蓄能罐式液控緩閉止回蝶閥自開啟故障分析

曹懷宇

紅寺堡揚水管理處，寧夏中寧 755100

1 概述

液控蝶閥是揚水泵站中一種常見的斷流設(shè)備，它具有操作簡便、啟閉速度快、啟閉力大、傳動平衡、調(diào)速方便、緩沖性能好，易于實現(xiàn)自動化操作等性能，但是在運行中，出現(xiàn)故障的機率也比較高，如油泵建立不起壓力，液壓系統(tǒng)保壓性能差，密封易損壞泄漏嚴(yán)重。在今年5月份，紅寺堡揚水管理處固海擴灌一泵站5＃機組，DX7K41X型蓄能灌式液控蝶閥，在備運情況下，出現(xiàn)閥門，自開啟15°左右的故障現(xiàn)象，經(jīng)過多次處理，均未能解決。后來經(jīng)過我認(rèn)真分析，了解發(fā)現(xiàn)這種型號的蝶閥上裝有兩只蓄能器，在系統(tǒng)油壓達(dá)到額定17MPa后，應(yīng)關(guān)掉其中一只蓄能器以備用，另一只投入正常運行，此時故障現(xiàn)象消除。

2 液壓功能分析。

液壓傳動是以油液作為工作介質(zhì)，通過能量轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)所要求的運動。油泵將電動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過油缸將液體的壓力能再轉(zhuǎn)換為機械能以推動負(fù)載運動。下面對其主要元件功能進行說明：

1）溢流閥，它在這里屬于調(diào)壓回路，液壓泵的最大工作壓力由溢流閥調(diào)定，通過該閥溢去多余的油液，穩(wěn)定壓力在調(diào)節(jié)值上，外負(fù)載小于一定量值時，溢流閥則無油通過；

2）蓄能器。蓄能器是液壓系統(tǒng)的輔助元件，它內(nèi)部充有氮氣，工作時有3種狀態(tài)，即充氣、儲存、釋放。它在工作循環(huán)的某一階段，可把液壓泵輸出的壓力油，部分或全部通過壓縮內(nèi)部的氮氣蓄存在蓄能器里，而在工作循環(huán)的另一階段，蓄能器釋放出這些蓄能液體供液壓執(zhí)行機構(gòu)使用。在圖中設(shè)置了兩只容積相同的蓄能器，充氮氣壓力在8MPa～9MPa范圍內(nèi)，蓄能器的工作壓力由壓力控制器控制，系統(tǒng)壓力到下限值14.5MPa時啟動油泵補壓，到上限值17MPa時停止油泵。另外要求在系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后，而且系統(tǒng)油壓達(dá)到17MPa后，應(yīng)關(guān)掉載止閥，讓其中一臺蓄能器備用；

3）節(jié)流閥。它屬于流量控制閥中的一種形式。在液壓系統(tǒng)中，改變執(zhí)行元件速度的方法之一是改變供給執(zhí)行元件的流量，而改變流量可以采用節(jié)流的方法。所謂節(jié)流就是借助小通流面積或增大液流通道的長度來造成明顯的液壓阻力；

4）電磁閥，也稱為換向閥，它是利用閥芯和閥體間相對位置的不同來變換不同管路間的通斷關(guān)系。以控制工作介質(zhì)的流通，它連接油口的數(shù)量，可分為二通、三通、四通及多通，按閥芯可以變換的位置又分為二位、三位及多位的，按操作方式又可分為手動、電動、液動和電液動等。在這里是利用電磁鐵推動閥芯移動來控制油液方向的。在開閥過程中，電磁閥上的電磁鐵同時得電，壓力油經(jīng)電磁閥進入油缸無桿腔，推動活塞桿伸出，帶動蝶板開啟，有桿腔回油經(jīng)電磁閥，節(jié)流閥流回油箱；

5）油缸，它是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。它是將油液的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運動的機械能量轉(zhuǎn)換裝置。在工作過程中，為了減少開啟、關(guān)閉時的撞擊力，必須在液壓缸上或外圍回路中，設(shè)置緩沖裝置，如節(jié)流閥和快、慢關(guān)調(diào)速閥。液壓缸的緩沖一般都是利用對油液的節(jié)流作用來實現(xiàn)，以平衡慣性力，達(dá)到緩沖目的；

6）快、慢關(guān)調(diào)速閥，也屬于流量控制閥的一種形式，在閥門開啟時，壓力油經(jīng)快、慢關(guān)調(diào)速閥中的單向閥進入油缸無桿腔，推動活塞桿伸出，帶動蝶板開啟。在關(guān)閥中，油缸在二位二通閥的操作下，通過兩個并接的調(diào)速閥實現(xiàn)兩種慢速運動的切換，油缸速度由大變小，在這時的切換中不會產(chǎn)生很大的沖力。通過對快、慢關(guān)調(diào)速閥的調(diào)整，可達(dá)到我們要求的快、慢關(guān)參數(shù)；

7）油泵，它是一定量液壓泵，并帶有轉(zhuǎn)動方向，也可以說它是液壓系統(tǒng)的心臟，它為液壓系統(tǒng)提供一定量的壓力油。在這里油泵向系統(tǒng)供油至上限值為止。系統(tǒng)以蓄能器作為壓力油源，油泵僅用于補充蓄能器所損失的壓力油；

8）過濾器，據(jù)了解，液壓系統(tǒng)的故障有70%是由于油液不清潔所造成的，這說明液壓油清潔度的重要性。

3 故障分析

通過以上對液控蝶閥各元件功能的分析，了解使我們對液壓系統(tǒng)有了更進一步的認(rèn)識，這對我們在今后的工作中有很大幫助，而且能很快的分析，處理故障，下面就針對以上提出的故障進行分析。

1）在該閥的控制箱中，有三個電源開關(guān)，一經(jīng)送上，油泵即開始運行，為系統(tǒng)建壓，同時兩只電磁閥也接通，其上的指示燈點亮（指示燈點亮，并不代表電磁閥已吸合，只是指示而已）。當(dāng)系統(tǒng)建壓至上限時，油泵停止工作，為閥門的開啟做好了準(zhǔn)備。

2）該蝶閥在安裝調(diào)試后，要求關(guān)閉蓄能器的其中一只，做互為備用，由一只蓄能器向系統(tǒng)釋放壓力，就能滿足該閥的正常運行。但由于調(diào)試人員的忽視，未按要求關(guān)閉其中一只，而由兩只蓄能器同時向系統(tǒng)釋放能量，在較大的能量下，電磁閥有很微量的內(nèi)泄，造成該閥在沒有操作的情況下，閥門自動開啟15°左右，后關(guān)閉其中一只蓄能器，該閥的自開啟故障就得到排除。

3）后經(jīng)2個多月的運行，該閥又出現(xiàn)了自開啟的現(xiàn)象，經(jīng)分析判斷，由于之前兩蓄能器向系統(tǒng)釋放能量，電磁閥內(nèi)泄，使閥口沖刷磨損，直至密封不嚴(yán)，所以又出現(xiàn)自開啟現(xiàn)象，經(jīng)更換電磁閥，故障得到排除。

4 使用與維護

1）液壓油。液壓油的質(zhì)量對液壓系統(tǒng)的工作影響很大。其中油的粘度是它的主要指標(biāo)，粘度過大則流動時內(nèi)磨擦大，能量損耗大，還有雜質(zhì)要少，包括氣體雜質(zhì)，機械雜質(zhì)，酸堿含量等，以免在工作中磨損或腐蝕零件，最后是它的化學(xué)性能要穩(wěn)定，長期使用不變質(zhì)。

（1）對泵站的液壓站，要定期檢查，發(fā)現(xiàn)油變質(zhì)和污染情況，應(yīng)立即處理，并徹底清洗油箱，加油桶要清潔干凈，新油或經(jīng)過濾的油，在加入時應(yīng)經(jīng)20um的精過濾。

（2）定期清洗濾油器，并檢查是否完好，對損壞（破損或堵死）的濾油器應(yīng)更換。

（3）使用時，應(yīng)經(jīng)常觀察油面高度，壓力表的壓力以及蓄能器的氮氣壓力。

2）泄漏。泵站液壓站主要的缺點是漏油。那么什么叫泄漏，液壓元件的零件之間常有相對運動，這樣在這些零件之間就必須有一定的配合間隙。液壓油從壓力較高處經(jīng)過配合間隙流到壓力較低的地方或大氣中，這就是泄漏。它包括內(nèi)泄漏和外泄漏。前者在設(shè)備內(nèi)部不易看出來，只是要通過建立壓力的時間長短和每次建立壓力的時間間隔相比較來判斷。據(jù)了解廠家在調(diào)試中，液壓站的保壓性能在24小時以上，甚至更長，但在實際應(yīng)用中，我們有很多臺液壓站建壓時間長，且補壓頻繁。

（1）在拆卸檢修時，應(yīng)注意場地清潔，零部件不能直接置于地面。

（2）清洗液壓站，液壓缸零件時，應(yīng)在干凈的柴油或煤油中進行，不得用棉紗擦試。

（3）裝配時，應(yīng)更換全部密封件，注意不能錯裝或漏裝密封件，并確保密封件質(zhì)量。

（4）截止閥在使用時，避免用力過大，以防閥口損壞，出現(xiàn)內(nèi)泄。

（5）電磁閥密封處，閥針，閥口不能有損傷，劃橫，夾雜，否則應(yīng)更換或修復(fù)。

（6）使用時，對泵的啟動運行時間和每次啟動運行的間隙要做好記錄。