2020-08-20
摘要：介紹了液控止回蝶閥分類、基本原理
主題詞：液控止回蝶閥、驅動裝置、液壓系統
引言
在電廠及城市供水系統中，水泵開啟時，為了避免水泵啟動時力矩過大，損壞電機，需使水泵低負載啟動，在水壓達到一定程度時，泵后閥門開啟；在系統停水、出現意外事故需要停泵時，上下游水位如果落差較大，產生的水錘會使設備損壞，或使水泵及電機倒轉，燒毀電機。如想避免此種現象發生需使泵后閥門及時關閉，來保護設備。
為了起到上述保護作用，通常的做法是在水泵后安裝緩閉止回閥，傳統的緩閉止回閥需要管道靠系統內介質壓力把閥板打開，且閥門開啟的狀態需要介質的壓力來維持，這就造成很大的壓力損失，且由于管道系統壓力不可能完全處于穩定狀態，勢必會造成閥門啟閉件的動作，從而導致閥軸或軸套磨損，引起設備故障。為了解決傳統止回閥的運行中出現的問題，液控緩閉止回蝶閥應運而生。
液控止回蝶閥靠液壓系統來控制閥門啟閉，開啟關閉時間可調，具有鎖定裝置來保證閥板開啟關閉位置，停泵或者事故狀態閥門可按規定的程序自動關閉，且水阻很小，有效的規避了傳統緩閉止回閥的各種缺點，具有的普通蝶閥和止回閥的雙重功能，因而在實際生產中得到了廣泛的應用。下面就對液控止回蝶閥做一詳細的介紹。
基本分類：液控止回蝶閥按驅動裝置的型式可以分為兩類：一類是重錘式，一類是蓄能器式，兩種閥門都是靠液壓驅動，不同點在于：重錘式液控止回蝶閥關閥時是靠重錘自重產生的力矩來驅動閥門；蓄能器式液控止回蝶閥是靠事先儲存在蓄能器中的壓力油所產生的能量來驅動油缸來關閉閥門。兩種閥門都具有切斷和止回兩種功能，關閥分快慢兩個階段，快慢關的角度可以調節，可調整的啟閉時間及角行程如下表所示。
驅動裝置的原理說明：
重錘式液控止回蝶閥基本原理見附圖：
其動作過程如下
1、開閥
啟動油泵電機，油泵開始運轉，同時電磁閥通電使回油路閉合，壓力油通過單向閥、節流閥同時向蓄能器和油缸底部供油，油缸桿推動與閥軸相連的曲柄使閥門開啟，閥門開啟后油泵繼續向蓄能器供油，直至壓力達到17MPa，電接點壓力表觸點斷開，油泵停止。
2、保壓
當壓力高于14MPa時，壓力能保證重錘不下落，如油缸壓力油有泄漏，蓄能器可向其補油，當系統壓力低于14MPa時，壓力表開關閉合，油泵啟動，向蓄能器中補油，至17MPa時，電接點壓力表開關斷開，停止供油。
3、停止
開閥時，關閉油泵電機，油泵停止供油，閥板停止動作；關閥過程中，電磁閥通電，回油路斷開，閥板停止動作。
4、關閥
關閉電磁閥電源或事故斷電，電磁閥動作使回油路連通，油缸底腔油壓泄出，閥門在重錘作用下關閉。
二、蓄能器式液控止回蝶閥工作原理見附圖：
其動作過程如下：
1. 油源
液壓系統以蓄能器內儲存的壓力油作為壓力油源，供主控制系統工作，油泵僅用于向蓄能器內補充所損失的壓力油。啟動電機，帶動油泵運轉，液壓油經單向閥，手動截止閥進入蓄能器內，當壓力達到設定壓力17MPa后，電機停止運轉。
2. 開閥
電磁換向閥1YV得電，蓄能器內的壓力油，經液控單向閥進入液壓缸的無桿腔，使蝶閥處于開啟狀態，在開啟過程中，當系統油壓低于14.5MPa時，
電接點壓力表下限點發訊，電機啟動，油泵與蓄能器同時供油開閥，有桿腔內液壓油經液控單向閥、單向節流閥、電磁換向閥及濾油器流向油箱。調節單向節流閥，可得到要求的開閥時間。蝶閥全開到位后，系統油壓上升至17Mpa，電接點壓力表上限發訊，電機停止工作，電磁換向閥1YV失電。
3. 液壓系統保壓：
當液壓缸運行至終點，蝶閥全開，電磁鐵1YV失電，此時液壓系統進入保壓工作狀態；當液壓系統長時間工作時，由于其極微量的內泄，使壓力降到14 Mpa,電接壓力表下限發訊，電機啟動，油泵運轉，向蓄能器補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
在蝶閥開啟或關閉過程中，電磁換向閥1YV（或2YV失電），能使液壓缸停留在開啟或關閉過程中的任意位置上，即蝶閥的蝶板停留在開啟或關閉過程中的任意位置上。
5. 關閥
電磁換向閥2YV得電，蓄能器內的壓力力油經電磁換向閥、單向節流閥、液控單向閥，進入擺動液壓缸的有桿腔，推動液壓缸活塞桿退回，無桿腔的液壓油經液腔單向閥、電磁換向閥及濾油器流回油箱。此時，關閥所要求的快、慢關時間及快、慢關角度大小的切換值均由液壓缸尾部的調節桿調節至要求值。
6. 手動操作開關閥門
關閉蓄能器下端的截止閥，電磁換向閥1YV得電，操作手動泵，既可實現蝶閥的開啟。電磁換向閥2YV得電，操作手動泵，既可實現蝶閥的關閉。
以上為液控止回蝶閥液壓部分的基本原理。液壓元件大都為標準件，可到市場上進行采購，而關閥分快慢兩個階段，快慢關的角度可以調節，此動作對液壓缸的功能提出了特別的要求，需要特別設計，下面對液壓缸的結構及原理作以說明。液壓缸的結構圖如下圖所示：
上圖中為蓄能器式液壓缸的結構，而重錘式止回閥結構各此相似，只是其為單向缸，無有桿腔及前油孔。液控止回蝶閥用油缸和普通工業用油缸主要區別在于尾部結構。
如上圖所示，前油孔進油時，活塞向右移動，剛開始后油孔1和后油孔2均回油，此時活塞運行較快，閥板關閉也較快；當活塞運行到一定位置時，活塞桿尾部的擋桿進入調節塊左端孔中，從而封住了后出油孔2，之后出油孔1回油，此時活塞運行速度較慢。
轉動調節螺桿7，可帶動調節塊，左右移動，從而調整活塞慢行的位置。如果確定了閥門曲柄的長度、快慢關角度及油缸對應伸出的長度即可算出油缸總行程L，及快慢關行程位置長度。如下圖：
曲柄油缸動作示意圖
上圖中曲柄在關閥過程中，初始位置，快慢關轉換位位置及關閉位置分別為C、B、A，O1為曲柄旋轉中心，O為油缸旋轉中心，L1為初始油缸伸出長度。則油缸總行程L=L3-L1 快關行程=L3-L2 慢關行程=L2-L1
液控止回蝶閥要想發揮最大功能，在實際應用中往往使泵閥聯動，還可實現PLC控制，下面對操作過程作以簡要說明。
(一) 泵閥聯動（電控箱上油泵開關保持在啟動位置）
1. 開泵
將電控箱上轉換開關切換至遠程控制位置→啟動蝶閥至一定角度（由行程開關位置確定）發出信號→啟動水泵開啟→蝶閥連接開啟至全開位置。（由液壓系統控制開閥時間）
2. 正常停泵：
在主控室內按下停水泵按鈕→蝶閥同時動作，并按調定角度和時間分快關和慢關兩階段關閉。
3. 泵組事故停機
泵組事故停機→蝶閥同時動作，并按調定角度和時間分快關和慢關兩階段關閉。
結語：液控止回閥的兩種不同的形式功能相近，各有優缺點，重錘式液控止回蝶閥關閥時是靠重錘自重產生的力矩來驅動閥門；其重錘質量大，運動慣性大，增加了操作人員的不安全感，但其液壓系統相對簡單，制造、維護成本低；蓄能器式液控止回蝶閥是靠事先儲存在蓄能器中的壓力油所產生的能量來驅動油缸來關閉閥門，油壓封閉在系統內部，安全性高，但液壓系統相對復雜，制造、維護成本高。用戶在可根據自已的實際情況進行選用。
參考文獻
（1）中國機械工業標準匯編（閥門卷） 全國閥門標準件技術委員會編 中國標準出版社 2006
（2）何存興 液壓元件 機械工業出版社 1981
注：本文只是對液控蝶閥做一初步的介紹，僅做參考，由于新技術的不斷出現，或者產品使用工況不同，實際生產的液控系統可能會與本文介紹有所差異，如各位客戶朋友需向本公司訂購本產品，敬請提前與本公司技術部門進行溝通，確定產品方案。
