液壓驅動裝置在閥門上的應用

王金星　楊露

摘 要：本文簡要分析了液壓驅動裝置在閥門上應用的相關結構原理以及性能，旨在為提升液壓驅動裝置在閥門上的應用水平提供參考。

關鍵詞：閥門；液壓驅動裝置；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.077

0 前言

液壓技術在現代機械中的傳動領域及控制領域中都有著重要的應用，相較于其他傳動方式而言，液壓驅動有著使用方便、安全性好、能夠實現無級變速等優點。隨著科技的發展，液壓驅動技術也在不斷進步，其應用水平不斷提升，應用范圍不斷擴大，本文簡要研究的是液壓驅動裝置在閥門上的應用。

1 液壓驅動裝置在閥門上應用的結構原理分析

液壓驅動裝置閥門一般由液壓驅動閥門本體、液壓驅動系統以及電氣控制系統三個部分組成，下面根據液壓驅動裝置的不同分類來分析液壓驅動裝置在閥門上應用的結構原理。

1.1 直接推拉驅動式液壓驅動裝置原理分析

此類液壓驅動裝置主要應用于操縱閘閥和截止閥中，例如閥門的開啟、停止以及關閉等，直接推拉驅動式液壓驅動裝置還能夠對節流閥的開口位置進行調節，以此來調節通過節流閥的流量。此類液壓驅動裝置中，通過連接支架來固定閥門與油缸，油缸固定于閥門的上方，而油缸的活塞桿能夠通過套、銷子等實現與閥門閥桿的連接，當油缸進行運動時會帶動閥門進行運動，從而實現閥門開啟、關閉或停止等相關調節。

1.2 齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動裝置原理分析

在大中口徑蝶閥、球閥中經常會應用齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動裝置，從而實現閥門開閉的調節。在齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動裝置中，油缸處于閥門的上方，通過平鍵及螺栓實現油缸與閥門的連接和固定[1]。油缸在帶有齒條的活塞桿的作用下實現來回運動，齒條發揮作用，其會帶動齒輪和閥桿，使閥門的閥桿轉動，從而實現閥門開閉的調節。

在上述調節過程中，齒條及油缸的行程長度越長，則齒輪的旋轉角度越大，因此在設計過程中，可以將閥門閥桿的旋轉角度進行預先設定，一般可以設定為90°±2°。而油缸活塞面積越大、工作壓力值越大，則輸出轉矩越大，這就對齒輪齒條的選擇提出了一定的要求，一般來說，齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動系統有單齒條和雙齒條兩種結構型式，如果輸出轉矩較大，則應當選用雙齒條結構形式。

1.3 螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置原理分析

在大中口徑球閥、蝶閥等通常應用螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置，此驅動裝置所使用的螺線擺動油缸有著體積小、轉矩大、安全性高等優點，其工作原理如下：螺線擺動油缸在閥門的上方固定，通過平鍵的方式將閥門閥桿與油缸連接，與其他液壓驅動裝置有所區別，螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置一改傳統的直線運動方式，通過旋轉軸的轉動來實現油缸的運動，活塞的推力會在擺動下傳遞給螺旋齒一個徑向分力，從而使輸出軸旋轉，使閥門進行轉動。

1.4 多回轉液壓馬達驅動式液壓驅動裝置原理分析

在大中口徑回轉液動閥門及升降桿式閥門中經常應用多回轉液壓馬達驅動式裝置，馬達的頂部與閥門的底部通過螺栓固定，當壓力油進入到馬達一腔時，會推動柱塞滾子進行滾動，從而將力傳遞到柱塞缸體，產生轉矩，帶動驅動閥桿的螺母進行轉動，使得驅動閥桿進行上下移動，從而實現閥門的開閉調節。

2 液壓驅動裝置在閥門上應用的性能研究

2.1 直接推拉驅動式液壓驅動裝置功能

直接推拉驅動式液壓驅動裝置有著結構簡單、形式多樣的特點，在閥桿上的作用力及速度可以調控，因此控制十分靈活，且安裝方便，同時直接推拉驅動式液壓驅動裝置能夠實現遠程操控，控制精度較高。在此液壓驅動裝置中，油缸固定在閥門頂部，且直立在閥門頂部的高度較大，而油缸的活塞有著一定的浮動特性，因此過高的直立高度會使得閥板定位不夠精確，且受限于油缸結構，在應急狀態下不利于人為調節閥門功能的實現。

2.2 齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動裝置功能

齒輪齒條擺動油缸驅動式液壓驅動裝置有著安全可靠、不受負載類型限制的特點，在調節的過程中能夠充分保證靈活性，同時可以實現遠程操控，但此類型裝置帶有齒條，通過齒條的旋轉來驅動齒輪，這就使得其橫向的尺寸較大，不可避免的會增加裝置體積和質量，在應急的狀態下，龐大的體積和較重的質量給人力調節閥門帶來了一定的困難。

2.3 螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置功能

在螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置中，活塞與螺線傳動在油缸中實現結合，這種結構設計十分新穎，大大縮小了裝置體積，且有著較好的密封性，控制靈活方便，能夠實現遠距離操控，且此裝置有著防水、防爆的特性，能夠適應多種復雜環境，在應急情況下可以實現手動控制閥門，但螺線擺動油缸驅動式液壓驅動裝置一般為進口產品，因此其價格相對較高[2]。

2.4 多回轉液壓馬達驅動式液壓驅動裝置功能

多回轉液壓馬達驅動式液壓驅動裝置屬于低速、大轉矩裝置，其可以實現力矩變化的自動調節，保證輸出力矩的安全性，這對于閥門運行的可靠性有著重要的意義。隨著科技的發展，電液控制方式引入到多回轉液壓馬達驅動式裝置中，實現了閥門的智能控制和柔性控制，避免了閥門在運行過程中受到的撞擊損壞，由此可見，多回轉液壓馬達驅動式裝置有著較好的安全性，同時裝置中的絞盤設計能夠實現在應急狀態下閥門的手動操作。

3 結論

綜上所述，本文從液壓驅動裝置在閥門上應用的結構原理和液壓驅動裝置在閥門上應用的性能兩個方面研究了液壓驅動裝置在閥門上的應用，分別研究了四種類型液壓驅動裝置的具體原理和功能，旨在為提升閥門的控制水平提供參考，推進閥門控制的智能化、精細化、安全化發展。

參考文獻：

[1]朱小明.螺紋插裝閥在閥門液壓驅動裝置中的應用[J].閥門，2014（06）：26-28+45.

[2]史小波.一種單作用船用閥門液壓驅動裝置設計[J].甘肅科學學報，2013（02）：77-79.