用心之作!图解船舶常用气动阀门驱动器结构、原理及安装要点-超详细!

远程气动遥控阀门在船舶应用十分广泛,比如压排水系统、主辅机轻重油切换、主机旁通烟道控制、脱硫塔管道控制等。笔者工作之余、静下心来,通过对某型阀门气动控制驱动器的修理过程,将维修心得总结归纳出来,以期对同仁们的工作有一点点帮助。

一:阀门气控驱动器的结构与动作原理

1:结构组成:

气控驱动器的名称:NOAH  PNEUMATIC  ACTUATOR(用于开式脱硫塔装置);

型号:NOD80 --- DOUBLE ACTING(双作用) ;  所要求的气源压力:5Bar;

2:工作原理

(1)构成:该气控驱动器的主要部件包括气缸体、两侧端盖、两个气动活塞、拨叉、输出轴,限位板等。

(2)开阀过程:当压缩空气从通路【2】进入驱动气缸的两活塞之间空气腔室时,使两活塞一起向气缸两端的方向移动。同时,两端气腔(缸盖与活塞间的腔室)内的压缩空气经通路【4】泄放。期间,两活塞上销轴(图中红点)一起带动拨叉(图中绿线),形成转矩,拨叉再来带动与其相内啮合的输出轴(图中绿圈逆时针方向转动,使阀打开。

(3)关阀过程:若压缩空气从通路【4】进入气缸两端的空气腔室(缸盖与活塞间的腔室)时,使两活塞向气缸中间方向移动。同时,两活塞中间气腔的压缩空气经通路【2】泄放。同时两活塞上销轴(图中红点)一起带动拨叉(图中绿线),形成转矩,拨叉再来带动与其相啮合的输出轴(图中绿圈顺时针方向转动,使阀关闭。

(4)限位:输出轴在旋转的同时,也会带动与其相啮合的限位板一起转动,直到限位板碰到限位螺丝为止。

(5)开关时间:为了控制阀的的开关快慢,可通过如下图红色圆圈中所示的两个白色节流阀进行调节。

3:该气控驱动器的实物分解图如下所示:

根据上述的实物分解图,我们可以很好的理解其动作过程。该气控驱动器是用5Bar的压缩空气作为气源。主要通过开关量信号控制电磁阀的通断电,电磁阀得电后,打开相应气路,压缩空气就会进入阀门驱动器相应的开关阀腔室。气缸内的活塞在两侧压差的作用下产生位移,进而带动拨叉,使其旋转。而拨叉中心具有齿槽,与输出轴相啮合,故输出轴与拨叉一起旋转。同时,另一腔室的压缩空气经节流阀(控制开关速度)泄放到大气中。由此可知,这种拨叉式的气动执行器就是一部Mini版的小舵机。

二:气控驱动器的拆装过程:

  • 拆解前的注意事项:

  • 拆装现场要干净,以免沾染异物。

  • 在两侧端盖上做码刻,以便安装时能分清是那一侧的端盖(一般不会装错,因为根据气路便可辨认)。

  • 先测量两个限位螺丝的高度,并记录测量值,以便安装时参考。

  • 在输出轴和缸体间做码刻,以便后续安装。

2:拆解过程:

  • 拆下两侧端盖;

  • 拆下两个限位螺丝。请注意限位螺丝上的O-RING,别使其损伤,因其是用于密封两活塞间气体腔室的。

  • 用压缩空气先判断出缸体上的气口【2】和气口【4】;依上述所示的原理图可知,气口【2】是与两活塞之间的腔室相通的。而气口【4】是与两活塞和端盖间的腔室相通的。

  • 用手捂住两个限位螺丝孔,以防漏气。

  • 然后用空气枪向气口【2】吹压缩空气,使两活塞从缸体中移出。请注意控制空气的压力,别让活塞突然从缸体弹出伤人。当然,也可转动输出轴使活塞从缸体中滑出来,这样最安全。

  • 再用码刻笔在输出轴、拨叉和限位板上做标记,以便安装时确定它们三者之间的相对位置关系。若忘记做码刻也没关系,就是在安装时麻烦一些,多拆装几次以便找到它们间的相对位置。然后从缸体中再取出输出轴、拨叉、定位环、限位板。

  • 对缸体内表面和上述零部件进行检查,包括活塞上的O-RING、端盖密封、输出轴上的O-RING等。

3:安装时的注意事项和装复后的测试:

  • 确认拨叉的上下面,因为拨叉槽的开口有一定的角度,以免影响力的传递。

  • 限位板所在的一侧缸体朝下,这样便于安装。

  • 在缸体内先摆放好限位板,并安装限位螺丝但不要旋到位,留一定的距离,以便安装两端的活塞。

  • 然后再把定位环(下面的)放到限位板上,并依次摆放拨叉、定位环(上面的)。再把输出轴放进定位环、拨叉和限位板的孔中。请注意按拆解时在它们三者(输出轴、拨叉、限位板)间所做的相对位置码刻进行安装。

  • 从两侧把活塞推进到缸体中。请注意活塞上的销轴要与拨叉槽相啮合。

  • 安装两侧端盖。请注意缸盖的安装位置。否则,影响气路。

  • 装复后分别向气口【2】和气口【4】吹压缩空气,观察输出轴的旋转角度是否是90°,是否平稳,且无卡阻及爬行现象。同时,调节限位螺丝。并观察各密封处是否有漏气现象。

三:该气控阀的日常检查和维护事项:

1:对控制空气勤放残水,保持气源干燥、清洁,以免进入电磁阀和执行器,影响正常工作。

2:检查气源压力是否正常。

3:检查驱动器的缸体密封处是否漏气,各密封面应完整严密无损。

4:保持驱动器外表清洁,无灰尘污积等。

5:检查气缸空气管接头是否漏气。

6:空气管路不得有凹陷,应保持畅通,不得有影响使用性能的泄漏。

7:气控驱动器的电磁阀应固定牢靠,不松动。防止电磁阀进水、受潮与沾染灰尘。

8:手动操作机构应润滑良好,定期测试手动操作,以便应急时能手动开关阀门。

9:还要注意该阀门的密封空气系统是否正常。

10:自动/手动切换杆要放到位,不能放在中间位,否则会影响气控操作。

11:要确保该阀门主轴开关灵活,无卡阻现象。

本文作者:张献宝轮机长,感谢他的无私分享!

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