程液壓伺服 執行器的力矩一般為40～4 500N·m , 角度行程為 70°～90°, 速度為4°～35°/ s。緊湊型角行程液壓伺 服執行器適合于各類蝶閥。

標準型液壓伺服執行器

標準型液壓伺服執行器的工作原理所 示。由電機驅動雙泵經過過濾器和伺服閥把液壓油 送入油缸中, 實現活塞桿的伸出或收回動作。在要 求大范圍動作的情況下, 液壓系統需要較大的流 量, 低壓大流量泵和高壓小流量泵同時供油到油 缸, 此時系統壓力低一些。在要求小范圍動作或高 壓力動作的情況下, 液控換向閥閥芯左移, 低壓大 流量泵處于循環狀態(即直接回油箱) , 系統僅由 高壓小流量泵供油到伺服閥。系統的最高壓力由溢流 閥來調定。這樣可確保在低壓大范圍動作的情況下有 足夠的油量使活塞以所需的速度運行, 又可以避免執 行器高壓運行時過多的發熱。測壓點監測液壓泵的壓 力, 壓力表監測蓄能器的壓力。溢流閥是經TüV 檢 測的安全閥, 用于控制蓄能器的最大壓力。油缸的運行速度是由伺服閥來控制, 但其最大的運行速度是由 單向節流閥控制。在油泵不供油或系統失去油壓的情 況下, 液控換向閥組動作, 使得蓄能器直接把壓力油 供給油缸, 以實現閥門緊急打開或關閉的動作。在斷 電時, 油缸也可以通過手泵和手動換向閥進行手動雙 向運行。在電機斷電時, 液控單向閥鎖住, 中斷了伺 服閥和油缸之間的液壓通路, 將油缸活塞鎖定在故障 發生時的位置。配備了蓄能器的執行器, 可將活塞移 動到預先設定的位置。執行機構的直線輸出位移與輸 入信號成比例關系。

標準型液壓伺服執行器的推力最大可以到 1 000 kN , 行程沒有限制, 速度為2 ～ 40mm/ s。 標準型液壓伺服執行器適合于各類控制閥門, 尤其 是大型閥門。

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