一种阀门用泵控电液执行器

本技术涉及液压传动与控制，尤其是涉及一种阀门用泵控电液执行器。

背景技术：

1、阀门作为开闭管路、控制管道内流体的方向、压力、流量的管路附件，在石油天然气、化工、发电、冶金上有极其广泛的应用。目前阀门驱动方式主要有手动、电动、液压、气动几种。手动执行器出力小、执行速度慢，仅使用某些应急状态。气动执行器压力低、体积大、且负载刚度低，很难提高控制精度。电动执行器由于电机自身高转速低扭矩的固有特点，承受重载时需要加装减速机，体积和重量也较大。液压执行器具有负载刚度高、功率密度高的特点，因此具有控制精度高、体积紧凑的优势，非常适合大口径重载阀门的驱动。但仍存在以下问题：传统液压执行器较大的节流损失导致油液发热严重，长时工作需配置油液冷却装置，造成整体体积大，输出力小，效率较低；同时所用元器件价格昂贵，成本高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种阀门用泵控电液执行器，具有体积紧凑、输出力大，传动效率高等优点。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

3、一种阀门用泵控电液执行器，包括电机泵控单元、伺服电机、双向液压泵、第一增压油箱、作动筒、转动机构，所述转动机构与被控阀门联动，所述作动筒安装于转动机构，作动筒包括活塞杆，所述活塞杆与转动机构连接，活塞杆的伸出或缩回均能带动转动机构旋转，所述电机泵控单元安装于转动机构，电机泵控单元包括电机泵控单元阀块，所述伺服电机、双向液压泵、第一增压油箱均固定于电机泵控单元阀块，所述双向液压泵在伺服电机驱动下控制活塞杆的伸出或缩回，所述第一增压油箱为活塞杆的伸出或缩回提供液压油。

4、所述伺服电机固定于电机泵控单元阀块的一端，所述双向液压泵、第一增压油箱固定于电机泵控单元阀块的另一端，所述伺服电机和双向液压泵通过联轴器相连。

5、所述电机泵控单元阀块的一侧通过电控箱主体支架固定有电控箱主体。

6、所述电机泵控单元包括容积补偿阀、位置锁定阀、超载安全阀，所述容积补偿阀、位置锁定阀、超载安全阀均固定在电机泵控单元阀块的一端，所述电机泵控单元阀块固定连接有护罩，所述护罩将容积补偿阀、位置锁定阀、超载安全阀遮盖在内。

7、所述电机泵控单元阀块内安装有泵控单元压力传感器，所述泵控单元压力传感器部分位于电机泵控单元阀块外。

8、还包括应急手动单元，所述应急手动单元安装于电机泵控单元阀块一端，所述应急手动单元包括手动泵、手动换向阀、第一双向液压锁、应急手动单元阀块，所述手动泵、手动换向阀、第一双向液压锁均安装于应急手动单元阀块，所述应急手动单元通过管路连通电机泵控单元。

9、还包括应急蓄能单元，所述应急蓄能单元包括应急蓄能单元阀块，所述应急蓄能单元阀块通过管路连通电机泵控单元。

10、所述应急蓄能单元包括调速阀、换向阀、第二双向液压锁，所述调速阀、换向阀、第二双向液压锁均安装于应急蓄能单元阀块。

11、所述应急蓄能单元包括单向阀、卸荷阀、压力传感器、压力设定阀，所述单向阀、卸荷阀、压力传感器、压力设定阀均安装于应急蓄能单元阀块内且部分穿出应急蓄能单元阀块。

12、所述应急蓄能单元包括第二增压油箱、蓄能器，所述第二增压油箱、蓄能器通过油箱安装板固定安装于转动机构，所述第二增压油箱、蓄能器通过管路连通应急蓄能单元阀块。

13、本实用新型的有益效果是：

14、1、泵控电液执行器的液压额定压力相比传统气动执行器提升10倍以上，故配套作动筒体积远小于相同出力下传统气动执行器体积。同时液压压力可通过作动筒放大，配套驱动电机所需扭矩远小于直驱电动执行器，故配套电机体积远小于相同出力下传统电动执行器体积。使得电液执行器功重比远胜于现有气动、电动执行器，即体积紧凑、出力大。

15、2、泵控电液执行器采用伺服电机驱动定量双向液压泵的构型，即通过控制电机转速来完成泵输出流量调节，从而控制作动筒的速度和启停。这种泵控构型代替了核心控制元件伺服阀/比例阀，可大幅降低成本和维护要求，提升了系统可靠性。其次，泵控构型用容积速度控制代替了传统阀控节流速度控制，传动效率高，节流热耗小，无需增加散热装置。

16、3、配置了容积补偿阀来补偿作动筒伸缩导致的油液体积差，可以直接使用单出杆油缸作为执行器，有利于降低设备成本，提高可靠性。

17、4、增压油箱使阀门在任意姿态下安装都能正常工作，又隔绝外部污染物进入油液，提高装置内液压元件的可靠性和寿命。

18、5、应急手动单元和应急蓄能单元使装置在断电等状态下也能手动/自动完成阀门开关状态转换，可靠性高。采用模块化设计，可根据需要组合即插即用。

19、6、应急蓄能单元配有压力检测和补偿功能，检测到泄漏等导致的蓄能压力降低后可自动的补偿增压，智能化程度高。

技术特征：

1.一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：包括电机泵控单元(1)、伺服电机(11)、双向液压泵(12)、第一增压油箱(13)、作动筒(19)、转动机构(192)，所述转动机构(192)与被控阀门联动，所述作动筒(19)安装于转动机构(192)，作动筒(19)包括活塞杆(193)，所述活塞杆(193)与转动机构(192)连接，活塞杆(193)的伸出或缩回均能带动转动机构(192)旋转，所述电机泵控单元(1)安装于转动机构(192)，电机泵控单元(1)包括电机泵控单元阀块(14)，所述伺服电机(11)、双向液压泵(12)、第一增压油箱(13)均固定于电机泵控单元阀块(14)，所述双向液压泵(12)在伺服电机(11)驱动下控制活塞杆(193)的伸出或缩回，所述第一增压油箱(13)为活塞杆(193)的伸出或缩回提供液压油。

2.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述伺服电机(11)固定于电机泵控单元阀块(14)的一端，所述双向液压泵(12)、第一增压油箱(13)固定于电机泵控单元阀块(14)的另一端，所述伺服电机(11)和双向液压泵(12)通过联轴器相连。

3.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述电机泵控单元阀块(14)的一侧通过电控箱主体支架(143)固定有电控箱主体(142)。

4.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述电机泵控单元(1)包括容积补偿阀(15)、位置锁定阀(16)、超载安全阀(17)，所述容积补偿阀(15)、位置锁定阀(16)、超载安全阀(17)均固定在电机泵控单元阀块(14)的一端，所述电机泵控单元阀块(14)固定连接有护罩(141)，所述护罩(141)将容积补偿阀(15)、位置锁定阀(16)、超载安全阀(17)遮盖在内。

5.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述电机泵控单元阀块(14)内安装有泵控单元压力传感器(18)，所述泵控单元压力传感器(18)部分位于电机泵控单元阀块(14)外。

6.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：还包括应急手动单元(2)，所述应急手动单元(2)安装于电机泵控单元阀块(14)一端，所述应急手动单元(2)包括手动泵(21)、手动换向阀(22)、第一双向液压锁(23)、应急手动单元阀块(24)，所述手动泵(21)、手动换向阀(22)、第一双向液压锁(23)均安装于应急手动单元阀块(24)，所述应急手动单元(2)通过管路连通电机泵控单元(1)。

7.如权利要求1所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：还包括应急蓄能单元(3)，所述应急蓄能单元(3)包括应急蓄能单元阀块(310)，所述应急蓄能单元阀块(310)通过管路连通电机泵控单元(1)。

8.如权利要求7所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述应急蓄能单元(3)包括调速阀(36)、换向阀(38)、第二双向液压锁(39)，所述调速阀(36)、换向阀(38)、第二双向液压锁(39)均安装于应急蓄能单元阀块(310)。

9.如权利要求7所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述应急蓄能单元(3)包括单向阀(31)、卸荷阀(32)、压力传感器(33)、压力设定阀(34)，所述单向阀(31)、卸荷阀(32)、压力传感器(33)、压力设定阀(34)均安装于应急蓄能单元阀块(310)内且部分穿出应急蓄能单元阀块(310)。

10.如权利要求7所述一种阀门用泵控电液执行器，其特征在于：所述应急蓄能单元(3)包括第二增压油箱(35)、蓄能器(37)，所述第二增压油箱(35)、蓄能器(37)通过油箱安装板(311)固定安装于转动机构(192)，所述第二增压油箱(35)、蓄能器(37)通过管路连通应急蓄能单元阀块(310)。

技术总结
本技术公开了一种阀门用泵控电液执行器，包括电机泵控单元、伺服电机、双向液压泵、第一增压油箱、作动筒、转动机构，转动机构与被控阀门联动，作动筒安装于转动机构，作动筒包括活塞杆，活塞杆与转动机构连接，活塞杆的伸出或缩回均能带动转动机构旋转，电机泵控单元安装于转动机构，电机泵控单元包括电机泵控单元阀块，伺服电机、双向液压泵、第一增压油箱均固定于电机泵控单元阀块，双向液压泵在伺服电机驱动下控制活塞杆的伸出或缩回，第一增压油箱为活塞杆的伸出或缩回提供液压油。本技术具有具有体积紧凑、输出力大，传动效率高等优点。

技术研发人员：蒋昊宜,凌振飞,杨波,林勇铖
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：20230406
技术公布日：2024/1/15