shafer气液联动执行机构维护及故障排除方法
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RTU阀室及越站干线使用气液联动执行机构
RTU阀室及过站干线所使用气液联动执行机构具有以下功能:
• 就地控制 • 远程开关控制 • ESD紧急关断控制 • 电子控制单元检测管 线压力，自动关阀控制 • ESD及电子控制单元关阀后 手动复位控制等功能
1616
气液联动执行机构结构及工作原理
1717
气液联动执行机构结构及工作原理
得到释放。
1111
气液联动执行机构结构及工作原理
lineguard2000（电子控制单元）
lineguard2000内部
1212
气液联动执行机构结构及工作原理
Lineguard2000各部件名称
1313
气液联动执行机构结构及工作原理
• LineGuard-2200型全电子式控制系统：它具有阀门关断和数据 采集两种功能。控制系统每1秒钟探测一次管线内的压力数据， 每5秒进行一次平均, “事故”数据将自动被保存。当管道爆管 需要紧急切断时，LG-2200在感测到的压降速率或压力及必要的 延时数据后，指挥执行器迅速关断阀门，并能记录下管道运行 的最高、最低压力和压降速率，这些数据也可以下载，从而使 操作者对管道运行情况心中有数。数据采集功能可以“滚动” 存储当前最近时间的240组数据。如存储已满240组数据，测得 的最近和最新的数据将被存入，而相应最老和最早存入的数据 将被自动滚动消除，以确保用户始终掌握管线的最新数据。
33
第二章
结构及工作原理
44
气液联动执行机构结构及工作原理
SHAFER气液联动执行机构包括三大部分，分别是： 1、控制器 2、驱动器 3、液压操作系统
• 控制器的功能是：导通动力气的引进流程、切换阀门开关 方向、动力气过滤。
• 驱动器功能是：将动力气气压在气液罐中变为液压，液压 传到液缸中推动叶轮装置作旋转运动，带动阀杆转动。
叶片两端压差增大，使传动轴转动，带动阀门动作。
66
气液联动执行机构结构及工作原理
77
气液联动执行机构结构及工作原理
3 6
2 1
4
5
气液联动阀操作部件示意图
1—液压手动开阀按钮；2—液压手动关阀按钮；3—平衡阀； 4—气动开阀手柄；5—气动关阀手柄；6—手动油泵压柄
88
Hale Waihona Puke Baidu
气液联动执行机构结构及工作原理
1010
气液联动执行机构结构及工作原理
• 步骤1
步骤1中，执行器处于全 开位置，液压油无压力， 执行器无旋转动作。
步骤2
步骤2中，执行器正朝关位 顺时针方向旋转，高压液体 进入关入口，压力补偿通道
使得两关闭腔体同步受压， 此时，执行器产生完全平衡 的扭拒，推动叶片转动。
步骤3
步骤3中，一旦执行器到 达指定位置，液压油压 力通过执行器自身控制
1818
气液联动执行机构结构及工作原理
•锁定功能 （防止开阀） 当上述电子式爆管保护系统工作的时候，气流同时通过带
有锁定功能的先导阀（23）。此先导打开使得正常情况开启的 先导阀（22）关闭，当有 爆管关阀命令执行后，旋转叶片执 行器将使阀门继续处于关闭状态和位 置。这个具有锁定功能 的正常关闭的先导阀（23）连续不断地提供了恒定信号压力给 另一个正常开启的先导阀(22），从而防止了通过这个控制回 路去驱动旋转叶片执行器动作进而打开阀门。这个锁定功能解 锁，只有 通过人工进行手动复位操作，使正常开启的先导阀 （22）泄放压力直至重新恢复正常开启 状态。
1414
气液联动执行机构结构及工作原理
目前天然气管道工程气液联动执行机构共分 四种类型，分别为：
• 手动阀室所使用气液联动执行机构 • RTU阀室及过站干线所使用气液联动执行机
构 • 站场进出站紧急关断阀ESDV所使用气液联
动执行机构 • 站场紧急泄放阀BDV所使用气液联动执行机
构
1515
气液联动执行机构结构及工作原理
• 液压手动系统功能是：导通手动泵至驱动器流程，手动泵 排出油压直接作用在驱动器叶轮上，带动阀杆转动。
55
气液联动执行机构结构及工作原理
• 电子控制单元通过压力传感器检测管线中气体压力。 • 电子控制单元通过ROCLINK判断检测压力是否正常。 • 电子控制单元通过电磁阀控制气路通断。 • 当气路压力变化导致液缸中气体压力发生变化，旋转
定子 定子固定螺钉
限位调整螺钉
壳体 转子
99
气液联动执行机构结构及工作原理
气液联动执行机构的工作原理，是在动力气源推动或者手动
泵压力油作用下，将A罐液压油向执行器1、2中注入，并推
动转子逆时针转动，打开阀门；当B罐液压油在动力气源推
动或手动泵压力油作用下向执行器3、4中注入时，推动转子
顺时针转动，关闭阀门，从而实现阀门的开关动作。
CONTENTS
目
录
第一章 概述 第二章 气液联动机构结构及工作原理 第三章 气液联动机构操作规程 第四章 气液联动机构维护保养 第五章 气液联动机构常见故障及处理
11
第一章
概述
22
概述
• Shafer的母公司是Emerson（艾默生）集团，Shafer的阀门执行器主 要用在陆上、海上和海底的天然气、石油和成品油管线项目。气/液 联动的动力系统是以管道中输送的气体作为执行器的动力，因此无 需外界再供给任何动力，作为管线的紧急切断，气/液联动的动力系 统是最安全和最可靠的 。旋转叶片式执行器是Shafer公司成立60年 来的专利产品。它是采用了平衡扭拒的设计，因此，阀门自全开到 全关（或反之）的全过程，执行器扭拒输出值是恒定的。它只有一 个运动部件，即旋转叶片，而且该叶片完全浸在密闭的液压油缸中 ，无需润滑剂，更没有腐蚀性问题。这样，此种执行器在平时操作 中几乎无需维护检修，另外，旋转叶片执行器式直接插入阀杆，与 阀杆同轴，因此没有侧向负荷，其机械效率可高达92-95%。59年前 Shafer生产的第一台旋转叶片执行器至今仍在正常工作
• 本控制原理图是应用气/液联动系统操作阀门的旋转叶片执 行器 原理图，动力气体是天然气。在整个回路中包括阀门 执行器 （1）、一套气/液联动罐（2）和 （3）、手 动 液压泵（4）、开关一个冲程 储气罐（6）、“ 阀”控制 模块（11）、两通路通常关 闭的先导阀（18）、压力调 节器（19）、安全放空阀（21）、一组电子式爆管保护控 制系统（20）、三通路通常开启的先导阀（22）和一个三 通路通常关闭的先导阀带有锁定功能（23）等31项内容
RTU阀室及过站干线所使用气液联动执行机构具有以下功能:
• 就地控制 • 远程开关控制 • ESD紧急关断控制 • 电子控制单元检测管 线压力，自动关阀控制 • ESD及电子控制单元关阀后 手动复位控制等功能
1616
气液联动执行机构结构及工作原理
1717
气液联动执行机构结构及工作原理
得到释放。
1111
气液联动执行机构结构及工作原理
lineguard2000（电子控制单元）
lineguard2000内部
1212
气液联动执行机构结构及工作原理
Lineguard2000各部件名称
1313
气液联动执行机构结构及工作原理
• LineGuard-2200型全电子式控制系统：它具有阀门关断和数据 采集两种功能。控制系统每1秒钟探测一次管线内的压力数据， 每5秒进行一次平均, “事故”数据将自动被保存。当管道爆管 需要紧急切断时，LG-2200在感测到的压降速率或压力及必要的 延时数据后，指挥执行器迅速关断阀门，并能记录下管道运行 的最高、最低压力和压降速率，这些数据也可以下载，从而使 操作者对管道运行情况心中有数。数据采集功能可以“滚动” 存储当前最近时间的240组数据。如存储已满240组数据，测得 的最近和最新的数据将被存入，而相应最老和最早存入的数据 将被自动滚动消除，以确保用户始终掌握管线的最新数据。
33
第二章
结构及工作原理
44
气液联动执行机构结构及工作原理
SHAFER气液联动执行机构包括三大部分，分别是： 1、控制器 2、驱动器 3、液压操作系统
• 控制器的功能是：导通动力气的引进流程、切换阀门开关 方向、动力气过滤。
• 驱动器功能是：将动力气气压在气液罐中变为液压，液压 传到液缸中推动叶轮装置作旋转运动，带动阀杆转动。
叶片两端压差增大，使传动轴转动，带动阀门动作。
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气液联动执行机构结构及工作原理
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气液联动执行机构结构及工作原理
3 6
2 1
4
5
气液联动阀操作部件示意图
1—液压手动开阀按钮；2—液压手动关阀按钮；3—平衡阀； 4—气动开阀手柄；5—气动关阀手柄；6—手动油泵压柄
88
Hale Waihona Puke Baidu
气液联动执行机构结构及工作原理
1010
气液联动执行机构结构及工作原理
• 步骤1
步骤1中，执行器处于全 开位置，液压油无压力， 执行器无旋转动作。
步骤2
步骤2中，执行器正朝关位 顺时针方向旋转，高压液体 进入关入口，压力补偿通道
使得两关闭腔体同步受压， 此时，执行器产生完全平衡 的扭拒，推动叶片转动。
步骤3
步骤3中，一旦执行器到 达指定位置，液压油压 力通过执行器自身控制
1818
气液联动执行机构结构及工作原理
•锁定功能 （防止开阀） 当上述电子式爆管保护系统工作的时候，气流同时通过带
有锁定功能的先导阀（23）。此先导打开使得正常情况开启的 先导阀（22）关闭，当有 爆管关阀命令执行后，旋转叶片执 行器将使阀门继续处于关闭状态和位 置。这个具有锁定功能 的正常关闭的先导阀（23）连续不断地提供了恒定信号压力给 另一个正常开启的先导阀(22），从而防止了通过这个控制回 路去驱动旋转叶片执行器动作进而打开阀门。这个锁定功能解 锁，只有 通过人工进行手动复位操作，使正常开启的先导阀 （22）泄放压力直至重新恢复正常开启 状态。
1414
气液联动执行机构结构及工作原理
目前天然气管道工程气液联动执行机构共分 四种类型，分别为：
• 手动阀室所使用气液联动执行机构 • RTU阀室及过站干线所使用气液联动执行机
构 • 站场进出站紧急关断阀ESDV所使用气液联
动执行机构 • 站场紧急泄放阀BDV所使用气液联动执行机
构
1515
气液联动执行机构结构及工作原理
• 液压手动系统功能是：导通手动泵至驱动器流程，手动泵 排出油压直接作用在驱动器叶轮上，带动阀杆转动。
55
气液联动执行机构结构及工作原理
• 电子控制单元通过压力传感器检测管线中气体压力。 • 电子控制单元通过ROCLINK判断检测压力是否正常。 • 电子控制单元通过电磁阀控制气路通断。 • 当气路压力变化导致液缸中气体压力发生变化，旋转
定子 定子固定螺钉
限位调整螺钉
壳体 转子
99
气液联动执行机构结构及工作原理
气液联动执行机构的工作原理，是在动力气源推动或者手动
泵压力油作用下，将A罐液压油向执行器1、2中注入，并推
动转子逆时针转动，打开阀门；当B罐液压油在动力气源推
动或手动泵压力油作用下向执行器3、4中注入时，推动转子
顺时针转动，关闭阀门，从而实现阀门的开关动作。
CONTENTS
目
录
第一章 概述 第二章 气液联动机构结构及工作原理 第三章 气液联动机构操作规程 第四章 气液联动机构维护保养 第五章 气液联动机构常见故障及处理
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第一章
概述
22
概述
• Shafer的母公司是Emerson（艾默生）集团，Shafer的阀门执行器主 要用在陆上、海上和海底的天然气、石油和成品油管线项目。气/液 联动的动力系统是以管道中输送的气体作为执行器的动力，因此无 需外界再供给任何动力，作为管线的紧急切断，气/液联动的动力系 统是最安全和最可靠的 。旋转叶片式执行器是Shafer公司成立60年 来的专利产品。它是采用了平衡扭拒的设计，因此，阀门自全开到 全关（或反之）的全过程，执行器扭拒输出值是恒定的。它只有一 个运动部件，即旋转叶片，而且该叶片完全浸在密闭的液压油缸中 ，无需润滑剂，更没有腐蚀性问题。这样，此种执行器在平时操作 中几乎无需维护检修，另外，旋转叶片执行器式直接插入阀杆，与 阀杆同轴，因此没有侧向负荷，其机械效率可高达92-95%。59年前 Shafer生产的第一台旋转叶片执行器至今仍在正常工作
• 本控制原理图是应用气/液联动系统操作阀门的旋转叶片执 行器 原理图，动力气体是天然气。在整个回路中包括阀门 执行器 （1）、一套气/液联动罐（2）和 （3）、手 动 液压泵（4）、开关一个冲程 储气罐（6）、“ 阀”控制 模块（11）、两通路通常关 闭的先导阀（18）、压力调 节器（19）、安全放空阀（21）、一组电子式爆管保护控 制系统（20）、三通路通常开启的先导阀（22）和一个三 通路通常关闭的先导阀带有锁定功能（23）等31项内容