随着船舶自动化技术的不断发展和提高，液动控制遥控阀门在船舶上的应用越来越广泛。阀门采用液动装置驱动的主要优点在于结构简单、紧凑、体积小；传动平稳可靠；可获得较大的输出力矩；在突发动力中断时，仍可利用蓄压器进行一次或数次动力操作，这对自动紧急切断阀和井口喷放阀具有重要意义。阀门液动装置液压回路主要由动力液压源、控制阀和执行机构三部分组成，而这些阀门液压回路又与其它液动设备采用并联或串联，从而形成液压系统控制回路，也就是说现代船用液压系统一般都由多个液压回路组成，各回路之间既有密切联系，又有相对独立性，构成较为复杂，所以往往会出现动作上的相互干扰和误动作。干扰或误动作发生往往会引起较大的故障或事故，对船舶的安全造成危害。
单向阀是回路防干扰中最简单最有效的液压元件之一，研制结构简单、安装方便的单向阀，对现用的液压系统加装单向阀，抗干扰有重要意义。
1 现象及原因分析
船用液压系统中，各液压机和液压缸均由全船液压系统提供动力源，各液压机和液压缸又均有各自的控制回路，控制回路由基础液压元件组成，如电磁换向阀、节流阀、溢流阀等。液压系统由于回路多和液压元件的质量或功能特点参差不一等原因，液压系统在实际运行中往往会产生相互干扰或误动作。
以某船用液压系统液缸产生误动作为例（见图1），图中1号和2号球阀液缸与1号和2号液压机并联，球阀液缸为φ32mm口径的小缸，由两位四通电磁换向阀控制切换油路，使液缸动作，控制简单、操纵迅速；液压机为φ80mm的大通径液缸，由三位四通换向阀控制切换油路，使液压机动作。图中1号和2号液压机动作或蓄压器卸荷产生的压力波动，会造成T回油压力突然升高，超过P进口压力时，球阀液缸发生动作或动作趋势，而球阀操纵力矩较小，容易造成阀误动作；液压机电磁换向阀为滑阀式中位O型机能，中位时有一定内泄漏量，如标准GB/T13852中O型三位四通换向阀的内泄漏量最大为130ml/min。从P到A、P到B、A到T、B到T均有泄漏量，但量不同，P到A与P到B的泄漏量很难相等，这样内泄漏的液压油通过管路进入1号和2号液压机油缸，可导致油缸一腔的能量积聚，从而使液压机产生漂移，造成液压机带动阀的动作。另外，液压机所驱动为海水舌阀或蝶阀，其负载压力也可引起阀误动作产生。
图1 某船液压系统局部原理图
2 解决对策与措施
2.1 球阀误动作的改进措施
球阀只具有开和关两位置，控制阀为两位四通电磁换向阀，要消除回油管路的压力波动冲击对液缸的影响。改进措施之一是在球阀的T口加装单向阀（见图2），提高液动遥控设备相对于系统的独立性和抗干扰能力。但因船上液压管路的布置和空间关系，市场上的标准单向阀无法安装，管路也已串油完成，重新布置管路施工存在困难。
图2 改进后液压原理图
为此设计了一种管接头式单向阀（见图3），结合船用标准CB356的接头尺寸，把液压单向阀部件置于管接头中，采用锥形阀头，接口是标准液压管路接头，但具有液压单向阀的功能，在船用液压系统中具有一定的通用性。根据液动遥控设备在系统中的位置，不影响原有的安装接口与空间，把带单向阀的管接头安装在液动遥控设备液缸的进油管路或回油管路中。它可以是端接头型式，也可以中间接头型式。该单向阀安装方便，结构紧凑，不仅可以应用于原有船用液压系统控制改进管路中，也可以应用于新设计液动遥控阀门设备控制系统中，以提高液动遥控阀门的系统抗干扰能力。
图3 管接头式单向阀结构
2.2 液压机误动作的改进措施
措施一，根据内泄漏量是引起液压机误动作的主要原因，所以只要消除电磁换向阀的内泄漏量，就能防止液压机油缸漂移。无内泄漏的国产电磁换向阀很少，国外截止式电磁换向阀已有，但种类不多，如哈威VBVP型，其内部阀座为锥型，可直接把图1中的中位O型三位四通换向阀更换为中位截止式三位四通电磁换向阀。但截止式换向阀价格较高，一般是普通滑阀式价格的10倍多。当然经济性必须是在安全、适用、可靠的基础上的经济。不单是产品的售价，更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需要的费用。
措施二，在液缸和换向阀之间加装液控单向阀（如图2），同时需将三位四通换向阀中位机能O型更换为中位机能Y型，从而形成典型液压锁回路（见图4），使用液控单向阀的锁紧回路其换向阀的中位机能不宜采用O型，而应采用H或Y型机能换向阀，以便在中位时，液控单向阀的控制压力立即释放，单向阀立即关闭，液缸活塞运动停止，经得起负载变化的干扰。
图4 典型液压锁回路
本液控单向阀为叠加式液控单向阀（如图5），这也是方便现有的船用液压系统改进，可以关闭两个油口，可达到无泄漏密封。油液从A1到A2或B1到B2自由流通，反向则被截止，如从A1到A2，压力油作用在阀芯上，阀芯向右运动推开阀头离开阀座，单向阀被控制油打开时，油可以从B2到B1流通，压力在B1腔卸荷，单向阀开启。为保证两个单向阀在换向阀中位时能可靠关闭，阀的A1、B1口与回油路连通。从而使液压机液缸两腔相对封闭，锁定所驱动阀的位置，避免阀误动作产生。
图5 叠加式液控单向阀结构图
（1阀芯，2单向阀）
3 结束语
综上所述，对船用遥控阀门的控制回路增加单向阀和液控单向阀来防止液动执行装置误动作是最简单的和有效的方法。在液压系统的设计时，需要对各自独立的分系统进行有效的逻辑整合，并对可能出现的故障模式进行预先的确定和评估。[2]，采取有效的技术进行规避，有效地提高系统的安全性、可靠性，从而保证船舶安全性。
来源：中国泵阀网
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