液控止回蝶阀驱动装置与油路的
原理及设计
杨明华
(郑州中亚阀门制造有限公司 河南荥阳 450121)
摘要：介绍了液控止回蝶阀液压驱动部分的其本原理及设计。
主题词：液控止回蝶阀 驱动装置 液压系统
引 言:
在电厂及城市供水系统中，水泵开启时，为了避免水泵启动时力矩过大，损坏电机，需使水泵低负载启动，在水压达到一定程度时，泵后阀门开启；在系统停水、出现意外事故需要停泵时，上游水位如果落差较大，产生的水锤会使设备损坏，或使水泵及电机倒转，烧毁电机。如想避免此种现象发生同样需使泵后阀门及时关闭，来保护设备。而液控止回蝶阀所具有的普通蝶阀和止回阀的双重功能正好可以起到上述保护作用，因而在生产中得到了广泛的应用。
其本功能：液控止回蝶阀按驱动装置的型式可以分为两类：一类是重锤式，一类是蓄能器式，两种阀门都是靠液压驱动，不同点在于：重锤式液控止回蝶阀关阀时是靠重锤自重产生的力矩来驱动阀门；蓄能器式液控止回蝶阀是靠事先储存在蓄能器中的压力油所产生的能量来驱动油缸来关闭阀门。两种阀门都具有切断和止回两种功能，关阀分快慢两个阶段，快慢关的角度可以调节，可调整的启闭时间及角行程如下表所示。
下面对两种阀门驱动装置的原理作以详细的说明。
重锤式液控止回蝶阀其本原理见附图：
其动作过程如下
1、开阀
启动油泵电机，油泵开始运转，同时电磁阀通电使回油路闭合，压力油通过单向阀、节流阀同时向蓄能器和油缸底部供油，油缸杆推动与阀轴相连的曲柄使阀门开启，阀门开启后油泵继续向蓄能器供油，直至压力达到17MPa，电接点压力表触点断开，油泵停止。
2、保压
当压力高于14MPa时，压力能保证重锤不下落，如油缸压力油有泄漏，蓄能器可向其补油，当系统压力低于14MPa时，压力表开关闭合，油泵启动，向蓄能器中补油，至17MPa时，电接点压力表开关断开，停止供油。
3、停止
开阀时，关闭油泵电机，油泵停止供油，阀板停止动作；关阀过程中，电磁阀通电，回油路断开，阀板停止动作。
4、关阀
关闭电磁阀电源或事故断电，电磁阀动作使回油路连通，油缸底腔油压泄出，阀门在重锤作用下关闭。
二、蓄能器式液控止回蝶阀工作原理见附图：
其动作过程如下：
1. 油源
液压系统以蓄能器内储存的压力油作为压力油源，供主控制系统工作，油泵仅用于向蓄能器内补充所损失的压力油。启动电机，带动油泵运转，液压油经单向阀，手动截止阀进入蓄能器内，当压力达到设定压力17MPa后，电机停止运转。
2. 开阀
电磁换向阀1YV得电，蓄能器内的压力油，经液控单向阀进入液压缸的无杆腔，使蝶阀处于开启状态，在开启过程中，当系统油压低于14.5MPa时，
电接点压力表下限点发讯，电机启动，油泵与蓄能器同时供油开阀，有杆腔内液压油经液控单向阀、单向节流阀、电磁换向阀及滤油器流向油箱。调节单向节流阀，可得到要求的开阀时间。蝶阀全开到位后，系统油压上升至17Mpa，电接点压力表上限发讯，电机停止工作，电磁换向阀1YV失电。
3. 液压系统保压：
当液压缸运行至终点，蝶阀全开，电磁铁1YV失电，此时液压系统进入保压工作状态；当液压系统长时间工作时，由于其极微量的内泄，使压力降到14 Mpa,电接压力表下限发讯，电机启动，油泵运转，向蓄能器补充压力油至电接压力表的上限值17Mpa后停止工作。
4. 任意位置停止
在蝶阀开启或关闭过程中，电磁换向阀1YV（或2YV失电），能使液压缸停留在开启或关闭过程中的任意位置上，即蝶阀的蝶板停留在开启或关闭过程中的任意位置上。
5. 关阀
电磁换向阀2YV得电，蓄能器内的压力力油经电磁换向阀、单向节流阀、液控单向阀，进入摆动液压缸的有杆腔，推动液压缸活塞杆退回，无杆腔的液压油经液腔单向阀、电磁换向阀及滤油器流回油箱。此时，关阀所要求的快、慢关时间及快、慢关角度大小的切换值均由液压缸尾部的调节杆调节至要求值。
6. 手动操作开关阀门
关闭蓄能器下端的截止阀，电磁换向阀1YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的开启。电磁换向阀2YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的关闭。
电接点压力表下限点发讯，电机启动，油泵与蓄能器同时供油开阀，有杆腔内液压油经液控单向阀、单向节流阀、电磁换向阀及滤油器流向油箱。调节单向节流阀，可得到要求的开阀时间。蝶阀全开到位后，系统油压上升至17Mpa，电接点压力表上限发讯，电机停止工作，电磁换向阀1YV失电。
3. 液压系统保压：
当液压缸运行至终点，蝶阀全开，电磁铁1YV失电，此时液压系统进入保压工作状态；当液压系统长时间工作时，由于其极微量的内泄，使压力降到14 Mpa,电接压力表下限发讯，电机启动，油泵运转，向蓄能器补充压力油至电接压力表的上限值17Mpa后停止工作。
4. 任意位置停止
在蝶阀开启或关闭过程中，电磁换向阀1YV（或2YV失电），能使液压缸停留在开启或关闭过程中的任意位置上，即蝶阀的蝶板停留在开启或关闭过程中的任意位置上。
5. 关阀
电磁换向阀2YV得电，蓄能器内的压力力油经电磁换向阀、单向节流阀、液控单向阀，进入摆动液压缸的有杆腔，推动液压缸活塞杆退回，无杆腔的液压油经液腔单向阀、电磁换向阀及滤油器流回油箱。此时，关阀所要求的快、慢关时间及快、慢关角度大小的切换值均由液压缸尾部的调节杆调节至要求值。
6. 手动操作开关阀门
关闭蓄能器下端的截止阀，电磁换向阀1YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的开启。电磁换向阀2YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的关闭。
以上为液控止回蝶阀液压部分的其本原理。液压元件大都为标准件，可到市场上进行采购，而关阀分快慢两个阶段，快慢关的角度可以调节，此动作对液压缸的功能提出了特别的要求，需要特别设计，下面对液压缸的结构及原理作以说明。液压缸的结构图如下图所示：
上图中为蓄能器式液压缸的结构，而重锤式止回阀结构各此相似，只是其为单向缸，无有杆腔及前油孔。液控止回蝶阀用油缸和普通工业用油缸主要区别在于尾部结构。如上图所示，前油孔进油时，活塞向右移动，刚开始后油孔1和后油孔2均回油，此时活塞运行较快，阀板关闭也较快；当活塞运行到一定位置时，活塞杆尾部的挡杆进入调节块左端孔中，从而封住了后出油孔2，只后出油孔1回油，此时活塞运行速度较慢。转动调节螺杆7，可带动调到节块，左右移动，从而调整活塞慢行的位置。如果确定了阀门曲柄的长度、快慢关角度及油缸对应伸出的长度即可算出油缸总行程L，及快慢关行程位置长度。如下图：
曲柄油缸动作示意图
上图中曲柄在关阀过程中，初始位置，快慢关转换位位置及关闭位置分别为C、
B、A，O1为曲柄旋转中心，O为油缸旋转中心，L1为初始油缸伸出长度。则
油缸总行程L=L3-L1 快关行程=L3-L2 慢关行程=L2-L1
液控止回蝶阀要想发挥最大功能，在实际应用中往往使泵阀联动，还可实现PLC控制，下面对操作过程作以简要说明。
(一) 泵阀联动（电控箱上油泵开关保持在启动位置）
1. 开泵
将电控箱上转换开关切换至远程控制位置→启动蝶阀至一定角度（由行程开关位置确定）发出信号→启动水泵开启→蝶阀连接开启至全开位置。（由液压系统控制开阀时间）
2. 正常停泵：
在主控室内按下停水泵按钮→蝶阀同时动作，并按调定角度和时间分快
关和慢关两阶段关闭。
3. 泵组事故停机
泵组事故停机→蝶阀同时动作，并按调定角度和时间分快关和慢关两阶段关闭。
结语：液控止回阀的两种不同的形式功能相近，各有优缺点，重锤式液控止回蝶阀关阀时是靠重锤自重产生的力矩来驱动阀门；其重锤质量大，运动惯性大，增加了操作人员的不安全感，但其液压系统相对简单，制造、维护成本低；蓄能器式液控止回蝶阀是靠事先储存在蓄能器中的压力油所产生的能量来驱动油缸来关闭阀门，油压封闭在系统内部，安全性高，但液压系统相对复杂，制造、维护成本高。用户在可根据自已的实际情况进行选用。
参考文献
（1）中国机械工业标准汇编（阀门卷） 全国阀门标准件技术委员会编 中国标准出版社 2006
（2） 何存兴 液压元件 机械工业出版社 1981
液控止回蝶阀驱动装置与油路的
原理及设计
杨明华
(郑州中亚阀门制造有限公司 河南荥阳 450121)
摘要：介绍了液控止回蝶阀液压驱动部分的其本原理及设计。
主题词：液控止回蝶阀 驱动装置 液压系统
引 言:
在电厂及城市供水系统中，水泵开启时，为了避免水泵启动时力矩过大，损坏电机，需使水泵低负载启动，在水压达到一定程度时，泵后阀门开启；在系统停水、出现意外事故需要停泵时，上游水位如果落差较大，产生的水锤会使设备损坏，或使水泵及电机倒转，烧毁电机。如想避免此种现象发生同样需使泵后阀门及时关闭，来保护设备。而液控止回蝶阀所具有的普通蝶阀和止回阀的双重功能正好可以起到上述保护作用，因而在生产中得到了广泛的应用。
其本功能：液控止回蝶阀按驱动装置的型式可以分为两类：一类是重锤式，一类是蓄能器式，两种阀门都是靠液压驱动，不同点在于：重锤式液控止回蝶阀关阀时是靠重锤自重产生的力矩来驱动阀门；蓄能器式液控止回蝶阀是靠事先储存在蓄能器中的压力油所产生的能量来驱动油缸来关闭阀门。两种阀门都具有切断和止回两种功能，关阀分快慢两个阶段，快慢关的角度可以调节，可调整的启闭时间及角行程如下表所示。
下面对两种阀门驱动装置的原理作以详细的说明。
重锤式液控止回蝶阀其本原理见附图：
其动作过程如下
1、开阀
启动油泵电机，油泵开始运转，同时电磁阀通电使回油路闭合，压力油通过单向阀、节流阀同时向蓄能器和油缸底部供油，油缸杆推动与阀轴相连的曲柄使阀门开启，阀门开启后油泵继续向蓄能器供油，直至压力达到17MPa，电接点压力表触点断开，油泵停止。
2、保压
当压力高于14MPa时，压力能保证重锤不下落，如油缸压力油有泄漏，蓄能器可向其补油，当系统压力低于14MPa时，压力表开关闭合，油泵启动，向蓄能器中补油，至17MPa时，电接点压力表开关断开，停止供油。
3、停止
开阀时，关闭油泵电机，油泵停止供油，阀板停止动作；关阀过程中，电磁阀通电，回油路断开，阀板停止动作。
4、关阀
关闭电磁阀电源或事故断电，电磁阀动作使回油路连通，油缸底腔油压泄出，阀门在重锤作用下关闭。
二、蓄能器式液控止回蝶阀工作原理见附图：
其动作过程如下：
1. 油源
液压系统以蓄能器内储存的压力油作为压力油源，供主控制系统工作，油泵仅用于向蓄能器内补充所损失的压力油。启动电机，带动油泵运转，液压油经单向阀，手动截止阀进入蓄能器内，当压力达到设定压力17MPa后，电机停止运转。
2. 开阀
电磁换向阀1YV得电，蓄能器内的压力油，经液控单向阀进入液压缸的无杆腔，使蝶阀处于开启状态，在开启过程中，当系统油压低于14.5MPa时，
电接点压力表下限点发讯，电机启动，油泵与蓄能器同时供油开阀，有杆腔内液压油经液控单向阀、单向节流阀、电磁换向阀及滤油器流向油箱。调节单向节流阀，可得到要求的开阀时间。蝶阀全开到位后，系统油压上升至17Mpa，电接点压力表上限发讯，电机停止工作，电磁换向阀1YV失电。
3. 液压系统保压：
当液压缸运行至终点，蝶阀全开，电磁铁1YV失电，此时液压系统进入保压工作状态；当液压系统长时间工作时，由于其极微量的内泄，使压力降到14 Mpa,电接压力表下限发讯，电机启动，油泵运转，向蓄能器补充压力油至电接压力表的上限值17Mpa后停止工作。
4. 任意位置停止
在蝶阀开启或关闭过程中，电磁换向阀1YV（或2YV失电），能使液压缸停留在开启或关闭过程中的任意位置上，即蝶阀的蝶板停留在开启或关闭过程中的任意位置上。
5. 关阀
电磁换向阀2YV得电，蓄能器内的压力力油经电磁换向阀、单向节流阀、液控单向阀，进入摆动液压缸的有杆腔，推动液压缸活塞杆退回，无杆腔的液压油经液腔单向阀、电磁换向阀及滤油器流回油箱。此时，关阀所要求的快、慢关时间及快、慢关角度大小的切换值均由液压缸尾部的调节杆调节至要求值。
6. 手动操作开关阀门
关闭蓄能器下端的截止阀，电磁换向阀1YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的开启。电磁换向阀2YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的关闭。
电接点压力表下限点发讯，电机启动，油泵与蓄能器同时供油开阀，有杆腔内液压油经液控单向阀、单向节流阀、电磁换向阀及滤油器流向油箱。调节单向节流阀，可得到要求的开阀时间。蝶阀全开到位后，系统油压上升至17Mpa，电接点压力表上限发讯，电机停止工作，电磁换向阀1YV失电。
3. 液压系统保压：
当液压缸运行至终点，蝶阀全开，电磁铁1YV失电，此时液压系统进入保压工作状态；当液压系统长时间工作时，由于其极微量的内泄，使压力降到14 Mpa,电接压力表下限发讯，电机启动，油泵运转，向蓄能器补充压力油至电接压力表的上限值17Mpa后停止工作。
4. 任意位置停止
在蝶阀开启或关闭过程中，电磁换向阀1YV（或2YV失电），能使液压缸停留在开启或关闭过程中的任意位置上，即蝶阀的蝶板停留在开启或关闭过程中的任意位置上。
5. 关阀
电磁换向阀2YV得电，蓄能器内的压力力油经电磁换向阀、单向节流阀、液控单向阀，进入摆动液压缸的有杆腔，推动液压缸活塞杆退回，无杆腔的液压油经液腔单向阀、电磁换向阀及滤油器流回油箱。此时，关阀所要求的快、慢关时间及快、慢关角度大小的切换值均由液压缸尾部的调节杆调节至要求值。
6. 手动操作开关阀门
关闭蓄能器下端的截止阀，电磁换向阀1YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的开启。电磁换向阀2YV得电，操作手动泵，既可实现蝶阀的关闭。
以上为液控止回蝶阀液压部分的其本原理。液压元件大都为标准件，可到市场上进行采购，而关阀分快慢两个阶段，快慢关的角度可以调节，此动作对液压缸的功能提出了特别的要求，需要特别设计，下面对液压缸的结构及原理作以说明。液压缸的结构图如下图所示：
上图中为蓄能器式液压缸的结构，而重锤式止回阀结构各此相似，只是其为单向缸，无有杆腔及前油孔。液控止回蝶阀用油缸和普通工业用油缸主要区别在于尾部结构。如上图所示，前油孔进油时，活塞向右移动，刚开始后油孔1和后油孔2均回油，此时活塞运行较快，阀板关闭也较快；当活塞运行到一定位置时，活塞杆尾部的挡杆进入调节块左端孔中，从而封住了后出油孔2，只后出油孔1回油，此时活塞运行速度较慢。转动调节螺杆7，可带动调到节块，左右移动，从而调整活塞慢行的位置。如果确定了阀门曲柄的长度、快慢关角度及油缸对应伸出的长度即可算出油缸总行程L，及快慢关行程位置长度。如下图：
曲柄油缸动作示意图
上图中曲柄在关阀过程中，初始位置，快慢关转换位位置及关闭位置分别为C、
B、A，O1为曲柄旋转中心，O为油缸旋转中心，L1为初始油缸伸出长度。则
油缸总行程L=L3-L1 快关行程=L3-L2 慢关行程=L2-L1
液控止回蝶阀要想发挥最大功能，在实际应用中往往使泵阀联动，还可实现PLC控制，下面对操作过程作以简要说明。
(一) 泵阀联动（电控箱上油泵开关保持在启动位置）
1. 开泵
将电控箱上转换开关切换至远程控制位置→启动蝶阀至一定角度（由行程开关位置确定）发出信号→启动水泵开启→蝶阀连接开启至全开位置。（由液压系统控制开阀时间）
2. 正常停泵：
在主控室内按下停水泵按钮→蝶阀同时动作，并按调定角度和时间分快
关和慢关两阶段关闭。
3. 泵组事故停机
泵组事故停机→蝶阀同时动作，并按调定角度和时间分快关和慢关两阶段关闭。
结语：液控止回阀的两种不同的形式功能相近，各有优缺点，重锤式液控止回蝶阀关阀时是靠重锤自重产生的力矩来驱动阀门；其重锤质量大，运动惯性大，增加了操作人员的不安全感，但其液压系统相对简单，制造、维护成本低；蓄能器式液控止回蝶阀是靠事先储存在蓄能器中的压力油所产生的能量来驱动油缸来关闭阀门，油压封闭在系统内部，安全性高，但液压系统相对复杂，制造、维护成本高。用户在可根据自已的实际情况进行选用。
参考文献
（1）中国机械工业标准汇编（阀门卷） 全国阀门标准件技术委员会编 中国标准出版社 2006
（2） 何存兴 液压元件 机械工业出版社 1981