基于电液伺服直驱式的阀门执行机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构，包括电液伺服系统和执行机械系统，电液伺服系统包括伺服电机、液压泵、第一液控单向阀、第一压力传感器、第一安全阀、液压马达、第二安全阀、第二压力传感器、第二液控单向阀；液压泵正向旋转时，提供的高压油通过第一液控单向阀，进入液压马达，液压马达带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门打开；液压泵反向旋转时，提供的高压油通过第二液控单向阀进入液压马达，液压马达带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门关闭。本实用新型专利技术主要应用于手动阀门的自动化升级改造，安装方便，能够在线完成更换。

Valve actuator based on Electro-hydraulic Servo direct drive

【技术实现步骤摘要】
基于电液伺服直驱式的阀门执行机构
本技术属于液压控制
，具体涉及一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构。
技术介绍
工业管路阀门广泛应用于工厂、矿山、农业、交通、物流、医疗、核工业、航空航天等各行各业，市场保有量巨大。其中手动阀门占据很大部分，随着国家工业自动化、智能化快速发展，国家工业安全需求紧迫，大量的手动阀门需进行自动化升级，逐步实现智能化。目前，用于阀门升级改造的执行机构较少，并且仍采用电动执行机构或传统的开式电液执行机构，存在控制精度低、输出力小、体积较大等问题。在安装过程中，还需要停机更换将破坏连接管路、传输介质，影响生产，造成重大损失。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种控制精度高、结构紧凑、推力大、安装方便、智能化程度高的基于电液伺服直驱式的阀门执行机构。实现本技术目的的技术方案为：一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构，包括电液伺服系统和执行机械系统，执行机械系统通过连接法兰与阀门连接；所述电液伺服系统包括伺服电机、液压泵、第一液控单向阀、第一压力传感器、第一安全阀、液压马达、第二安全阀、第二压力传感器、第二液控单向阀；所述液压马达的进出油口，分别设有第一压力传感器、第一安全阀、第二安全阀、第二压力传感器；所述第一压力传感器、第二压力传感器用于检测液压马达进出油口的压力，所述第一安全阀、第二安全阀用于限定系统最大工作压力；所述液压泵为双向液压泵，安装在油箱内，通过联轴器与伺服电机直连；所述伺服电机为变频伺服电机；液压泵正向旋转时，提供的高压油通过第一液控单向阀，进入液压马达，液压马达带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门打开；液压泵反向旋转时，提供的高压油通过第二液控单向阀进入液压马达，液压马达带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门关闭。与现有技术相比，本技术的有益效果为：(1)采用直驱式电液伺服系统控制技术，伺服电机直驱泵控液压系统，具有结构简单、体积小、传递效率高等特点；根据实时工况，调节系统所需压力和流量，达到节能的目的；(2)执行机构采用模块化、集成化设计，与阀门连接部位设计为标准连接法兰，可实现在线更换和快速安装。附图说明图1为本技术基于电液伺服直驱式的阀门执行机构示意图。图2为本技术的液压原理图。图3为本技术的机械结构图。图中标号：执行机械系统1、电液伺服系统2、阀门3、伺服电机4、液压泵5、第一液控单向阀6、第一压力传感器7、第一安全阀8、液压马达9、第二安全阀10、第二压力传感器11、第二液控单向阀12、直线导轨13、位移传感器14、联轴器15、底座16。具体实施方式一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构，所述机构包括电液伺服系统2和执行机械系统1。所述电液伺服系统2包括伺服电机4、液压泵5、第一液控单向阀6、第一压力传感器7、第一安全阀8、液压马达9、第二安全阀10、第二压力传感器11、第二液控单向阀12。所述执行机械系统1包括直线导轨13、位移传感器14、联轴器15、底座16。如图1所示，执行机构采用模块化、集成化设计，与阀门3连接部位设计为标准连接法兰，可实现在线更换和快速安装。如图2所示，所述第一液控单向阀6、第一压力传感器7、第一安全阀8、第二安全阀10、第二压力传感器11、第二液控单向阀12均集成在阀块上；通过阀块内回油路分别连接液压马达9、第一安全阀8和第二安全阀10、第一液控单向阀6和第二液控单向阀12的出油口，最终将出油口集中后回油箱；所述液压泵5为双向液压泵，安装在油箱内，通过联轴器与伺服电机4直连；所述伺服电机4为变频伺服电机；所述液压泵5提供的高压油通过液控单向阀和阀块内压力油路分别与液压马达9、安全阀、压力传感器相连，液压马达9作旋转运动；液压泵5正向旋转时，提供的高压油通过第一液控单向阀6后，进入液压马达9，液压马达9带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门打开；所述液压泵5反向旋转时，提供的高压油通过第二液控单向阀12后，进入液压马达9，液压马达9带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门关闭；所述液压马达9进出油口，均设有压力传感器7、11和安全阀8、10；压力传感器7、11用于检测液压马达9进出油口的压力；安全阀8、10限定系统最大工作压力，防止系统出现过载导致压力异常升高。当液压泵5停止工作时，所述第一液控单向阀6和第二液控单向阀12能够实现液压马达9的位置锁定，保证阀芯可处于任一设定位置；通过压力传感器7、11和伺服电机4，采用PID压力闭环控制，控制阀门启/闭到位时的到位力矩，避免过力矩和过关闭，损坏阀门阀杆及阀芯密封性能；通过阀门管路压差传感器和伺服电机4，采用PID压力闭环控制，自动调节伺服电机4转速，控制阀门开度及速度，避免阀门前后压力变化过快，损坏主机；如图3所示，所述底座16安装在直线导轨13上；所述液压马达9和位移传感器14安装在底座16上；所述液压马达9输出轴，通过联轴器与阀芯连接，液压马达9带动阀芯旋转时，底座16在直线导轨13上运动；所述位移传感器14用于检测阀芯的实时位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构，其特征在于，包括电液伺服系统(2)和执行机械系统(1)，执行机械系统通过连接法兰与阀门(3)连接；所述电液伺服系统包括伺服电机(4)、液压泵(5)、第一液控单向阀(6)、第一压力传感器(7)、第一安全阀(8)、液压马达(9)、第二安全阀(10)、第二压力传感器(11)、第二液控单向阀(12)；所述液压马达(9)的进出油口，分别设有第一压力传感器(7)、第一安全阀(8)、第二安全阀(10)、第二压力传感器(11)；所述第一压力传感器(7)、第二压力传感器(11)用于检测液压马达(9)进出油口的压力，所述第一安全阀(8)、第二安全阀(10)用于限定系统最大工作压力；/n所述液压泵(5)为双向液压泵，安装在油箱内，通过联轴器与伺服电机(4)直连；所述伺服电机(4)为变频伺服电机；液压泵(5)正向旋转时，提供的高压油通过第一液控单向阀(6)，进入液压马达(9)，液压马达(9)带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门打开；液压泵(5)反向旋转时，提供的高压油通过第二液控单向阀(12)进入液压马达(9)，液压马达(9)带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门关闭。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电液伺服直驱式的阀门执行机构，其特征在于，包括电液伺服系统(2)和执行机械系统(1)，执行机械系统通过连接法兰与阀门(3)连接；所述电液伺服系统包括伺服电机(4)、液压泵(5)、第一液控单向阀(6)、第一压力传感器(7)、第一安全阀(8)、液压马达(9)、第二安全阀(10)、第二压力传感器(11)、第二液控单向阀(12)；所述液压马达(9)的进出油口，分别设有第一压力传感器(7)、第一安全阀(8)、第二安全阀(10)、第二压力传感器(11)；所述第一压力传感器(7)、第二压力传感器(11)用于检测液压马达(9)进出油口的压力，所述第一安全阀(8)、第二安全阀(10)用于限定系统最大工作压力；
所述液压泵(5)为双向液压泵，安装在油箱内，通过联轴器与伺服电机(4)直连；所述伺服电机(4)为变频伺服电机；液压泵(5)正向旋转时，提供的高压油通过第一液控单向阀(6)，进入液压马达(9)，液压马达(9)带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门打开；液压泵(5)反向旋转时，提供的高压油通过第二液控单向阀(12)进入液压马达(9)，液压马达(9)带动阀门阀芯作旋转运动，实现阀门关闭。


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【专利技术属性】
技术研发人员：熊彬，袁昌耀，曹秀芳，王俊霞，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32