蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥自開啟故障分析

曹懷宇

紅寺堡揚水管理處，寧夏中寧 755100

1 概述

液控蝶閥是揚水泵站中一種常見的斷流設備，它具有操作簡便、啟閉速度快、啟閉力大、傳動平衡、調速方便、緩沖性能好，易于實現自動化操作等性能，但是在運行中，出現故障的機率也比較高，如油泵建立不起壓力，液壓系統保壓性能差，密封易損壞泄漏嚴重。在今年5月份，紅寺堡揚水管理處固海擴灌一泵站5＃機組，DX7K41X型蓄能灌式液控蝶閥，在備運情況下，出現閥門，自開啟15°左右的故障現象，經過多次處理，均未能解決。后來經過我認真分析，了解發現這種型號的蝶閥上裝有兩只蓄能器，在系統油壓達到額定17MPa后，應關掉其中一只蓄能器以備用，另一只投入正常運行，此時故障現象消除。

2 液壓功能分析。

液壓傳動是以油液作為工作介質，通過能量轉換來實現執行機構所要求的運動。油泵將電動機的機械能轉換為液體的壓力能，然后通過油缸將液體的壓力能再轉換為機械能以推動負載運動。下面對其主要元件功能進行說明：

1）溢流閥，它在這里屬于調壓回路，液壓泵的最大工作壓力由溢流閥調定，通過該閥溢去多余的油液，穩定壓力在調節值上，外負載小于一定量值時，溢流閥則無油通過；

2）蓄能器。蓄能器是液壓系統的輔助元件，它內部充有氮氣，工作時有3種狀態，即充氣、儲存、釋放。它在工作循環的某一階段，可把液壓泵輸出的壓力油，部分或全部通過壓縮內部的氮氣蓄存在蓄能器里，而在工作循環的另一階段，蓄能器釋放出這些蓄能液體供液壓執行機構使用。在圖中設置了兩只容積相同的蓄能器，充氮氣壓力在8MPa～9MPa范圍內，蓄能器的工作壓力由壓力控制器控制，系統壓力到下限值14.5MPa時啟動油泵補壓，到上限值17MPa時停止油泵。另外要求在系統調試結束后，而且系統油壓達到17MPa后，應關掉載止閥，讓其中一臺蓄能器備用；

3）節流閥。它屬于流量控制閥中的一種形式。在液壓系統中，改變執行元件速度的方法之一是改變供給執行元件的流量，而改變流量可以采用節流的方法。所謂節流就是借助小通流面積或增大液流通道的長度來造成明顯的液壓阻力；

4）電磁閥，也稱為換向閥，它是利用閥芯和閥體間相對位置的不同來變換不同管路間的通斷關系。以控制工作介質的流通，它連接油口的數量，可分為二通、三通、四通及多通，按閥芯可以變換的位置又分為二位、三位及多位的，按操作方式又可分為手動、電動、液動和電液動等。在這里是利用電磁鐵推動閥芯移動來控制油液方向的。在開閥過程中，電磁閥上的電磁鐵同時得電，壓力油經電磁閥進入油缸無桿腔，推動活塞桿伸出，帶動蝶板開啟，有桿腔回油經電磁閥，節流閥流回油箱；

5）油缸，它是液壓傳動系統中的執行元件。它是將油液的壓力能轉變為直線往復運動的機械能量轉換裝置。在工作過程中，為了減少開啟、關閉時的撞擊力，必須在液壓缸上或外圍回路中，設置緩沖裝置，如節流閥和快、慢關調速閥。液壓缸的緩沖一般都是利用對油液的節流作用來實現，以平衡慣性力，達到緩沖目的；

6）快、慢關調速閥，也屬于流量控制閥的一種形式，在閥門開啟時，壓力油經快、慢關調速閥中的單向閥進入油缸無桿腔，推動活塞桿伸出，帶動蝶板開啟。在關閥中，油缸在二位二通閥的操作下，通過兩個并接的調速閥實現兩種慢速運動的切換，油缸速度由大變小，在這時的切換中不會產生很大的沖力。通過對快、慢關調速閥的調整，可達到我們要求的快、慢關參數；

7）油泵，它是一定量液壓泵，并帶有轉動方向，也可以說它是液壓系統的心臟，它為液壓系統提供一定量的壓力油。在這里油泵向系統供油至上限值為止。系統以蓄能器作為壓力油源，油泵僅用于補充蓄能器所損失的壓力油；

8）過濾器，據了解，液壓系統的故障有70%是由于油液不清潔所造成的，這說明液壓油清潔度的重要性。

3 故障分析

通過以上對液控蝶閥各元件功能的分析，了解使我們對液壓系統有了更進一步的認識，這對我們在今后的工作中有很大幫助，而且能很快的分析，處理故障，下面就針對以上提出的故障進行分析。

1）在該閥的控制箱中，有三個電源開關，一經送上，油泵即開始運行，為系統建壓，同時兩只電磁閥也接通，其上的指示燈點亮（指示燈點亮，并不代表電磁閥已吸合，只是指示而已）。當系統建壓至上限時，油泵停止工作，為閥門的開啟做好了準備。

2）該蝶閥在安裝調試后，要求關閉蓄能器的其中一只，做互為備用，由一只蓄能器向系統釋放壓力，就能滿足該閥的正常運行。但由于調試人員的忽視，未按要求關閉其中一只，而由兩只蓄能器同時向系統釋放能量，在較大的能量下，電磁閥有很微量的內泄，造成該閥在沒有操作的情況下，閥門自動開啟15°左右，后關閉其中一只蓄能器，該閥的自開啟故障就得到排除。

3）后經2個多月的運行，該閥又出現了自開啟的現象，經分析判斷，由于之前兩蓄能器向系統釋放能量，電磁閥內泄，使閥口沖刷磨損，直至密封不嚴，所以又出現自開啟現象，經更換電磁閥，故障得到排除。

4 使用與維護

1）液壓油。液壓油的質量對液壓系統的工作影響很大。其中油的粘度是它的主要指標，粘度過大則流動時內磨擦大，能量損耗大，還有雜質要少，包括氣體雜質，機械雜質，酸堿含量等，以免在工作中磨損或腐蝕零件，最后是它的化學性能要穩定，長期使用不變質。

（1）對泵站的液壓站，要定期檢查，發現油變質和污染情況，應立即處理，并徹底清洗油箱，加油桶要清潔干凈，新油或經過濾的油，在加入時應經20um的精過濾。

（2）定期清洗濾油器，并檢查是否完好，對損壞（破損或堵死）的濾油器應更換。

（3）使用時，應經常觀察油面高度，壓力表的壓力以及蓄能器的氮氣壓力。

2）泄漏。泵站液壓站主要的缺點是漏油。那么什么叫泄漏，液壓元件的零件之間常有相對運動，這樣在這些零件之間就必須有一定的配合間隙。液壓油從壓力較高處經過配合間隙流到壓力較低的地方或大氣中，這就是泄漏。它包括內泄漏和外泄漏。前者在設備內部不易看出來，只是要通過建立壓力的時間長短和每次建立壓力的時間間隔相比較來判斷。據了解廠家在調試中，液壓站的保壓性能在24小時以上，甚至更長，但在實際應用中，我們有很多臺液壓站建壓時間長，且補壓頻繁。

（1）在拆卸檢修時，應注意場地清潔，零部件不能直接置于地面。

（2）清洗液壓站，液壓缸零件時，應在干凈的柴油或煤油中進行，不得用棉紗擦試。

（3）裝配時，應更換全部密封件，注意不能錯裝或漏裝密封件，并確保密封件質量。

（4）截止閥在使用時，避免用力過大，以防閥口損壞，出現內泄。

（5）電磁閥密封處，閥針，閥口不能有損傷，劃橫，夾雜，否則應更換或修復。

（6）使用時，對泵的啟動運行時間和每次啟動運行的間隙要做好記錄。