【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电液执行器，更具体地说，涉及一种多功能安全联动阀门电液执行器及其控制方法。
技术介绍
1、阀门电液执行器是一种用于驱动和控制阀门运行的装置，目前广泛应用于油气管线、化工、炼化、油库、码头等领域，可实现阀门开闭、开度大小远程控制。由于实际应用场景复杂，不可避免地存在突发情况或需要人工介入的情况，因此阀门电液执行器除了具有正常速度开关阀门、位置保持功能外，一般还需要具有紧急快速打开或关闭、断电快速关闭和手动操作阀门功能。
2、例如中国专利号zl201310730914.9公开的“一种电液执行器”、中国专利申请号202111450064.8公开的“一种阀门复合执行机构”等，这些阀门电液执行器主要采用伺服电机驱动液压油缸来实现阀门的正常开关和位置保持，采用手动液压泵实现手动操作阀门。但现有阀门电液执行器依然存在以下不足：
3、①无法兼顾阀门的多种动作需要，尤其是紧急快速动作和断电快速动作不能得到有效兼顾：例如上述两项专利均不具有断电快速关闭阀门功能，在断电时只能人工手动操作，存在阀门控制滞后性。前者在断电时三位四通电磁截止阀15处于关闭状态，蓄能器无法作用在油缸17上，此时只能手动控制第二截止阀6和手动换向阀16或手动泵3和手动换向阀16，以保证电液执行器正常工作；后者在断电时紧急关断阀13失电处于关闭状态，蓄能器也无法与液压缸单元1连通。在实际运行过程中，存在无法预料的意外断电情况，这种情况下人工反应时间相对较长，进而容易产生安全风险和损失。另外，后者的换向阀12为三位四通手动换向阀，在紧急情
4、②无法兼顾电气防爆与自动化控制：在阀门控制过程中，需要使用换向阀实现油路换向，电磁截止阀不利于电气防爆，而手动换向阀不利于自动化控制。例如上述两项专利中前者的截止换向阀8和三位四通电磁截止阀15均为电磁阀，虽然方便自动控制，但不适于防爆等级要求高的场合；后者的换向阀12为手动阀，且采用双向液压泵2减少了换向阀的使用，虽然减少了电气控制，但相应地需要人工进行换向操作，不利于智能控制，而且双向液压泵2仅仅通过伺服电机来控制供油量及供给方向，对于液压缸单元1的控制精度难以保证。
5、③阀门开度大小控制精度有待提高。
6、④受外部电网断电影响大，且缺乏故障诊断功能。
技术实现思路
1、1.专利技术要解决的技术问题
2、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种多功能安全联动阀门电液执行器及其控制方法，采用本专利技术的技术方案，通过电液控制系统的创新设计，使阀门电液执行器不仅具有正常速度开关阀门、位置保持功能外，还同时具有紧急快速打开或关闭、断电快速关闭和手动操作阀门功能，使阀门电液执行器可以应对各种不同的使用环境和情况，提高了阀门控制多样性和安全性；同时，采用双向泵、梭阀和液控换向阀设计，比电磁换向阀更加安全可靠，且减少了电气防爆点，兼顾了电气防爆与自动化控制，提高了阀门电液执行器的适用范围；并配合液压缸进出口的单向节流阀和液压锁，能够大大提高阀门的控制精度和可靠性。
3、2.技术方案
4、为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
5、本专利技术的一种多功能安全联动阀门电液执行器，包括液压油箱、电机、双向泵、液压缸、位置传感器、蓄能器、流量控制阀、电磁截止阀、手动泵、手动换向阀和电控箱，其中：
6、还包括液控换向阀，所述电机与双向泵传动连接，所述双向泵与液压油箱相连通，并通过梭阀与液控换向阀相连通，所述液控换向阀的两个液控接口分别与梭阀的两个进口相连通，所述液控换向阀与液压缸相连通，所述液压缸的两个接口处分别设有单向节流阀，所述液控换向阀与液压缸之间设有第一液压锁；
7、所述蓄能器与流量控制阀相连通，所述流量控制阀分别与电磁截止阀和梭阀的出口相连通，所述梭阀的出口通过溢流阀连接至液压油箱，所述电磁截止阀经过第二液压锁与液压缸的一个单向节流阀相连通，液压缸的另一个单向节流阀经过第二液压锁连接至液压油箱；
8、所述手动泵的进口与液压油箱相连通，所述手动泵的出口与手动换向阀相连通，所述手动换向阀经过第三液压锁分别与液压缸的两个单向节流阀相连通，所述手动泵的出口还通过第一手动截止阀与梭阀的出口相连通，所述溢流阀的两端还并联有第二手动截止阀；
9、所述位置传感器设于液压缸或阀门上，所述电控箱分别与电机、电磁截止阀和位置传感器电性连接。
10、更进一步地，所述液控换向阀为三位四通换向阀，所述液控换向阀的p口与梭阀的出口相连通，液控换向阀的t口接液压油箱，所述液控换向阀的a口接第二液控单向阀，所述第二液控单向阀与液压缸的第一单向节流阀相连通，所述液控换向阀的b口接第一液控单向阀，所述第一液控单向阀与液压缸的第二单向节流阀相连通，所述第一液控单向阀和第二液控单向阀组成第一液压锁；所述梭阀的两个进口分别通过控制管路与液控换向阀的对应液控接口相连通。
11、更进一步地，所述电磁截止阀为两位三通换向阀，所述流量控制阀通过开关阀与电磁截止阀的1口相连通，所述电磁截止阀的2口与第四液控单向阀相连通，所述第四液控单向阀与液压缸的第一单向节流阀相连通，所述液压缸的第二单向节流阀经过第三液控单向阀连接液压油箱，所述第三液控单向阀和第四液控单向阀组成第二液压锁。
12、更进一步地，所述梭阀的出口还连接有压力传感器和压力表。
13、更进一步地，所述手动换向阀为三位四通换向阀，所述手动换向阀的p口与手动泵的出口相连接，手动换向阀的t口接液压油箱，所述手动换向阀的a口接第六液控单向阀，所述第六液控单向阀与液压缸的第一单向节流阀相连通，所述手动换向阀的b口接第五液控单向阀，所述第五液控单向阀与液压缸的第二单向节流阀相连通，所述第五液控单向阀和第六液控单向阀组成第三液压锁。
14、更进一步地，还包括光伏发电装置和蓄电池，所述光伏发电装置与蓄电池电性连接，所述蓄电池与电控箱相连接，所述蓄电池的输出电压为24v。
15、更进一步地，还包括云服务器，所述电控箱通过5g通讯模块与云服务器相连接。
16、更进一步地，所述位置传感器为旋转编码器。
17、本专利技术的一种多功能安全联动阀门电液执行器的控制方法，
18、正常工作模式：电磁截止阀得电断开，使蓄能器处于关闭状态；电机驱动双向泵工作，通过梭阀供油，同时控制液控换向阀进行换向，驱动液压缸动作，进而控制阀门打开或关闭；同时位置传感器将阀门位置反馈给电控箱，由电控箱控制电机的启停；在电机停止工作后，第一液压锁实现阀门位置保持；
19、快速切断模式：通过电控箱控制电磁截止阀失电接通，使蓄能器处于接通状态，蓄能器通过流量控制阀向液压缸大流量供油，驱动液压缸快速动作，进而控制阀门快速关闭；
20、断电自动关闭：当出现紧急情况，整个系统断电，此时所有电控部件处于失电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能安全联动阀门电液执行器，包括液压油箱(01)、电机(02)、双向泵(03)、液压缸(09)、位置传感器、蓄能器(11)、流量控制阀(12)、电磁截止阀(14)、手动泵(15)、手动换向阀(16)和电控箱(22)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述液控换向阀(06)为三位四通换向阀，所述液控换向阀(06)的P口与梭阀(04)的出口相连通，液控换向阀(06)的T口接液压油箱(01)，所述液控换向阀(06)的A口接第二液控单向阀(07.2)，所述第二液控单向阀(07.2)与液压缸(09)的第一单向节流阀(08.1)相连通，所述液控换向阀(06)的B口接第一液控单向阀(07.1)，所述第一液控单向阀(07.1)与液压缸(09)的第二单向节流阀(08.2)相连通，所述第一液控单向阀(07.1)和第二液控单向阀(07.2)组成第一液压锁；所述梭阀(04)的两个进口分别通过控制管路与液控换向阀(06)的对应液控接口相连通。
3.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述电磁截止阀(1
4.根据权利要求3所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述梭阀(04)的出口还连接有压力传感器(18)和压力表(19)。
5.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述手动换向阀(16)为三位四通换向阀，所述手动换向阀(16)的P口与手动泵(15)的出口相连接，手动换向阀(16)的T口接液压油箱(01)，所述手动换向阀(16)的A口接第六液控单向阀(07.6)，所述第六液控单向阀(07.6)与液压缸(09)的第一单向节流阀(08.1)相连通，所述手动换向阀(16)的B口接第五液控单向阀(07.5)，所述第五液控单向阀(07.5)与液压缸(09)的第二单向节流阀(08.2)相连通，所述第五液控单向阀(07.5)和第六液控单向阀(07.6)组成第三液压锁。
6.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：还包括光伏发电装置(20)和蓄电池(21)，所述光伏发电装置(20)与蓄电池(21)电性连接，所述蓄电池(21)与电控箱(22)相连接，所述蓄电池(21)的输出电压为24V。
7.根据权利要求6所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：还包括云服务器(23)，所述电控箱(22)通过5G通讯模块与云服务器(23)相连接。
8.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述位置传感器为旋转编码器。
9.一种权利要求1至8任意一项所述的多功能安全联动阀门电液执行器的控制方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的多功能安全联动阀门电液执行器的控制方法，其特征在于：在蓄能器(11)储能时，电机(02)停止工作，控制手动换向阀(16)为断开状态，并控制第一手动截止阀(17.1)处于接通状态，电磁截止阀(14)处于断开状态，推拉手动泵(15)向蓄能器(11)内供油。
...【技术特征摘要】
1.一种多功能安全联动阀门电液执行器，包括液压油箱(01)、电机(02)、双向泵(03)、液压缸(09)、位置传感器、蓄能器(11)、流量控制阀(12)、电磁截止阀(14)、手动泵(15)、手动换向阀(16)和电控箱(22)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述液控换向阀(06)为三位四通换向阀，所述液控换向阀(06)的p口与梭阀(04)的出口相连通，液控换向阀(06)的t口接液压油箱(01)，所述液控换向阀(06)的a口接第二液控单向阀(07.2)，所述第二液控单向阀(07.2)与液压缸(09)的第一单向节流阀(08.1)相连通，所述液控换向阀(06)的b口接第一液控单向阀(07.1)，所述第一液控单向阀(07.1)与液压缸(09)的第二单向节流阀(08.2)相连通，所述第一液控单向阀(07.1)和第二液控单向阀(07.2)组成第一液压锁；所述梭阀(04)的两个进口分别通过控制管路与液控换向阀(06)的对应液控接口相连通。
3.根据权利要求1所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述电磁截止阀(14)为两位三通换向阀，所述流量控制阀(12)通过开关阀(13)与电磁截止阀(14)的1口相连通，所述电磁截止阀(14)的2口与第四液控单向阀(07.4)相连通，所述第四液控单向阀(07.4)与液压缸(09)的第一单向节流阀(08.1)相连通，所述液压缸(09)的第二单向节流阀(08.2)经过第三液控单向阀(07.3)连接液压油箱(01)，所述第三液控单向阀(07.3)和第四液控单向阀(07.4)组成第二液压锁。
4.根据权利要求3所述的多功能安全联动阀门电液执行器，其特征在于：所述梭阀(04)的出口还连接有压力传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：何亚峰，徐光月，冯涛，郭魂，孟飞，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：
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