摘要：介紹了液控止回蝶閥分類(lèi)、基本原理

主題詞：液控止回蝶閥、驅(qū)動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)

引言

在電廠及城市供水系統(tǒng)中，水泵開(kāi)啟時(shí)，為了避免水泵啟動(dòng)時(shí)力矩過(guò)大，損壞電機(jī)，需使水泵低負(fù)載啟動(dòng)，在水壓達(dá)到一定程度時(shí)，泵后閥門(mén)開(kāi)啟；在系統(tǒng)停水、出現(xiàn)意外事故需要停泵時(shí)，上下游水位如果落差較大，產(chǎn)生的水錘會(huì)使設(shè)備損壞，或使水泵及電機(jī)倒轉(zhuǎn)，燒毀電機(jī)。如想避免此種現(xiàn)象發(fā)生需使泵后閥門(mén)及時(shí)關(guān)閉，來(lái)保護(hù)設(shè)備。

為了起到上述保護(hù)作用，通常的做法是在水泵后安裝緩閉止回閥，傳統(tǒng)的緩閉止回閥需要管道靠系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力把閥板打開(kāi)，且閥門(mén)開(kāi)啟的狀態(tài)需要介質(zhì)的壓力來(lái)維持，這就造成很大的壓力損失，且由于管道系統(tǒng)壓力不可能完全處于穩(wěn)定狀態(tài)，勢(shì)必會(huì)造成閥門(mén)啟閉件的動(dòng)作，從而導(dǎo)致閥軸或軸套磨損，引起設(shè)備故障。為了解決傳統(tǒng)止回閥的運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，液控緩閉止回蝶閥應(yīng)運(yùn)而生。

液控止回蝶閥靠液壓系統(tǒng)來(lái)控制閥門(mén)啟閉，開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間可調(diào)，具有鎖定裝置來(lái)保證閥板開(kāi)啟關(guān)閉位置，停泵或者事故狀態(tài)閥門(mén)可按規(guī)定的程序自動(dòng)關(guān)閉，且水阻很小，有效的規(guī)避了傳統(tǒng)緩閉止回閥的各種缺點(diǎn)，具有的普通蝶閥和止回閥的雙重功能，因而在實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。下面就對(duì)液控止回蝶閥做一詳細(xì)的介紹。

基本分類(lèi)：液控止回蝶閥按驅(qū)動(dòng)裝置的型式可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是重錘式，一類(lèi)是蓄能器式，兩種閥門(mén)都是靠液壓驅(qū)動(dòng)，不同點(diǎn)在于：重錘式液控止回蝶閥關(guān)閥時(shí)是靠重錘自重產(chǎn)生的力矩來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)；蓄能器式液控止回蝶閥是靠事先儲(chǔ)存在蓄能器中的壓力油所產(chǎn)生的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)油缸來(lái)關(guān)閉閥門(mén)。兩種閥門(mén)都具有切斷和止回兩種功能，關(guān)閥分快慢兩個(gè)階段，快慢關(guān)的角度可以調(diào)節(jié)，可調(diào)整的啟閉時(shí)間及角行程如下表所示。

驅(qū)動(dòng)裝置的原理說(shuō)明：

重錘式液控止回蝶閥基本原理見(jiàn)附圖：

其動(dòng)作過(guò)程如下

1、開(kāi)閥

啟動(dòng)油泵電機(jī)，油泵開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)電磁閥通電使回油路閉合，壓力油通過(guò)單向閥、節(jié)流閥同時(shí)向蓄能器和油缸底部供油，油缸桿推動(dòng)與閥軸相連的曲柄使閥門(mén)開(kāi)啟，閥門(mén)開(kāi)啟后油泵繼續(xù)向蓄能器供油，直至壓力達(dá)到17MPa，電接點(diǎn)壓力表觸點(diǎn)斷開(kāi)，油泵停止。

2、保壓

當(dāng)壓力高于14MPa時(shí)，壓力能保證重錘不下落，如油缸壓力油有泄漏，蓄能器可向其補(bǔ)油，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于14MPa時(shí)，壓力表開(kāi)關(guān)閉合，油泵啟動(dòng)，向蓄能器中補(bǔ)油，至17MPa時(shí)，電接點(diǎn)壓力表開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，停止供油。

3、停止

開(kāi)閥時(shí)，關(guān)閉油泵電機(jī)，油泵停止供油，閥板停止動(dòng)作；關(guān)閥過(guò)程中，電磁閥通電，回油路斷開(kāi)，閥板停止動(dòng)作。

4、關(guān)閥

關(guān)閉電磁閥電源或事故斷電，電磁閥動(dòng)作使回油路連通，油缸底腔油壓泄出，閥門(mén)在重錘作用下關(guān)閉。

二、蓄能器式液控止回蝶閥工作原理見(jiàn)附圖：

其動(dòng)作過(guò)程如下：

1. 油源

液壓系統(tǒng)以蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的壓力油作為壓力油源，供主控制系統(tǒng)工作，油泵僅用于向蓄能器內(nèi)補(bǔ)充所損失的壓力油。啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓油經(jīng)單向閥，手動(dòng)截止閥進(jìn)入蓄能器內(nèi)，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定壓力17MPa后，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

2. 開(kāi)閥

電磁換向閥1YV得電，蓄能器內(nèi)的壓力油，經(jīng)液控單向閥進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔，使蝶閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，在開(kāi)啟過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)油壓低于14.5MPa時(shí)，

電接點(diǎn)壓力表下限點(diǎn)發(fā)訊，電機(jī)啟動(dòng)，油泵與蓄能器同時(shí)供油開(kāi)閥，有桿腔內(nèi)液壓油經(jīng)液控單向閥、單向節(jié)流閥、電磁換向閥及濾油器流向油箱。調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥，可得到要求的開(kāi)閥時(shí)間。蝶閥全開(kāi)到位后，系統(tǒng)油壓上升至17Mpa，電接點(diǎn)壓力表上限發(fā)訊，電機(jī)停止工作，電磁換向閥1YV失電。

3. 液壓系統(tǒng)保壓：

當(dāng)液壓缸運(yùn)行至終點(diǎn)，蝶閥全開(kāi)，電磁鐵1YV失電，此時(shí)液壓系統(tǒng)進(jìn)入保壓工作狀態(tài)；當(dāng)液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)，由于其極微量的內(nèi)泄，使壓力降到14 Mpa,電接壓力表下限發(fā)訊，電機(jī)啟動(dòng)，油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，向蓄能器補(bǔ)充壓力油至電接壓力表的上限值17Mpa后停止工作。

4. 任意位置停止

在蝶閥開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中，電磁換向閥1YV（或2YV失電），能使液壓缸停留在開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中的任意位置上，即蝶閥的蝶板停留在開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程中的任意位置上。

5. 關(guān)閥

電磁換向閥2YV得電，蓄能器內(nèi)的壓力力油經(jīng)電磁換向閥、單向節(jié)流閥、液控單向閥，進(jìn)入擺動(dòng)液壓缸的有桿腔，推動(dòng)液壓缸活塞桿退回，無(wú)桿腔的液壓油經(jīng)液腔單向閥、電磁換向閥及濾油器流回油箱。此時(shí)，關(guān)閥所要求的快、慢關(guān)時(shí)間及快、慢關(guān)角度大小的切換值均由液壓缸尾部的調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)至要求值。

6. 手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)閥門(mén)

關(guān)閉蓄能器下端的截止閥，電磁換向閥1YV得電，操作手動(dòng)泵，既可實(shí)現(xiàn)蝶閥的開(kāi)啟。電磁換向閥2YV得電，操作手動(dòng)泵，既可實(shí)現(xiàn)蝶閥的關(guān)閉。

以上為液控止回蝶閥液壓部分的基本原理。液壓元件大都為標(biāo)準(zhǔn)件，可到市場(chǎng)上進(jìn)行采購(gòu)，而關(guān)閥分快慢兩個(gè)階段，快慢關(guān)的角度可以調(diào)節(jié)，此動(dòng)作對(duì)液壓缸的功能提出了特別的要求，需要特別設(shè)計(jì)，下面對(duì)液壓缸的結(jié)構(gòu)及原理作以說(shuō)明。液壓缸的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

上圖中為蓄能器式液壓缸的結(jié)構(gòu)，而重錘式止回閥結(jié)構(gòu)各此相似，只是其為單向缸，無(wú)有桿腔及前油孔。液控止回蝶閥用油缸和普通工業(yè)用油缸主要區(qū)別在于尾部結(jié)構(gòu)。

如上圖所示，前油孔進(jìn)油時(shí)，活塞向右移動(dòng)，剛開(kāi)始后油孔1和后油孔2均回油，此時(shí)活塞運(yùn)行較快，閥板關(guān)閉也較快；當(dāng)活塞運(yùn)行到一定位置時(shí)，活塞桿尾部的擋桿進(jìn)入調(diào)節(jié)塊左端孔中，從而封住了后出油孔2，之后出油孔1回油，此時(shí)活塞運(yùn)行速度較慢。

轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿7，可帶動(dòng)調(diào)節(jié)塊，左右移動(dòng)，從而調(diào)整活塞慢行的位置。如果確定了閥門(mén)曲柄的長(zhǎng)度、快慢關(guān)角度及油缸對(duì)應(yīng)伸出的長(zhǎng)度即可算出油缸總行程L，及快慢關(guān)行程位置長(zhǎng)度。如下圖：

曲柄油缸動(dòng)作示意圖

上圖中曲柄在關(guān)閥過(guò)程中，初始位置，快慢關(guān)轉(zhuǎn)換位位置及關(guān)閉位置分別為C、B、A，O1為曲柄旋轉(zhuǎn)中心，O為油缸旋轉(zhuǎn)中心，L1為初始油缸伸出長(zhǎng)度。則油缸總行程L=L3-L1 快關(guān)行程=L3-L2 慢關(guān)行程=L2-L1

液控止回蝶閥要想發(fā)揮最大功能，在實(shí)際應(yīng)用中往往使泵閥聯(lián)動(dòng)，還可實(shí)現(xiàn)PLC控制，下面對(duì)操作過(guò)程作以簡(jiǎn)要說(shuō)明。

(一) 泵閥聯(lián)動(dòng)（電控箱上油泵開(kāi)關(guān)保持在啟動(dòng)位置）

1. 開(kāi)泵

將電控箱上轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至遠(yuǎn)程控制位置→啟動(dòng)蝶閥至一定角度（由行程開(kāi)關(guān)位置確定）發(fā)出信號(hào)→啟動(dòng)水泵開(kāi)啟→蝶閥連接開(kāi)啟至全開(kāi)位置。（由液壓系統(tǒng)控制開(kāi)閥時(shí)間）

2. 正常停泵：

在主控室內(nèi)按下停水泵按鈕→蝶閥同時(shí)動(dòng)作，并按調(diào)定角度和時(shí)間分快關(guān)和慢關(guān)兩階段關(guān)閉。

3. 泵組事故停機(jī)

泵組事故停機(jī)→蝶閥同時(shí)動(dòng)作，并按調(diào)定角度和時(shí)間分快關(guān)和慢關(guān)兩階段關(guān)閉。

結(jié)語(yǔ)：液控止回閥的兩種不同的形式功能相近，各有優(yōu)缺點(diǎn)，重錘式液控止回蝶閥關(guān)閥時(shí)是靠重錘自重產(chǎn)生的力矩來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)；其重錘質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)慣性大，增加了操作人員的不安全感，但其液壓系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，制造、維護(hù)成本低；蓄能器式液控止回蝶閥是靠事先儲(chǔ)存在蓄能器中的壓力油所產(chǎn)生的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)油缸來(lái)關(guān)閉閥門(mén)，油壓封閉在系統(tǒng)內(nèi)部，安全性高，但液壓系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，制造、維護(hù)成本高。用戶(hù)在可根據(jù)自已的實(shí)際情況進(jìn)行選用。

參考文獻(xiàn)

（1）中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編（閥門(mén)卷） 全國(guó)閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)委員會(huì)編 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 2006

（2）何存興 液壓元件 機(jī)械工業(yè)出版社 1981

注：本文只是對(duì)液控蝶閥做一初步的介紹，僅做參考，由于新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，或者產(chǎn)品使用工況不同，實(shí)際生產(chǎn)的液控系統(tǒng)可能會(huì)與本文介紹有所差異，如各位客戶(hù)朋友需向本公司訂購(gòu)本產(chǎn)品，敬請(qǐng)?zhí)崆芭c本公司技術(shù)部門(mén)進(jìn)行溝通，確定產(chǎn)品方案。