炎唐阀门

快关蝶阀液压驱动 装置结构与设计

2015/1/20-快关蝶阀液压驱动 装置结构与设计

1、概述

抽汽汽轮机组可以 实现热电联供而广泛应用于热电厂的供热系统中,为防止汽轮机抽汽管道蒸汽倒流与冷凝水倒灌,引发汽轮机超速事故,在汽轮机抽汽管道上电动截止蝶阀与止回阀之间需安装快关蝶阀,以瞬间切断管路保护汽轮机安全。由于快 关蝶阀的关闭速度快(<1s),输出力大( >100kN),必须使用液压 驱动装置,为适应各种型号的阀门,对快关蝶阀液压驱动装置进行了系列化设计。

 

2、结构

快关蝶阀液压驱动 装置由液压泵站、控制阀组 、蓄能器、快速油缸、电气控制箱 等5部分组成(图 1),它可以完成蝶 阀的慢开、慢关、快关、活动等动作。

 

图1快关蝶阀液压驱动 装置外型(1、电气控制箱 2、蓄能器 3、液压泵站 4、控制阀组 5、快速油缸)

 

2.1液压控制部分

 

根据快关蝶阀的要 求和计算,液压驱动装置的基本参数确定如《表1》。

 

《表1》液压装置的基本 参数

参数

系列 1

系列 2

油箱容积 V/L

50

80

额定流量 qm/L*min

2.0

3.0

工作压力 p/MPa

13~16

15~18

保压性能

4h压降不大于 2MPa

开阀时间

10~30s(0~90°)可调

关阀时间

10~30s(90~0°)可调

快开阀时间

<0.5s(包括缓冲时间小 于 1s)

过滤精度

10µm

蓄能器预压力 py/MPa

8.0±10%

9.0±10%

工作介质

N46~N68号抗磨液压油

 

液压泵站由电机、 联轴器、液压泵、进油过滤器、高压过滤器、油箱等元件组成,其主要作用是供给系统所需的压力油,为蓄能器提供流量和压力,设计时采用了进口高压低噪声的齿轮泵,泵装置采用立式安装和倒置结构的高压过滤器,结构紧凑 ,又保证了系统油液清洁,以保证各种控制阀能正常动作。为满足不同快关蝶阀的需要,分成2个系列来进行设计 。

 

图2液压控制阀组( 1、电磁阀DT3,2、电磁阀DT2,3、截止阀AV1,4、截止阀AV3,5、截止阀AV2,6、溢流阀RV,7、测压接头 MP,8、截止阀AV4,9、压力开关  KP2,10、压力开关  KP1,11、电磁阀DT1)

 

控制阀组(图 2)主要由阀块、溢 流阀、单向阀、节流阀、截止阀、电磁阀、压力继电器和压力表等组成,溢流阀RV的作用是设定系统 安全压力,截止阀 AV1 的作用是释放系统 压力油回油箱,节流阀AV3的作用是调节系统 关阀速度,节流阀AV2的作用是调节系统 开阀速度,压力继电器KP2的作用是设定系统 油压控制上限点,压力继电器KP1的作用是设定系统 油压控制下限点,压力表的作用是显示系统油压,为了减少系统的内泄漏和油泵的启动次数,节省能源,便于维修和安装,选用了进口的螺纹插装阀和优质的二通插装阀。为了满足不同快关蝶阀的需要,阀块分成左阀块、中间阀 块和右阀块三部分来进行设计,通过不同的组合应对不同的要求。

 

蓄能器为蝶阀慢开 、慢关、快关及活动等动作时提供能源,蓄能器规格的选择经过了严格的计算,每个系统不同,以满足系统保压和蝶阀快关的要求。蓄能器用的氮气可以看成是理想气体,而快速的膨胀和压缩过程可以看成是绝热的状态变化,所 需选用蓄能器总容积的计算公式为:

 

式中:

V0——蓄能器理想总 容积,m3

ΔV——蓄能器所需的 有效排油量,m3

 P0——蓄能器充气压 力(绝对压力),Pa

 P1——系统最低工作 压力(绝对压力),Pa

 P2——系统最高工作 压力(绝对压力),Pa

 K——气体的多变指 数(氮气的多变指数 K=1.4)

 

图3快速油缸

 

快速油缸(图 3)是通过齿轮齿条 推动蝶阀的执行机构,为保证其运行可靠,油缸密封选用了进口的密封圈,并设置了液压缓冲装置以保护蝶阀,设计了节流装置,按系统要求控制驱动外界负载,直接安装于齿轮齿条传动装置上。为更好地与快关蝶阀连接,快速 油缸也做了系列化设计,见《表2》。

 

《表2》快速油缸的参数

油缸规格型号

d

M

D1

M1

L1

L2

L3

L

D

M2

φ40/25×95

66

M20×2

85

M8

80

50

5

250

105

M18×115

φ40/25×126

66

M20×2

85

M8

80

50

5

280

105

M18×115

φ50/28×126

72

M24×2

92

M10

100

65

5

300

112

M22×115

φ50/28×157

72

M24×2

92

M10

100

65

5

350

112

M22×115

φ63/35×157

80

M30×2

100

M10

110

70

10

380

120

M33×2

φ63/35×189

80

M30×2

100

M10

110

70

10

420

120

M33×2

φ80/45×189

90

M42×2

110

M12

120

80

10

440

135

M42×2

φ80/45×220

90

M42×2

110

M12

120

80

10

480

135

M42×2

 

2.2 电气控制部分

 

根据液压控制部分 的要求,确定电气控制系统的参数,见《表3》。

 

《表3》电气控制系统的 基本参数

参数

系列 1

系列 2

电机功率 P/kW

1.1

1.5

开关电源

60W

控制电压

DC 24V

电源进线

三相四线制 AC 380V/AC 220V ±10%, 2kW

控制电源

AC 220V ±10%

 

快关蝶阀液压驱动 装置电控系统采用自行设计的专用集成印刷线路板,经严格测试证明该线路板调节方便,性能稳定,质量可靠。电控箱由开关电源、交流接触器、热继电器、断路器、线路板和接线端子等组成。电气控制分普通继电器控制箱和 PLC型电控箱两种。

 

3、型号编制

电液控制驱动装置 的型号由9个单元组成,用来 表明装置的代号、阀门公称通径、阀门公称压力、储能形式、快关动作形式、带手动动作、带油源系统、电气选项和产品版本号。装置型号的9个单元按下列顺序 排列:

 

① 产品代号—— HGKG,电液控快速关断 蝶阀电液控制驱动装置;

 

② 阀门公称通径—— DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN550、DN600、DN650、DN700、DN750、DN800、DN900、DN1000、DN1.00、DN1200、DN1300、DN1400、DN1500、DN1600、DN1800、DN2000;

 

③ 阀门公称压力—— PN6、PN10、PN16、PN20、PN25、PN40、PN50、PN63.3

 

④ 储能形式—— X为蓄能器型(默认 选项),T为弹簧型;

 

⑤ 快关动作形式—— E为得电动作型(默 认选项),D为失电动作型;

 

⑥ 带手动动作—— S(蓄能器型用);

 

⑦ 带油源系统—— P(弹簧型用);

 

⑧ 电气选项—— PT为普通继电器控制 型(默认选项),XD为PLC控制型;

 

⑨ 产品版本号—— 2X,3X

 

举例:HGKG① - 450②/06③ - X④ - E⑤ - S⑥/P⑦ - PT⑧ - 2X⑨

 

4、结语

快关蝶阀电液控制 驱动装置经过多次优化设计后,既能实现远程控制,又能实现本地控制箱操作面板控制。通过选用进口高压低噪声的齿轮泵、高压大流量的逻辑阀、结构紧凑的螺纹插装阀和专用的控制线路板,快关速度可达到0.3s,且运行稳定可靠 。
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