一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)及閘閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬礦山排水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)及閘閥。
【背景技術(shù)】
[0002]閘閥由于其結(jié)構(gòu)簡單，密封性好等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于礦山等給排水系統(tǒng)。市場上閘閥執(zhí)行機構(gòu)比較常見的為手輪開關(guān)。隨著閘閥向高壓，大通徑及自動化方向發(fā)展。手輪開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)已不能滿足需求。目前，出現(xiàn)了電動執(zhí)行方案，通過電機旋轉(zhuǎn)運動及減速機增扭，替代手輪機構(gòu)，一方面可以較少勞動強度，另一方面易于實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；但其存在問題較多:主要是帶載啟動困難，過載保護不易實現(xiàn)，往往造成結(jié)構(gòu)沖擊損壞，另外，停電緊急情況下的應(yīng)急開閥或應(yīng)急關(guān)閥功能難以實現(xiàn)。為克服電動執(zhí)行器的問題，市場上出現(xiàn)了部分液動執(zhí)行器方案，目前已有的幾種方案如下:
[0003]專利CN202012516U及CN201110057860《一種煤礦自動排水用液動執(zhí)行器》，存在的問題:1、雖然解決了應(yīng)急開/關(guān)動力問題，但無法實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)在任意位置對蓄能器進行充液，僅油缸伸到頭或縮到頭后才能對蓄能器進行充液，極大限制了該機構(gòu)功能擴展，如閘閥在保持半開的狀態(tài)下，需要對蓄能器進行充液時，無法實施；2、無系統(tǒng)檢測報警，故障自診斷功能，安全應(yīng)急設(shè)備可靠性要求高，應(yīng)急蓄能器充氣壓力是否滿足要求，無法提供實時動態(tài)檢測判斷；3、根據(jù)其提供的兩個原理，應(yīng)急功能在電磁鐵得電時才有效，而所需的應(yīng)該是斷電的緊急情況下能實現(xiàn)緊急關(guān)閥功能；4、雙杠驅(qū)動，容易產(chǎn)生不同步從而導(dǎo)致油缸或結(jié)構(gòu)憋壞的問題，在實際使用中不實用。
[0004]專利CN200510048257《液壓可控閘閥》采用液壓馬達(dá)替代電機直接驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)運動從而實現(xiàn)閥門開閉，本質(zhì)上仍然輸出旋轉(zhuǎn)運動，與直接電機驅(qū)動類似，且無應(yīng)急功能。
[0005]專利CN201110075968《一種礦用潛水電液控制閘閥》采用雙向齒輪栗正反轉(zhuǎn)來驅(qū)動油缸進行閘閥開關(guān)，控制簡單，但無應(yīng)急功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對以上問題，本實用新型提供一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)及閘閥，可以有效解決上述問題。本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機，液壓栗，集成控制閥，油缸，蓄能器，液壓油箱，監(jiān)測及控制系統(tǒng)；所述集成控制閥包括溢流閥，單向閥，快速接頭，兩位三通電磁球閥，節(jié)流閥，壓力傳感器，兩位四通電磁換向閥，液控單向閥，其中液控單向閥包含兩個，與油缸上下腔各連接I個；
[0008]液壓栗由電機驅(qū)動，其吸油口與油箱相連，壓力油口并聯(lián)保護溢流閥，溢流閥回油口接油箱，液壓栗出油口同時連接單向閥，液壓栗壓力油路通過單向閥后，連接在兩位三通電磁球閥的P 口 ；在單向閥與兩位三通電磁球閥之間的壓力油路中間，設(shè)置保壓蓄能器，保壓蓄能器出口與壓力油路通過節(jié)流閥連接；壓力傳感器連接在單向閥與兩位三通電磁球閥間壓力油路上。兩位三通電磁球閥的A 口與兩位四通電磁換向閥的P 口相連，兩位四通電磁換向閥的A、B 口分別連接兩個液控單向閥的A 口，油缸的上下腔分別連接到兩個液控單向閥的B 口。
[0009]進一步的，在油缸內(nèi)部設(shè)有位置傳感器，用于判定油缸活塞的位置，從而實時顯示閘閥的開啟或關(guān)閉狀態(tài)；根據(jù)傳感器位置信號，判斷開/關(guān)是否到位，到位后停止動作。所述位置傳感器也可以用位置檢測開關(guān)代替。
[0010]進一步的，油缸帶末端緩沖。閥門關(guān)閉時，油缸前段80%行程在蓄能器作用下，流量迅速釋放，閥門快速運動；至關(guān)閉末端時，油缸進入緩沖段，最終實現(xiàn)閥門緩慢關(guān)閉，有效防止水錘現(xiàn)象。
[0011 ] 本實用新型同時提供一種閘閥，具有上述的閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)。
[0012]本實用新型的有益效果如下:
[0013]1、提供應(yīng)急關(guān)閉方案，蓄能器在正常工作時同樣起中間‘能量儲存’作用，這樣可以有效減小電機的功率，且開關(guān)的速度更快；
[0014]2、系統(tǒng)具有自診斷功能，安全可靠。系統(tǒng)可根據(jù)壓力傳感器檢測的實時信號，來判定系統(tǒng)工作是否正常:
[0015]3、執(zhí)行機構(gòu)帶末端緩沖，防止水錘現(xiàn)象。閥門關(guān)閉時，前段行程在蓄能器作用下，流量迅速釋放，閥門快速運動，至關(guān)閉末端時，油缸進入緩沖段，最終實現(xiàn)閥門緩慢關(guān)閉，有效防止水錘現(xiàn)象。
[0016]4、專用集成控制閥，所有控制元件集成于專用集成塊，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)布置方便。
[0017]5、實現(xiàn)任意位置下充液保壓，實現(xiàn)閥門開度的調(diào)整。
[0018]6、方便實現(xiàn)壓力監(jiān)測和過載保護功能:壓力傳感器采集壓力信號，位移傳感器采集位移信號，綜合開/關(guān)閥工況；設(shè)定動作時的保護壓力，當(dāng)壓力達(dá)到或超過安全壓力時，關(guān)閉動作，機構(gòu)卸荷，實現(xiàn)對開關(guān)力的準(zhǔn)確控制，對閘閥及執(zhí)行機構(gòu)進行保護，防止超載造成損壞；(同時，開發(fā)自學(xué)習(xí)功能，系統(tǒng)根據(jù)各自閥不同工況的開關(guān)力的監(jiān)測及學(xué)習(xí)，自動優(yōu)化、精確控制正常開啟和關(guān)閉的力，對閘板卡滯等異常情況進行報警提示。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖
[0020]附圖標(biāo)號說明
[0021]I電機，2液壓油箱，3液壓栗，4集成控制閥，5油缸，6位置傳感器；41溢流閥，42單向閥，43快速接頭，44兩位三通電磁球閥，45節(jié)流閥，46壓力傳感器，47兩位四通電磁換向閥，48液控單向閥，61蓄能器
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)說明，如圖1所示，一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機1，液壓栗3，集成控制閥4，油缸5，蓄能器61，液壓油箱及管路輔件2，監(jiān)測及控制系統(tǒng)；集成控制閥4包括溢流閥41，單向閥42，快速接頭43，兩位三通電磁球閥44，節(jié)流閥45，壓力傳感器46，兩位四通電磁換向閥47，液控單向閥48，其中液控單向閥48包含兩個，與油缸上下腔各連接I個；
[0023]液壓栗3由電機I驅(qū)動，其吸油口與油箱2相連，壓力油口并聯(lián)保護溢流閥4a，溢流閥41回油口接油箱，液壓栗3出油口同時連接單向閥42，液壓栗3壓力油路通過單向閥42后，連接在兩位三通電磁球閥44的P 口 ；在單向閥42與電磁球閥44之間的壓力油路中間，設(shè)置保壓蓄能器61，蓄能器61出口與壓力油路通過節(jié)流閥45連接；壓力傳感器46連接在單向閥42與兩位三通電磁球閥44之間壓力油路上。電磁球閥44的A 口與兩位四通電磁換向閥47的P 口相連，兩位四通電磁換向閥47的A、B 口分別連接液控單向閥48的A口，油缸5的上下腔分別連接到液控單向閥48的B 口。
[0024]進一步的，在油缸5內(nèi)部設(shè)有位置傳感器6，用于判定油缸活塞的位置，從而實時顯示閘閥的開啟或關(guān)閉狀態(tài)；根據(jù)傳感器位置信號，判斷開/關(guān)是否到位，到位后停止動作。所述位置傳感器6也可以用位置檢測開關(guān)代替。
[0025]進一步的，油缸帶末端緩沖。閥門關(guān)閉時，油缸前段80%行程在蓄能器作用下，流量迅速釋放，閥門快速運動；至關(guān)閉末端時，油缸進入緩沖段，最終實現(xiàn)閥門緩慢關(guān)閉，有效防止水錘現(xiàn)象。
[0026]本系統(tǒng)的工作原理如下:
[0027]系統(tǒng)工作分為‘充液’，‘動作’及‘緊急’工況。
[0028]充液工況:系統(tǒng)啟動時，DTOl得電，電機I啟動，驅(qū)動油栗3工作，壓力油經(jīng)單向閥4b對蓄能器6進行充液；當(dāng)壓力傳感器4f壓力達(dá)到設(shè)定壓力Pmax時，電機I停止，系統(tǒng)進入‘保壓’工況；系統(tǒng)壓力傳感器4f在線監(jiān)測壓力信號，當(dāng)壓力信號小于Pmin時，電機啟動，繼續(xù)對蓄能器6充液，直至壓力達(dá)到Pmax，電機停止。
[0029]動作工況:執(zhí)行機構(gòu)需要動作時，系統(tǒng)進入動作工況。執(zhí)行關(guān)閥動作時，DTOl失電，DT02失電，蓄能器6中的壓力油通過電磁閥2左位進入油缸5無桿腔，推動活塞桿伸出，實現(xiàn)閘板關(guān)閉；當(dāng)閘板關(guān)閉到要求位置時，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，DTOl得電，油缸在液控單向閥4f的保持下，鎖定在固定位置。
[0030]需要執(zhí)行開閥動作時，DTOl失電，DT02得電，蓄能器6中壓力油通過電磁閥2右位進入油缸有桿腔，推動活塞桿回縮，當(dāng)閘板開啟到要求位置時，控制系統(tǒng)發(fā)出信號，DTOl得電，DT02失電，油缸鎖定在固定位置。
[0031]緊急工況:系統(tǒng)失電或發(fā)出緊急指令時，DTOl，DT02失電，蓄能器6中的壓力油通過電磁閥2左位進入油缸5無桿腔，推動活塞桿伸出，實現(xiàn)閘閥緊急關(guān)閉。
[0032]本實用新型的采用集成的液壓系統(tǒng)設(shè)計，油路設(shè)計保證蓄能器充液不影響系統(tǒng)工作，油缸處于任意位置時，電磁閥DTOl可控制蓄能器充液；油缸正常動作時，蓄能器中的‘預(yù)充’油液可與齒輪栗同時供油，較少關(guān)閥時間，提高工作效率，減小電機功率。同時本系統(tǒng)帶壓力檢測功能:根據(jù)壓力檢測結(jié)果及運算，能提供在線故障診斷及過載保護。
[0033]以上是對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括電機，液壓栗，集成控制閥，油缸，蓄能器，液壓油箱，監(jiān)測及控制系統(tǒng)； 所述集成控制閥包括溢流閥，單向閥，快速接頭，兩位三通電磁球閥，節(jié)流閥，壓力傳感器，兩位四通電磁換向閥，液控單向閥，其中液控單向閥包含兩個，與油缸上下腔各連接I個； 所述液壓栗由所述電機驅(qū)動，其吸油口與油箱相連，出油口并聯(lián)溢流閥，溢流閥回油口接油箱，液壓栗出油口同時連接單向閥，液壓栗壓力油路通過單向閥后，連接在兩位三通電磁球閥的P 口 ；在單向閥與兩位三通電磁球閥之間的壓力油路中間，設(shè)置保壓蓄能器，保壓蓄能器出口與壓力油路通過節(jié)流閥連接；壓力傳感器連接在單向閥與兩位三通電磁球閥間壓力油路上。兩位三通電磁球閥的A 口與兩位四通電磁換向閥的P 口相連，兩位四通電磁換向閥的A、B 口分別連接兩個液控單向閥的A 口，油缸的上下腔分別連接到兩個液控單向閥的B 口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在油缸內(nèi)部設(shè)有位置傳感器，用于判定油缸活塞的位置，從而實時顯示閘閥的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述油缸帶末端緩沖，閥門關(guān)閉時，油缸前段80%行程在蓄能器作用下，流量迅速釋放，閥門快速運動；至關(guān)閉末端時，油缸進入緩沖段，實現(xiàn)閥門緩慢關(guān)閉。4.一種閘閥，其特征在于，具有權(quán)利要求1-3任一項所述的閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)。
【專利摘要】本實用新型公開一種閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)及閘閥，其中閘閥電液驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機，液壓泵，集成控制閥，油缸，蓄能器，液壓油箱，監(jiān)測及控制系統(tǒng)；所述集成控制閥包括溢流閥，單向閥，快速接頭，兩位三通電磁球閥，節(jié)流閥，壓力傳感器，兩位四通電磁換向閥，液控單向閥；本實用新型主要特征為帶蓄能器應(yīng)急功能，油路設(shè)計保證蓄能器充液不影響系統(tǒng)工作；同時應(yīng)用緩沖油缸，可以實現(xiàn)緊急關(guān)閥后段緩閉功能，有效防止水錘現(xiàn)象。同時帶壓力檢測功能，根據(jù)壓力檢測結(jié)果及運算，能提供在線故障診斷及過載保護。
【IPC分類】F16K47/02, F16K37/00, F16K31/04, F16K31/122
【公開號】CN204784959
【申請?zhí)枴緾N201520521677
【發(fā)明人】張銀輝
【申請人】湖南山源安自控系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月17日