电液执行器及其应用的制作方法

本发明涉及管路流体安全控制领域，尤其是涉及一种电液执行器及其应用。

背景技术：

1、执行器是工业自动控制系统中的一个重要环节，它是一种用于驱动并控制阀门运行的装置，能够对控制性能产生直接的影响，可分为电动执行器、气动执行器和电液执行器三大类，本发明主要涉及电液执行器。

2、传统的电液执行器可以实现大驱动力控制，且操作简单、调速方便、控制精确度高、响应速度快、噪音较小，但电液执行器需要配套使用液压站和输油管路以及液压控制阀组件，致使电液执行器体积庞大、成本较高、维护工作量大，只能适应于较大的工作场合。且目前电液执行器所采用的油箱通常是在其上开启出气口，使箱内油面通过呼吸口与大气相通，用于保持油箱内压强的稳定。在电液执行器正常工作状态下，外界空气会随着油箱内的压强的不断变化而进出油箱，而空气中的水分和杂质会因此进入液压油以及液压管路中，且由于经常工作在潮湿、灰尘较多等恶劣的环境中，电液执行器比较容易出现故障，因此提高电液执行器本身的可靠性并及时发现其运行过程中存在的问题是保障过程控制的稳定、安全运行的基本要求，因而还需对电液执行器作进一步的改进。

技术实现思路

1、本发明解决了电液执行器在工作状态下进行油箱的容积补偿时空气中杂质、水分进入执行器影响控制效果的问题，且提供能够应急的自动控制设备，保证电液执行器在突然断电时依然能够安全关闭，不过分依赖现场电源，还具有自保护功能，实时监控电液执行器系统中的压力值，压力值过高时开启保护回路，防止故障发生，因此本发明提供了一种结构简单、操作方便、能够实时监控装置故障以保障安全运行、能够全方位放置且可以完全避免空气中杂质、水分进入执行器中的一种电液执行器及其应用。

2、第一方面，本技术提供了一种电液执行器，采用如下所述的技术方案：

3、一种电液执行器,包括电液执行机构和容积补偿机构，所述容积补偿机构与所述电液执行机构相连接并用于保障所述电液执行机构稳定运行；所述电液执行装置包括储能器、电机、油缸组件和液压控制阀组件，所述储能器、所述电机和所述油缸组件三者均管路连接至所述液压控制阀组件；所述容积补偿机构包括油箱和容积调节组件，容积调节组件固定设置于油箱内，通过自身体积变化影响油箱内部容积；所述油箱的出液口管路连接至所述液压控制阀组件，所述电机设置于所述油箱的出液口至所述液压控制阀组件之间的连接管路上，所述油箱的第一进液口通过两条直通管路分别连接至所述储能器及所述液压控制阀组件。

4、通过采用上述方案，在油箱中安装容积补偿装置，代替了现有技术中通过在油箱上开设通气孔进行油箱容积补偿的方式，避免了外界空气中的杂质和水分进入油箱污染液压油从而影响电液执行器的控制效果。

5、而且还使得电液执行器的控制回路的结构更加简单、操作更加方便、控制更加自动化以及运行更加安全。

6、优选地，所述液压控制阀组件包括通过液压控制阀管路顺次连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，且所述第一电磁阀与所述第四电磁阀相连接，使所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀四者间构成环路。

7、通过采用上述方案，细化了液压控制阀组件的构成，为电液执行器控制过程的实现提供了技术支持，电液执行器可通过第一电磁阀和第三电磁阀来实现整个自动控制系统中的阀门的开启，通过第二电磁阀和第四电磁阀来实现整个自动控制系统中的阀门的关闭。

8、优选地，所述储能器通过第一管路与所述液压控制阀组件相连接，所述第一管路上按序依次设置有第三截止阀、第一压力变送器以及第五电磁阀，所述第五电磁阀通过第一管路连接至所述第一电磁阀和所述第四电磁阀之间的液压控制阀管路。

9、通过采用上述方案，第一压力变送器可实时监控储能器中的压力，根据储能器中的压力值决定是否控制油箱中的液压油流向储能器，使整个装置更加自动化，智能化。

10、优选地，所述油缸组件的第一油口通过第二管路与所述液压控制阀组件相连接，所述第二管路上设置有第一截止阀，所述第二管路远离所述第一油口的一端与所述第一电磁阀和所述第二电磁阀之间的液压控制阀管路相连接；所述油缸组件的第二油口通过第三管路与所述液压控制阀组件相连接，所述第三管路上设置有第二截止阀，所述第三管路远离第二油口的一端与所述第三电磁阀和所述第四电磁阀之间的液压控制阀管路相连接。

11、通过采用上述方案，细化了油缸组件与液压控制阀组件之间的连接关系，为电液执行器的控制过程提供了技术支持，液压油从第一电磁阀和第三电磁阀进入油缸组件来推动油缸组件的开启，从第二电磁阀和第四电磁阀进入油缸组件来推动油缸组件的关闭。

12、优选地，所述容积调节组件包括皮囊和呼吸阀，所述皮囊设置于所述油箱内部，所述呼吸阀固定设置于所述油箱的外壳上，所述呼吸阀的一端与所述皮囊的通气口固定连接、所述呼吸阀的另一端伸出所述油箱之外。

13、通过采用上述方案，外界的空气通过呼吸阀从油箱中的皮囊里进出，可避免空气中的杂质和水分进入油箱中与液压油接触而影响液压油的品质和整个电液执行器的控制效果。

14、优选地，所述油箱的出液口通过第四管路与所述液压控制阀组件相连接，所述电机设置于所述第四管路上，所述第四管路还设置有过滤器和第二单向阀，所述过滤器的进液口与所述油箱相连接，所述第二单向阀与所述液压控制阀组件相连接。

15、通过采用上述方案，油箱的出油口处安装的过滤器能够过滤掉液压油中经过执行器而产生的杂质，避免有杂质的液压油再进入执行器影响控制效果。

16、优选地，所述第四管路上还设置有第二压力变送器，所述第二压力变送器设置在所述第二单向阀和所述液压控制阀组件之间。

17、通过采用上述方案，第二压力变送器能够实时监测电液执行器系统中的压力是否设定范围，可及时发现电液执行器运行过程中出现的故障问题，保障运行安全。

18、优选地，所述油箱的第一进液口通过第一直通管路连接至所述液压控制阀组件，所述第一直通管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀的进液端通过第一直通管路与所述第二电磁阀和所述第三电磁阀之间的液压控制阀管路相连接。

19、通过采用上述方案，在液压油回流油箱的第一直通管路上设置第一单向阀，保证了液压油的流向，防止液压油回流，进一步保证了电液执行器的正常运行和装置的可靠性。

20、优选地，所述油箱的第一进液口通过第二直通管路连接至所述储能器，所述第二直通管路上设置有第四截止阀，所述第四截止阀为常闭状态。

21、通过采用上述方案，在储能器与油箱之间的第二直通管路上设置第四截止阀，第四截止阀处于常闭状态能够防止正常工作时储能器中的液压油泄露到油箱中，第四截止阀开启可使储能器中的液压油流入油箱，便于检修储能器。

22、优选地，所述油箱还包括第二进液口，所述第二进液口通过保护管路连接至所述第二单向阀，所述保护管路上设置有压力保护器，所述压力保护器的进液端通过保护管路连接至所述电机和所述第二单向阀之间的第四管路。

23、通过采用上述方案，在第二单向阀的进液端设置压力保护器，在工作状况下当系统内压力高出设定值时，电机输送的液压油将优先通过压力保护器进入油箱，可避免系统内压力过高，造成故障。

24、第二方面，本技术提供了一种电液执行器的应用，具体为一种阀门控制方法，方法的实现基于如前所述的电液执行器，所述电液执行器与至少一个外部阀门相连接并控制其运作，方法包括如下步骤：

25、使所述电液执行器处于工作模式，

26、当电机正转时，第一电磁阀和第三电磁阀由关闭状态变为开启状态，油箱中的液压油经所述第一电磁阀进入油缸组件、并推动所述油缸组件开启，液压油经所述第三电磁阀回流至所述油箱中，此时所述外部阀门开启，

27、当所述电机反转时，所述第一电磁阀和所述第三电磁阀关闭，第二电磁阀和第四电磁阀开启，所述油箱中的液压油经所述第四电磁阀进入所述油缸组件、并推动所述油缸组件关闭，液压油经所述第二电磁阀回流至所述油箱中，此时所述外部阀门关闭，

28、当前模式下，当所述油箱中的液压油流出时，所述油箱内压强变小，外界空气通过呼吸阀进入皮囊，所述皮囊鼓起、容积补偿状态开始；当液压油回流至所述油箱时，所述油箱内压强增大，所述皮囊内的空气被挤出、容积补偿状态结束；

29、使所述电液执行器处于储能模式，

30、第一压力变送器实时监控储能器中的压力值，当所述储能器中的压力值低于预设的压力下限时，第五电磁阀由关闭状态变为开启状态，所述油箱中的液压油经所述第五电磁阀进入所述储能器；

31、当前模式下，当所述油箱中的液压油流出时，外界空气通过所述呼吸阀进入所述皮囊，所述皮囊鼓起、容积补偿状态开始；

32、使所述电液执行器处于断电模式，

33、所述第二电磁阀、所述第四电磁阀和所述第五电磁阀三者均通过自带电池供电开启，所述储能器中的液压油先经所述第五电磁阀和所述第四电磁阀进入所述油缸组件，并推动所述油缸组件关闭，再经所述第二电磁阀流入所述油箱；

34、当前模式下，所述储能器中的液压油流入所述油箱，所述油箱内压强变大，所述皮囊内的空气被挤出、容积补偿状态结束。

35、通过采用上述技术方案，搭建出了一套完整的控制体系，为电液执行器的控制运行提供了必要的技术支撑，显著地提升了电液执行器控制技术的智能化、自动化水平，满足了技术进步的要求。

36、综上所述，本技术至少包含如下有益效果：

37、1.本技术实时监控到电液执行器系统中的压力是否过大，若超出设定的压力值，则开启自保护机制，使液压油不再进入系统，保障电液执行器的安全运行；

38、2.本技术为电液执行器提供断电保护机制，使装置突然断电时亦能保证电液执行器正常关闭，电液执行器的安全性更加有保障；

39、3.本技术采用容积补偿调节组件替代传统的在油箱上开孔的方式对油箱进行容积补偿，避免空气中的杂质和水分进入油箱污染液压油从而影响电液执行器的正常运行，并且电液执行器可以通过此方法实现全方位放置。