1.传动箱体 2.重锤 3.弹簧 4.滑轮 5.摆杆 6.顶杆 7.钢丝绳 8.细钢丝 9.小滑轮 10.电磁铁 11.举臂 12.传动销 13.举升油缸

图2 重锤式电磁锁定结构原理示意图


（2）结构特点

1）目前国内外的重锤式液控止回蝶阀多为摆动式重锤，占用空间大，对人身安全威胁大。本文重锤升降式结构形式，占用空间小，可确保人身安全。


2）目前国内外的液控止回蝶阀，多用液压锁定，由于压力油的泄漏在所难免，因而需要油泵不时开启，通过补油、补压来维持阀门的全开位置。本文液控止回蝶阀拥有机械电磁联合锁定结构，当阀门开启后锁定，液压系统即刻停止工作；阀门开启后工作期间，不需任何补油补压的条件下，能确保重锤（蝶板）不下落。


（3）工作原理


1）开阀

重锤式液控止回蝶阀开阀时利用液压站的油泵和举升油缸的作用力，通过传动部分的举臂、传动销带动阀轴、蝶板作90o旋转。旋转的阀轴同时通过举臂、钢丝绳、滑轮等零件把重锤提升，将重锤的重力转换为势能，形成保持关阀的动力。


2） 锁定


重锤式液控止回蝶阀开启完成后，通过行程开关发出的信号，先由顶杆自动顶住传动部分的举臂，再由电磁铁的磁力（功率大约为100w左右）通过细钢丝绳、小滑轮克服弹簧拉力，带动摆杆撑在顶杆上方，实现重锤势能的锁定。锁定机构不涉及液压，只涉及电磁铁的得电与失电，只要不改变电磁铁的得电，或失电状况，重锤就被牢牢控制住，阀门始终处全开状态。因此，不管阀门开启多长时间，不需要用补油补压的传统方式来维持阀门的开度，安全节能。


3） 关阀


关阀有三种情况，a.人为关阀 b.水泵或阀门自身故障失电关阀c.失电关阀。


在电磁铁失电瞬间电磁力即刻同步消失，弹簧拉力通过细钢丝绳、小滑轮带动摆杆离开顶杆上方，顶杆一旦失去摆杆的约束，受举臂转动作用力，（件5）顶杆以支点A为圆心向上旋转脱离举臂，举臂在重锤的作用力下带动阀轴、蝶板按预先调定的快关缓闭程序作关阀运动。


重锤式液控止回蝶阀在关闭过程中，必须排除举升油缸下腔的油液，据此，采用控制并调节举升油缸排油速度的方法，能有效的对阀门的关闭速度进行控制。重锤式液控止回蝶阀的关闭过程有快关、缓闭二个程序，其快关时间、缓闭时间以及快关和缓闭的转换角度均可调节。


设计制造中的重点在于件5（顶杆）上部与件4（摆杆）端部轴承接触平面承力较大，需要足够的强度和硬度。且因阀门开关频繁，件4（摆杆）端部轴承反复滚动，此接触面需耐磨损和较好的粗糙度，故此面需堆焊高硬度合金钢（HRC≥38），磨削加工粗糙度不低于0.8。


2.2 蓄能式液控止回蝶阀


（1）具体结构


蓄能罐式电磁锁定液控止回蝶阀由阀门部分、传动部分、锁紧部分、液控部分和电控部分组成。阀门部分采用通用橡胶或金属密封蝶阀，主要零件有阀体、蝶板、阀轴、销轴、密封圈等。传动部分由传动箱体、箱盖、举臂、传动销、旋转盘、刻度牌、指针等零件组成。锁紧部分由顶杆、摆杆、弹簧、细钢丝、小滑轮、电磁铁等零件组成。液控部分由油泵、油箱、压力阀、换向阀、举升油缸、蓄能器、压力表、油管等组成。电控部分设置有就地控制、远程控制、泵阀联控、信号显示等多种功能，可对阀门的启闭进行手控和自动控制。

图3 蓄能式液控止回蝶阀

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图4 蓄能式电磁锁定结构示意图

传动箱体 2.蓄能器 3.小滑轮4.摆杆 5.顶杆6.细钢丝 7.弹簧8.电磁铁9.举臂10.传动销 11.举升油缸12.油管






（2） 结构特点


1）同类产品，每开阀一次或关闭一次时蓄能器的压力油都排回油箱，需不断重新给蓄能器补油、补压，本文蓄能式液控止回蝶阀对此进行了改进。利用蓄能器液压油不排空液压原理，蓄能器的液压油，只负责关闭阀门，开启阀门由油泵承担，关闭时压力油从蓄能器流向油缸有杆腔，开启时压力油重回蓄能器。蓄能器的补油、补压频率只取决于密封元件的密封性能。


2）锁定机构采用机械电磁联合锁定原理，与重锤式液控止回蝶阀相同。


（3） 工作原理


1）开阀


蓄能式液控止回蝶阀开阀时利用液压站的油泵和举升油缸的作用力，通过传动部分的举臂、传动销，带动阀轴、蝶板作90o旋转。其举升油缸的活塞向上运动时，将油缸上腔（有杆腔）的压力油强行压注入蓄能器，举升油缸的活塞上端（有杆腔）始终保持着向下的液压作用力，形成保持关阀的动力。


2）锁定


蓄能式液控止回蝶阀开启完成后，通过行程开关发出的信号，先由顶杆自动顶住传动部分的举臂，再由电磁铁的电磁力（功率大约为100w左右）通过细钢丝绳、小滑轮克服弹簧拉力，带动摆杆撑在顶杆上方，完成蓄能器压力势能锁定。锁定机构不涉及液压，只涉及电磁铁的得电与失电，只要不改变电磁铁的得电，或失电状况，蓄能器的压力能就被牢牢控制住，阀门始终处全开状态。因此，不管阀门开启多长时间，不需要用补油补压的传统方式来维持阀门的开度，安全节能。


3）关阀


关阀有三种情况：a.人为关阀 b.水泵或阀门自身故障失电关阀 c.失电关阀.


在电磁铁失电瞬间电磁力即刻同步消失，弹簧拉力通过细钢丝绳、小滑轮带动摆杆离开顶杆上方，顶杆一旦失去摆杆的约束，受举臂转动作用力，（件5）顶杆以支点A为圆心向上旋转脱离举臂。举臂在蓄能器的作用力下带动阀轴、蝶板按预先调定的快关缓闭程序作关阀运动。


蓄能式液控止回蝶阀在关闭过程中，必须排除举升油缸下腔的油液，据此，采用控制并调节举升油缸排油速度的方法，能有效的对阀门的关闭速度进行控制。蓄能式液控止回蝶阀的关闭过程有快关、缓闭二个程序，其快关时间、缓闭时间，快关和缓闭的转换角度都可以调节。






3


功能及用途


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电磁锁定液控止回蝶阀具有以下三种功能：


（1）具有止回阀的功能，只允许介质单方向流动。


（2）具有蝶阀（或闸阀）的功能，能将管道介质完全截断。


（3）具有消除水锤的功能，能防止水锤危害，保护水泵及管网系统安全。


电磁锁定液控止回蝶阀可广泛适用于大中型水泵的出口处及水轮机的进口处。若用于水泵出口，可一阀代两阀（代替蝶阀及止回阀），能防止水锤危害，保护水泵及管网系统安全。若用于水轮机进口处，可起到紧急关闭，截断水流，防止水轮机飞逸的作用。






4


结语


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传统液控蝶阀经常出现漏油、掉锤，油泵反复启动，能耗高、寿命短，占地空间大、摆动重锤安全隐患等缺陷。电磁锁定液控止回蝶阀有效解决了此类问题，采用液压油缸的作用力作为开启阀门的动力，采用机械和电磁联合锁定机构将阀门牢固地锁定在全开位置,利用重锤的重力或蓄能器的油压作用力作为关闭阀门的动力，无漏油。经长期使用验证，介质止回及密封性能可靠，消除水锤效果良好，安全节能。