气液联动执行机构.docx

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气液联动执行机构

气液联动执行机构（SHAFER）

一、设备简介

SHAFER阀操作系统的基本功能是爆管紧急切断和人为的开/关阀，其中人为的开关阀操作分为远程操作、就地手泵操作和就地自动操作三种方式（）。

SHAFER阀操作系统在安装调试测试正常后，一般不需要修改系统参数或调整阀位操作。

需要时须由专业技术人员通过便携PC机进行有关参数重新设定或修改。

二、SHAFER气液联动执行机构结构与控制原理

1、结构

SHAFER气液联动执行机构包括三大部分，分别是：

控制器、驱动器、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、动力气的过滤。

●驱动器的功能是：

将动力气的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。

●液压手动系统的功能是：

导通手动泵至驱动器流程，手动泵排出的油压直接作用在驱动器叶轮上，带动阀杆转动。

●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的通断。

●当气路压力的变化导致液缸中气体压力发生变化。

●旋转叶片两端压差增大，使传动轴转动，带动阀门动作。

2、控制原理

江西省天然气管道工程气液联动执行机构共分三种类型，分别为：

●手动阀室所使用的气液联动执行机构

●RTU阀室及过站干线所使用的气液联动执行机构

●站场进出站所使用的气液联动执行机构（包括ESD和非ESD气液联动阀）

三、站场进出站使用的气液联动执行机构

站场进出站紧急关断阀ESDV所使用的气液联动执行机构，其控制原理图见图3-5。

此气液联动执行机构具有就地控制，远程开关控制，ESD紧急关断控制及ESD关阀后的手动复位等功能，另外本控制原理图3-5也能够保证ESD关阀具有最高的优先级。

图1-3-5控制原理图

（1）执行器

（2）气/液联动罐

（3）气/液联动罐

（4）手动液压泵

（5）速度调节孔板

（6）储气罐

（7）排液阀

（8）排气阀

（9）单向阀

（10）压力表

（11）梭阀模块

（12）过滤器

（13）先导过滤器

（14）活塞

（15）手柄

（16）梭阀

（17）电磁阀

（18）电磁阀

（19）截断阀

（20）电磁阀

（21）限位阀

（22）就地操作装置

（23）叶片

（24）压力调节器

（25）安全放空阀

（26）梭阀

（27）先导阀

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的原理图，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）、开关一个冲程的储气罐（6）、“梭阀”控制模块（11）、压力调节器（24）、安全放空阀（25）、先导阀（27）和常闭带有锁定功能的电磁阀（20）等27项内容，具体见图3-5。

本控制原理图具有如下操作模式：

a）锁定功能（防止误操作）

通常情况下电磁阀（20）导通，使控制气路到达先导阀（27）的上端，从而先导阀（27）导通，一旦电磁阀断电，控制气被泄放掉，开气路被切断，同时，（20）被锁定，阀门关闭，需要给（20）复位，才能重新打开阀门。

b）二通路电遥控（开或关阀）

-开阀：

当阀门处于关闭状态的位置，给常闭状态的电磁阀（18）带电，该阀打开，动力气体通过动力接口进入“梭阀”模块（11）中信号气缸的活塞（14）。

“梭阀”（16）打开，动力气进入原来被“梭阀”和气缸封锁住的空间，同时进入负责开阀功能的气/液联动罐

（2），动力气体驱动液压油经过手动泵（4）和速度调节孔板（5），进入了旋转叶片执行器

（1）内，直至执行器驱动阀门到全开的位置。

当阀门全开后，正常关闭的电磁阀（18）在执行器完成全部动作后断电，系统重新回到平衡的位置。

-关阀：

当阀门处于开启状态的位置，给常闭状态的电磁阀（17）带电，该阀打开，动力气体通过动力接口到它的气缸接口，经过梭阀（26）作用到梭阀模块（11）中的信号活塞（14），动力气进入到原来被“梭阀”（16）和气缸封锁住的空间，进入到负责关阀功能的气/液联动罐（3）。

动力气体驱动液压油经过手动泵（4），速度调节孔板（5）进入了旋转叶片执行器内，直至执行器驱动阀门到全关位置。

当阀门全关后，负责关闭功能的正常关闭的电磁阀（17），在执行器完成全部动作后断电。

系统重新回到平衡的位置。

c）就地手动操作开或关阀门和执行器

开阀：

拉开“梭阀”模块（11）上的开阀手柄（15），此机械式的手柄直接将力作用在动力梭阀（16）上，使其动作打开原来被“梭阀”（16）和动力气缸活塞（14）封锁住的密闭空间，使得动力气体进入到负责开阀功能的气/液联动罐

（2），动力气驱动液压油使旋转叶片执行器动作。

持续地拉住手柄（15）直到执行器

（1）驱动阀门达到全开的位置。

当阀门与执行器全部动作完成后，松开手柄（15），“梭阀”模块（11）将恢复到初始全封闭的位置，全部系统达到新的平衡状态。

关阀：

拉开“梭阀”模块（11）上的关阀手柄（15），手柄直接将力作用在动力梭阀（16）上，使其动作打开原来被“梭阀”（16）和动力气缸活塞（14）封锁住的密闭空间，使得动力气体进入到负责关阀功能的气/液联动罐（3），动力气驱动液压油使旋转叶片执行器动作。

持续地拉住手柄（15）直到执行器

（1）驱动阀门达到全关的位置。

当阀门与执行器全部动作完成后，松开手柄（15）“梭阀”模块（11）将恢复到初始全封闭的位置，系统达到新的平衡状态。

d）就地手动泵开/关阀门和执行器

无论想开或关阀，最简单的就是用一个手柄装在执行器控制箱内的手动泵（4）的接口上，使用这个手柄上下压动，将力推向泵的中部。

（注：

泵的标记将指明开或关阀的动作方向。

）

使用供货时提供的手动泵手柄，向上抬举这个手柄时，手动泵的插销提起，使得液压油进入手动泵，再向下推压手柄，给液压油加压，使得液压油进入执行器。

重复上抬、下压手柄的动作，直至开或关阀的过程全部完成。

泵被泄压并回到初始状态，此时任何自动控制这个执行器的功能可以被使用。

e）站控系统ESD紧急关阀控制（站控系统对ESD电磁阀常供电，断电关阀）

正常情况下，站控系统给常开电磁阀（20）常带电，一旦站控系统断掉此电磁阀的电源，动力气将通过限位阀（21），驱动阀门关闭，另外，ESD关阀同时，会触发先导阀（27）切断开阀控制气路，保证在接到ESD关阀命令的同时，即使接到开阀命令也不会执行开阀操作，保证ESD关阀操作具有最高优先级。

四、使用操作

1、手泵“开阀”

4.1.1将排空胶管的一端套在“梭阀”体标有“EXHAUST”的细管上，另一端引至室外。

4.1.2把“手动换向阀”上标有“OPEN”侧的“手掌按钮”推入，确认另一侧标有“CLOSE”的“手掌按钮”处于拉出状态。

4.1.3拔出手动油泵操作柄的锁销，将专用的操作杆插入操作柄孔中，上下压动油泵柱塞，观察阀位指示器转动，当指向“开”位置时，即实现开阀操作。

4.1.4将油泵操作柄恢复到初始状态。

如不能恢复至原位，可拉起手动换向阀体上部的泄放平衡阀，再将操作柄复位。

2、手泵“关阀”

4.2.1将排空胶管的一端固定在梭阀体标有“EXHAUST”的细管上，另一端引至室外。

4.2.2将“手动换向阀”上标有“CLOSE”侧的“手掌按钮”推入，确认另一侧标有“OPEN”的“手掌按钮”处于拉出状态。

4.2.3拔出手动油泵操作柄的锁销，将专用的操作杆插入操作柄孔中，上下压动油泵柱塞，观察阀位指示器的转动，当指向“关”位置时，即实现关阀操作。

4.2.4将油泵操作柄恢复到初始状态。

如不能恢复至原位，可拉起手动换向阀体上部的泄放平衡阀，再将操作柄复位。

3、就地气动“开阀”

4.3.1将排空胶管的一端固定在梭阀体标有“EXHAUST”的细管上，另一端引至室外。

4.3.2将梭动阀体上标记“OPEN”的操纵杆下拉，此时阀执行器执行开阀动作。

观察阀位指示器的转动，当指向“开”位置时，松开操纵杆，即实现开阀操作。

4、就地气动“关阀”

4.4.1将排空胶管的一端固定在梭阀体标有“EXHAUST”的细管上，另一端引至室外。

4.4.2将梭动阀体上标记“CLOSE”的操纵杆下拉，此时阀执行器执行关阀动作。

观察阀位指示器的转动，当指向“关”位置时，松开操纵杆，即实现关阀操作。

五、检修、测试、维护、保养

1、检修与维护

5.1.1执行器排空

在正常情况下，旋转叶片执行器腔体内不应有气体存在。

有气体存在时，执行器动作迟缓或运行不稳定。

此时就应对执行器进行排空。

操作步骤如下：

1）将执行器上盖的任意两个对顶清污塞卸下，手泵选择器旋至被卸去清污塞所在腔注油的位置；

2）用手泵打油，当从一个孔中流出纯液压油时，将卸下的这个孔的清污塞装上拧紧，继续用手泵打油，当这个对顶扇形腔中所有的气体和泡沫全部排除时，装上并拧紧第二个清污塞；

3）将另外对顶扇形腔所在的两个清污塞卸下，手泵选择器旋至该扇形腔注油的位置；

4）用手泵打油，当从一个孔中流出纯液压油时，将卸下的这个孔的清污塞装上拧紧，继续用手泵打油，当这个对顶扇形腔中所有的气体和泡沫全部排除时，装上并拧紧第二个清污塞。

5）在完成排空操作后，应重新恢复气液罐中的油位，油位正确后方可进行正常的操作。

5.1.2执行器排污

执行器应定期排污，以除去沉积的天然气凝液、水、残渣和磨损的铁屑。

排污频率取决天然气组分和气候条件，通常在冬季来临前应进行排污。

排污时卸下执行器底部的四个排污塞，凝液和污物就会排出。

排完积液后，应按本手册3.1.1执行器排空的方法重新建立正确的油位。

5.1.3正确操作油位

由于排污、排空或其它原因造成的泄漏会使油量减少，应及时补充。

一般气液罐中的油量是执行器充满油量的1.5倍，执行器的容积参数印在其规格型号标签上，标签已贴在了执行器醒目的位置。

2、维护与保养

日常应检查操作系统各接口处不应有漏油、气现象。

SHAFER阀门执行器在运行中应定期检查，检查周期应按组织内部对设备管理要求确定。

检查不少于以下内容：

1）检查执行器各连接点无漏气、漏油。

2）检查执行器底部无凝液积存。

3）检查动力气罐压力。

正常情况下应与管道压力基本相同。

4）检查各引压管、截止阀完好，无泄漏、无震动、无腐蚀、无形变等。

5）检查所有连接无松动。

6）检查各指示仪表工作正常，准确度在允许范围内。

7）检查蓄电池工作情况.

3、更换电池

5.3.1所配的蓄电池使用寿命一般在2-3年，太阳能板系统中的蓄电池由于经常充放电，使用寿命可能达不到2年，维护人员需时常检测蓄电池的工作情况，到期需进行更换。

5.3.2拆掉电池正负极两端的红色及黑色连接线，拆除旧电池，安装新电池。

4、更换干燥剂

5.4.1电子控制单元中的干燥剂每年更换2-3次即可，在湿度比较大的地区，每年需更换3-5次，

5.4.2每次打开电控箱之后都需重新更换干燥剂。

5、入冬前检查和维护

5.5.1入冬前检查在日常巡检和维护的基础上进行。

5.5.2关闭动力源根部阀，反复拉动任何一个手柄直至控制器中的余气放空，带储气罐的装置要将储气罐放空。

5.5.3拆除控制块左上方和右侧的螺帽，取出滤芯，检查控制块滤芯是否清洁，并用煤油进行清洗，如滤芯破损或无法清除杂物，则更换控制块滤芯，吹扫引压管。

5.5.4缓慢松开储油罐下方排污丝堵，观察排出的油是否清洁，直到排出的油清洁为止

5.5.5如果从储油罐排出的油品中含有大量杂质，则待储气罐排污完毕后，缓慢松开执行器下方的排污丝堵对摆缸进行排污，直到排出的油品清洁为止。

5.5.6在装置全开位的状态下，松开储油罐顶部的卡套接头和注油堵头，用标尺检查储油罐中油位，储油罐液位应位于1/2罐高±5厘米，如油位不足则加入执行机构专用液压油到规定的位置。

5.5.7检查控制箱参数的设置及时间记录。

5.5.8恢复装置，进行功能测试。

6、维护过程中的注意事项

5.6.1在进行拉手柄气动操作时，应用手拉住手柄不放，直至阀门到位为止。

5.6.2气动操作时，因气液罐放出剩余带压可燃气体，阀门周围必须严格注意防火。

5.6.3用手动液压摇杆操作时，当阀门到位而液压摇杆无法继续下压，可按下液压摇杆下部的平衡阀，然后放下液压摇杆达垂直位置。

5.6.4定期检查LineGuard-2000控制盒是否严密关闭，防止进水。

5.6.5取消装置的自动关闭功能时，必须采用关闭根部阀和更改控制箱中参数两种方法同时进行。

、

六、故障诊断及处理

故障特征

可能原因

解决方法

执行器运行不稳或爬行

执行器缺油或有气体。

排出执行器中气体和泡沫，补充液压油至合适的油位。

执行器动作过慢

1．使用了不合适的液压油。

2．动力气有节流、压力低，原因：

①系统管路堵塞。

②控制滤网上有污物、润滑脂、杂物。

③调试不当。

3.速度控制阀开度过小

4.阀门或执行器扭矩过大

1.更换液压油;

2.解堵，重新调试;

3.调节速度控制阀的开度;

4.充分清洗阀门或执行器;

执行器不动作

1．动力气压力低或阀门阻力矩过大。

2．阀门卡止。

3.速度控制阀没有打开

4.动力气源没有打开

5.气路通道堵塞

1.检查动力气压，尝试用手泵操作。

2.润滑阀门，进一步确认。

3.调节速度控制阀到一定开度

4.打开动力气源

5.检查气路并清除故障

手泵操作不动作

1．缺液压油。

2．手泵故障。

3．执行器内漏。

1.补充液压油，排空。

2.检修手泵。

3.检修执行器。

控制箱无法读取数据

1.控制箱电路板损坏

2.控制箱或笔记本电脑接口没有正确连接

3.控制软件损坏

1.更换电路板

2.检查电缆和接口的连接

3.重新安装控制软件

七、注意事项

7.1维修人员必须穿戴防静电工作服、安全帽、防静电鞋、护目镜，作业时必须有专人监护。

7．2进行维护检修时，必须使用防爆工具，严禁使用能产生火花的铁器等工具进行敲击作业。

7．3消防器材应摆放到位。

7．4应用可燃气体检测仪进行可燃气体检测达到要求后（可燃气体浓度低爆炸下限的20%），可进行维修作业。

7．5现场必须有HSE监督员进行监督。