1 概述 閥門液壓伺服執(zhí)行器是用來自動(dòng)控制閥門開度的驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)其控制方式可以分為直行程液壓伺服執(zhí)行器和角行程液壓伺服執(zhí)行器。直行程液壓伺服執(zhí)行器的輸出是直線位移，角行程液壓伺服執(zhí)行器的輸出是角度位移。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可以分為緊湊型液壓伺服執(zhí)行器和標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器，緊湊型液壓伺服執(zhí)行器是液壓元附件高度集成的結(jié)構(gòu)形式，標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器則是采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元附件進(jìn)行組合的結(jié)構(gòu)形式。閥門液壓伺服執(zhí)行器接受到某一電信號(hào)時(shí)，將其轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的直線或轉(zhuǎn)角位移，自動(dòng)地調(diào)節(jié)閥門的開度，實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2緊湊型直行程液壓伺服執(zhí)行器
圖1 緊湊型直行程液壓伺服執(zhí)行器工作原理
緊湊型直行程液壓伺服執(zhí)行器的工作原理如圖1所示。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵經(jīng)過過濾器和自帶反饋裝置的伺服閥把液壓油送到油缸，實(shí)現(xiàn)活塞桿的伸出或收??動(dòng)作。當(dāng)達(dá)到所需的控制位置時(shí)，多余的液壓油將通過可調(diào)節(jié)的溢流閥流回油箱。從控制器來的電輸入信號(hào)（可以是電流信號(hào)，也可以是電壓信號(hào)）作用在電液伺服閥的電磁線圈上，此時(shí)系統(tǒng)作用一個(gè)力在銜鐵上，使其偏離中心位置。擋板連接著銜鐵，由此可在噴嘴之間形成不相等的間距。高壓油流通過節(jié)流孔從噴嘴噴出供油。由于銜鐵偏離了中心位置而帶動(dòng)主閥芯移動(dòng)，使得液壓油流進(jìn)或流出油缸。油缸的動(dòng)作被傳遞到控制部件，也通過反饋桿和連接裝置傳遞給伺服閥。反饋彈簧因此被拉緊或放松，從而作用一個(gè)與輸入信號(hào)產(chǎn)生效果相反的力在銜鐵上。當(dāng)閥桿到達(dá)新的位置時(shí)，作用在銜鐵上的力平衡了，擋板回到噴嘴中間，活塞桿和閥桿便停止運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線輸出位移與輸入信號(hào)成比例關(guān)系。
由于受到結(jié)構(gòu)的限制，緊湊型直行程液壓伺服執(zhí)行器的推力一般為1500～200000N，行程為20～120mm，速度為2～40mm/s。緊湊型直行程液壓伺服執(zhí)行器適合于各類控制閥門。
3緊湊型角行程液壓伺服執(zhí)行器
圖2 緊湊型角行程液壓伺服執(zhí)行器工作原理
緊湊型角行程液壓伺服執(zhí)行器的工作原理如圖2所示。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵經(jīng)過過濾器和自帶反饋裝置的伺服閥把液壓油送到鉸接式油缸，實(shí)現(xiàn)活塞桿的伸出或收回動(dòng)作。當(dāng)達(dá)到所需的控制位置時(shí)，多余的液壓油將通過可調(diào)節(jié)的溢流閥流回油箱。從控制器來的電輸入信號(hào)（可以是電流信號(hào)，也可以是電壓信號(hào)）作用在電液伺服閥的電磁線圈上，此時(shí)系統(tǒng)作用一個(gè)力在銜鐵上，使其偏離中心位置。擋板連接著銜鐵，由此可在噴嘴之間形成不相等的間距。高壓油流通過節(jié)流孔從噴嘴噴出供油。由于銜鐵偏離了中心位置而帶動(dòng)主閥芯移動(dòng)，使得液壓油流進(jìn)或流出鉸接式油缸，從而帶動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)。油缸的動(dòng)作被傳遞到控制部件，也通過反饋條和連接裝置傳遞給伺服閥。反饋彈簧因此被拉緊或放松，從而作用一個(gè)與輸入信號(hào)產(chǎn)生效果相反的力在銜鐵上。當(dāng)閥桿到達(dá)新的位置時(shí)，作用在銜鐵上的力平衡了，擋板回到噴嘴中間，活塞桿和閥桿便停止運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的
角度輸出位移與輸入信號(hào)成比例關(guān)系。
由于受到結(jié)構(gòu)的限制，緊湊型角行程液壓伺服執(zhí)行器的力矩一般為40～4500N?m，角度行程為70°～90°，速度為4°～35°/s。緊湊型角行程液壓伺服執(zhí)行器適合于各類蝶閥。
4標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器
圖3 標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器工作原理
標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器的工作原理如圖3所示。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙泵經(jīng)過過濾器和伺服閥把液壓油送入油缸中，實(shí)現(xiàn)活塞桿的伸出或收回動(dòng)作。在要求大范圍動(dòng)作的情況下，液壓系統(tǒng)需要較大的流量，低壓大流量泵和高壓小流量泵同時(shí)供油到油缸，此時(shí)系統(tǒng)壓力低一些。在要求小范圍動(dòng)作或高壓力動(dòng)作的情況下，液控?fù)Q向閥閥芯左移，低壓大流量泵處于循環(huán)狀態(tài)（即直接回油箱），系統(tǒng)僅由高壓小流量泵供油到伺服閥。系統(tǒng)的*高壓力由溢流閥來調(diào)定。這樣可確保在低壓大范圍動(dòng)作的情況下有
足夠的油量使活塞以所需的速度運(yùn)行，又可以避免執(zhí)行器高壓運(yùn)行時(shí)過多的發(fā)熱。測壓點(diǎn)監(jiān)測液壓泵的壓力，壓力表監(jiān)測蓄能器的壓力。溢流閥是經(jīng)TüV檢測的**閥，用于控制蓄能器的*大壓力。油缸的運(yùn)行速度是由伺服閥來控制，但其*大的運(yùn)行速度是由單向節(jié)流閥控制。在油泵不供油或系統(tǒng)失去油壓的情況下，液控?fù)Q向閥組動(dòng)作，使得蓄能器直接把壓力油
供給油缸，以實(shí)現(xiàn)閥門緊急打開或關(guān)閉的動(dòng)作。在斷電時(shí)，油缸也可以通過手泵和手動(dòng)換向閥進(jìn)行手動(dòng)雙向運(yùn)行。在電機(jī)斷電時(shí)，液控單向閥鎖住，中斷了伺服閥和油缸之間的液壓通路，將油缸活塞鎖定在故障發(fā)生時(shí)的位置。配備了蓄能器的執(zhí)行器，可將活塞移動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的位置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線輸出位移與輸入信號(hào)成比例關(guān)系。
標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器的推力*大可以到1000kN，行程沒有限制，速度為2～40mm/s。標(biāo)準(zhǔn)型液壓伺服執(zhí)行器適合于各類控制閥門，尤其是大型閥門。
5 結(jié)語
閥門液壓伺服執(zhí)行器由于采用了高性能的伺服閥其靈敏度高（小于滿行程的012%），回差小（小于滿行程的014%），力量大（推力*大可以到1000kN），速度快（40mm/s或35°/s），控制平穩(wěn)**，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于高負(fù)荷控制閥（直行程）、大口徑蝶閥（角行程）、汽輪機(jī)入口控制閥和燃?xì)廨啓C(jī)分向器擋板控制閥等。