电液执行器

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图 2:(角行程执行器)
8
电液执行器 RKA
3.3 液压流程图举例 (图 3)为一个带有电液伺服阀、双泵和故障安全保护蓄能器的电液执行器流程图。 马达(2.1)驱动双泵(3.1+3.2)经过过滤器(10.1)和伺服阀(6.1)把液压油送入 动力油缸(5.1)中。泵(3.2)供油到伺服阀,当有小的控制偏差时也供油到动力油 缸。泵(3.1)在控制偏差小的情况下,由截止阀(7.1)和溢流阀(6.4)控制转换到 循环状态。 在要求大容量动作的情况下,泵(3.1)也供油到动力油缸(5.1)。这样的组合,一方 面可确保在大的控制偏差下有足够的油量使活塞以所需的速度运行;另一方面,保证 仅提供所需要的油量来满足要求,这样可避免执行器过多的发热。 压力表(12.1)监测泵的压力,压力表(12.2)监测蓄能器(4.1)的压力。泄压阀 (7.2)是经 TÜV 检测的安全阀,用于控制蓄能器的最大压力。油缸(5.1)的运行速度 可由双向节流-止回阀(9.1+9.2)来控制。 在失去油压的情况下,液压切换阀(6.3)动作,使得蓄能器(4.1)直接把压力油供 给动力油缸(5.1)。在断电时,油缸可通过手泵(3.3)和手动方向阀(6.2)进行手 动运行。如有特殊要求,还可安装一个泵压力监视器(12.1)和蓄能器压力监视器 (12.2)。
6
电液执行器 RKA 3 工作原理
下面章节描述了“Reineke 伺服阀”的两种功能原理和一个液压流程图,这是众多应用 中的一个例子。 3.1 直行程执行器 直行程电液执行器带模拟输入信号的功能原理图如(图 1)所示。马达(2.1)驱动油 泵(3.1)经过过滤器(10.1)和伺服阀(6.1)把液压油送到油缸(5.1)。当达到实际 的控制位置时,多余的液压油将通过可调节的泄压阀(7.1)流回油箱。 从控制器来的直流输入信号作用在电液伺服阀的线圈(6.1/7)上,此时系统作用一个 力在导向电枢(6.1/6)上,使其偏离中心位置。挡板(6.1/14)连接着电枢,由此可在 喷嘴(6.1/13)之间形成不相等的间距。高压油流通过限流器(6.1/9)从喷嘴喷出供 油。当电流信号变化时,导向电枢偏离了中心位置而形成了一个压力差,使得液压油 流进或流出动力油缸(5.1)。动力油缸的动作被传递到控制部件,也通过反馈杆 (6.1/27)传递给伺服阀。反馈弹簧(6.1/2a)因此被拉紧或放松,从而作用一个与输 入信号产生效果相反的反馈力在电枢(6.1/3)上。 当阀杆到达新的位置时,作用在电枢上的力平衡了,挡板回到喷嘴中间,活塞杆和阀 杆便停止运动。执行机构的动作与输入信号成比例关系。
9
3.3.2 输入信号失效保护
9
3.4 控制元件
11
3.4.1 电气输入信号
11
3.4.2 防护等级
11
3.5 马达
11
4 动作方向代码
12
4.1 直行程执行器(控制阀)
12
4.2 角行程执行器(蝶阀)
12
4.3 蓄能器动作方向
13
4.4 电源或输入信号故障动作方向
13
4.5 开-关动作方向
13
5 液压油推荐
蓄能器由进油阀、皮囊、壳体和充气阀等组成,皮囊内充氮气,皮囊外充液压油。 通过液压泵将液压油压入蓄能器,皮囊受压变形,气体体积随压力增加而减少,液压 油被逐渐储存。 当液压系统工作需要或故障安全保护动作时需要能量输出,则皮囊充气体积膨胀,将 液压油排出,使执行机构动作。
2.5 尺寸
所附的图纸(4MA-31-001 & 4MA-31-002)显示了液压执行器的主要尺寸和所有相关 的连接点,用于执行机构与相应的阀门进行连接配合。 每种执行机构(尺寸 1 到 3,直行程或角行程)的重量也都标了出来。
氮型液压囊式蓄能器。
2
电液执行器 RKA
• 充氮型囊式蓄能器,带有充气和安全阀,具有两个可选的功能:
a) 紧急情况下移动控制阀到需要的位置
或者
b) 提供补充的动力给控制阀的行程动作
其主要优点为:
• 可通过手阀来自由选择在“失效模式”时的运行方向(打开/关闭)
• 角行程执行器也可配备蓄能器
• 在经过故障释放后,执行机构可再次运行,而蓄能器可通过手泵来重新充压(不用
电液执行器 RKA
电液执行器(紧凑型一体化) 型号:RKA
内容
内容
1
1 总则
2
1.1 应用
2
1.2 代码和标准
2
2 设计
2
2.1 技术特征
3
2.2 推力
4
2.3 力矩
4
2.4 结构
5
2.5 尺寸
5
2.6 优点
6
3 工作原理
7
3.1 直行程执行器
7
3.2 角行程执行器
8
3.3 液压流程图举例
9
3.3.1 马达断电保护
35
40
附加油量(公斤) (用于蓄能器)
NG1 => 1 NG4 => 2
NG6 => 3 NG10 => 4
NG10 => 4 NG20 => 5
5
电液执行器 RKA
2.6 优点
对于精确而连续的调节控制要求,电液执行器是一个正确的选择。其主要性能如下所 示:
表 1:影响执行机构选择的因素
运行性能
2 设计
Reineke 公司的 RKA 电液执行器是紧凑型一体化的形式。所有有关的部件如马达-泵单 元、活塞、伺服或比例控制阀、机械反馈、过滤器、止回阀、溢流阀、压力表、液位 和温度报警传感器都安装在容器内部,所有与之相连的管道也在容器内,因此这是一 个完全密封的系统,电源线和信号线的接线盒在容器外部。
马达)
上述两种情况下故障方式因马达供电或输入信号故障引起的,或者从控制室来的跨接 遥控信号进行失效方式操作。
• 马达-泵单元带有 1 或 2 个齿轮泵 • 防爆型设计 • 开-关功能 • 输入信号监控装置,用于故障模式功能(锁定在故障发生时的位置) • 位置变送器反馈位置信号给控制室
附件
• 支架 / 连杆 • 带方向选择的手泵 • 节流阀可调节活塞杆的速度 • 遮阳或防雨罩 • 限位开关(机械或感应式) • 油冷却器或加热器
RKA 电液执行器有两种类型,直行程执行器(RKA-H)和角行程执行器(RKA-D)。 根据输出力大小,有三种尺寸的油箱供选用。
标准部件 • 油箱 • 马达-泵单元(单相或三相马达) • 过滤器 • 泄压阀 • Reineke 伺服阀(4-20mA),有内部自锁装置 • 液压油缸(活塞和连杆)
选件 为了实现失效安全保护功能(参考第 3 章),我们为我们的执行机构配备了一个充
z 通过选配蓄能器具有快速动作功能
z 机械反馈装置直接将反馈信号提供给伺服阀,抗干扰能力强,省去了伺服放大器, 运行更可靠。
z 零泄漏设计,维护量少,可靠性高,能在大多数恶劣环境条件下长期无故障运行 (30 年)。
z 当电源、信号、液压系统出现故障时,具有失效安全保护动作(锁定在失效位置, 手动/自动打开或关闭阀门)。
输入信号
0 – 20 / 4 – 20mA DC
电感系数
3.24H 在 60Hz (Cs)
油缸位置反馈
机械式反馈杆
3
电液执行器 RKA
2.2 推力 油箱尺寸
1
2
直行程执行器 RKA - H
输出推力
行程
1.5 – 15 kN
20 – 80 mm
337 – 3,372 lbf 12 – 50 kN
¾” – 3” 20 – 100 mm
气动执行器
电动执行器
电液执行器
推力 速度 精度 定位 可用性 价格 安装 维护
较大
中等
较大
较快
较慢
很快
响应较快 精度低
响应较慢 精度一般
响应快Baidu Nhomakorabea精度高
对压力震动敏感,稳定 调节操作时定位精度差 定位效果佳,稳定性高
性差
适合高粘度介质
可靠性和耐用性中等
适合开/关操作
适合精确调节控制 可用于远距离控制
大型气动执行器复杂、 笨重、昂贵
这些高质量的液压执行器满足特定的动态要求,推力/力矩和失电或失信号保护动作等 要求。典型用户为电站、冶金、焦化、石油化工、管道、矿井和环境工业等。
其坚固耐用的结构可保证四十年以上无故障运行,不仅可用于高温、腐蚀性的环境, 还可在离岸、极地、热带和沙漠等区域工作。
1.2 代码和标准
RKA 系列执行器满足所有的国际标准,诸如气候和防爆(DIN,ATEX)以及地震测试 等。
图 1:(直行程执行器) 7
电液执行器 RKA
3.2 角行程执行器 对于带有模拟输入信号的角行程电液执行器,伺服阀的细节如(图 2)所示。 供油方式与章节 3.1 里描述的直行程执行器相同。伺服阀内动力油缸的移动通过一根连 杆传递到连接在油箱侧部的驱动轴上。 从控制室来的直流输入信号作用在电液伺服阀的线圈(6.1/7)上,此时系统作用一个 力在导向电枢(6.1/6)上,使其偏离中心位置。通过反馈条(6.1/28)和连接装置 (6.1/29)使得反馈弹簧(6.1/2a)张紧或放松,从而作用一个与输入信号产生效果相 反的反馈力在电枢(6.1/3)上。 当油缸到达新的位置时,作用在电枢上的力平衡了,挡板回到喷嘴中间,活塞杆和阀 杆便停止运动。执行机构的动作与输入信号成比例关系。
0.078 – 0.236”/秒
2.3 力矩
油箱尺寸 1
角行程执行器 RKA - D
输出力矩
最大角度
40 – 300 Nm
70°
29,502 – 221,268 lbf-ft
2
250 – 1,500 Nm
70°
184,390 – 1,106,342 lbf-ft
3
900 – 4,500 Nm
70°
663,804 – 3,319,025 lbf-ft 可选配:更大的推力,更快的速度
2.1 技术性能
技术性能
油的流量(压差=10bar 时,输入信号电流 12 升/分钟 (3.17 US 加仑/分钟) 差 > 3mA)
响应
<= 满量程的 0.2%
超调
<= 满量程的 0.4%
线性度
<= 最大输入信号的 0.2%
最大操作压力
60bar (870 PSI)
温度影响
<= 环境温度的 0.05%
14
5.1 用油推荐/油温范围
15
6 代码说明
16
7 液压流程图
17
8 选型表
18
9 外形尺寸图
19
1
电液执行器 RKA
1 总则
Reineke 电液执行器“RKA”,是本公司著名的带有“Reineke 机械伺服阀”控制的紧 凑型一体化液压执行器系列的最新产品。
1.1 应用
RKA 系列电液执行器是用来控制阀门、蝶阀和其它控制元件的装置,包括用于直行程 控制阀的直行程执行器和大蝶阀的角行程执行器。它接受统一的标准直流电流信号, 气动控制信号和脉冲信号,将其转换成与输入信号相对应的直线或转角位移,自动地 调节阀门、风门、挡板的开度,完成工业过程的自动调节任务。
较低
较高
需要工作现场提供气源
简单
安装同样方便,只需电源 和控制信号
较少
可靠性低,维护费用高 故障率低,可长期免维护
Reineke 电液执行器的优点:
z 紧凑型一体化设计,安装方便。液压站和液压执行器的一体化结构,无需另行配置 液压站,只要将动力电源和控制信号引到现场就可以工作。
z 输出推力大,全行程时间短,响应快,控制精度高,无超调,运行非常平稳。适合 于高压差、高粘度介质等严酷工况条件。
速度 2 – 6 秒 70°范围
4 – 14 秒 70°范围
2 – 6 秒 70°范围
4
电液执行器 RKA
2.4 结构
直行程和角行程执行器有三种标准尺寸,从 1 型到 3 型。它们基本上是根据功能、推 力/力矩、行程时间和行程来区分的。根据不同的尺寸来选择相应的液压部件和油缸的 大小。
油箱上覆盖着盖板。动力油缸连接到油箱底部或侧面,产生所需的直行程或角行程动 作。油位观测窗安装在油箱的侧面,侧板可打开用于注油和更换过滤器。
下列部件连接着盖板,并与油箱内部的液压管路相连:
• 液压集成(马达,联轴器,1 或 2 个齿轮泵) • 过滤器 • 泄压阀,或组合式泄压阀和压力截止阀 • 带 2 个止回阀的控制单元 • 手泵
• 蓄能器安装在执行机构的侧面,并配有经 TÜV 测试的安全阀,截止阀和压力表。液 压释放装置(标准配置)安装在油箱内。电气释放装置(可选)安装在外部。
2,697–11,240 lbf
¾” – 4”
3
40 – 200 kN
20 - 260 mm
8,992 – 44,960 lbf
¾” – 10”
可选配:更大的推力,更长的行程,更快的速度
速度 5 – 40 毫米/秒 0.20 – 1.57”/秒 4 – 12 毫米/秒
0.157 – 0.472”/秒 2 – 6 毫米/秒
(尺寸,重量和油量/大约值)
油箱尺寸 直行程执行器
1 2
3
油箱尺寸 角行程执行器
1
2
3
重量(公斤) 附加重量(公斤) (不带蓄能器) (带蓄能器)
55
NG1 => 7
NG4 => 14
110
NG6 => 17
NG10 => 30
170
NG10 => 30
NG20 => 45
220
油量 (公斤)
7
20
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