摘要：本文介紹了新型機電液一體化單作用執行機構的背景技術、主要結構、技術創新、系統原理及示例。項目采用新型機電液一體化單作用執行機構是泵罐隔離控制設備逐步替代進口產品的必然結果。
關鍵詞：電液執行機構；單作用；一體化；防火液壓放泄閥；液壓集成閥塊；彈簧；
0 引言
隨著石化煉油項目的不斷發展及工業自動化控制水平的不斷提高，新型機電液一體化單作用執行機構是工業自動化發展的必然產物，同時作為罐底切斷閥驅動裝置的一種，已經得到大力推廣和應用。
它在聚丙烯原料氣罐區及泵站、氣分原料和商品液化氣罐區及泵站得到大量推廣應用。通過液壓彈簧復位來實現快速切斷閥門的目的，在正常生產條件下，要求新型機電液一體化執行機構工作狀態穩定、動作平穩、可靠性高，在事故狀態下（火災）動作應靈敏，尤其是快速切斷閥門確保罐區及泵站的安全。為了能夠更好的證明新型機電液一體化單作用執行機構在石化泵罐隔離的成功應用，現對產品構成及工作原理作進一步闡述。
1 背景技術
傳統單作用電液執行機構結構比較復雜（電氣控制系統與液壓控制系統分離），體積龐大，并且壓縮彈簧在長時間壓縮后容易導致彈簧變形不易恢復，使得彈簧的復位能力下降，從而降低了彈簧的使用壽命，并很難實現執行機構對閥門的快速復位，從而導致閥門動作不到位的現象。
如果在事故狀態下需要對閥門進行快速復位，此時傳統單作用電液執行機構是很難實現的，原因在于傳統電液執行機構若要實現自動復位必須人為的進行控制（電源信號給定），最終才能實現閥門的快開或快關。當在某些易燃、易爆、火災等場合，特別是石油化工、天燃氣領域，通常會因為火災、爆炸現場，引起電子控制系統的失靈，導致電液執行機構無法快速關閉閥門，最終加劇了安全事故的發生。
為了克服傳統單作用電液執行機構的不足，同時考慮到石化聚丙烯原料氣罐區及泵站、氣分原料和商品液化氣罐區及泵站泵罐的重要性，麗水中德石化設備有限公司研制出一種新型機電液一體化單作用執行機構，具備防火功能的本安型全自動防火液壓泄放閥。
2 主要結構及原理
新型機電液一體化單作用執行機構采用一體化式結構，由電子控制系統、液壓集成系統、液壓手操機構、機械執行機構、防火液壓泄放閥等五大部分一體化合理組成。（見圖1、圖2）
本執行機構采用柱塞密封式氮氣彈簧復位，優化了產品結構，確保了閥門正常復位，降低了執行機構快速開閥、關閥不到位的風險。
其中電子控制系統包含控制器、伺服電機;液壓系統包含油箱、液壓集成閥塊、齒輪泵、插裝閥、油路等;其中所述液壓系統與電子控制系統中的伺服電機以及油箱端蓋緊密連接;機械執行機構包含液壓缸、活塞、齒輪、柱塞密封式氮氣彈簧。當1控制系統信號輸入電液執行機構，2電機轉動并帶動3齒輪泵，此時液壓油經過4液壓集成塊，使油壓升高進入6油缸，油缸的活塞在油壓作用下產生推力，使7彈簧壓縮，執行機構在齒輪與齒條的機械轉換作用下做0o～90o轉角。當需要復位時，靠7彈簧自身彈力，并使6油缸壓力通過4液壓集成閥塊泄壓，并在7彈簧力的作用下，推動活塞與齒輪轉動并做90o～0o的轉角復位。當現場發生火災時，執行機構的液壓系統中設有8防火液壓泄放閥，并在規定的溫度下該閥自動打開，使6油缸的油壓快速泄放，并在彈簧的作用下使執行機構實現快速關閉或開啟。當執行機構在斷電情況下需要手動操作時，將9手動閥打至“開”位置，同時關閉5手動開關閥，此時手動操作手動泵到0～90o的位置，復位時打開5手動開關閥，將6油缸壓力泄壓，在7彈簧力作用下從90o～0o復位。
本新型機電液一體化單作用執行機構通過柱塞密封式氮氣彈簧的回彈，來實現對閥門的快速復位，增大了單作用執行機構彈簧的輸出力矩，保證了較大的回彈力，使得閥門復位動作快速平穩可靠。
3 技術創新
創新點一：采用插裝閥液壓集成技術，將液壓元件集成于一體，代替了傳統電液執行機構的疊加、管路以及板式結構的安裝，減少了液壓系統元件和管道之間的滲漏。
創新點二：通過內置壓力、位移（角度）傳感器，采用以單片機控制技術，集成ModbusRtub標準通信接口的實時數據采集和網絡化系統控制模塊，提高了控制精度，同時也提升了新型機電液一體化執行機構的通信能力。
創新點三：采用直流無刷電機同軸驅動高精度齒輪泵，代替了傳統液壓控制系統較大的液壓伺服閥，簡化了結構，提高了可靠性。
創新點四：采用具有本安型的防火液壓放泄閥，代替了傳統以電磁閥為主的緊急信號控制，節約了成本，增強了安全性。
4 示例
當在火災現場環境溫度達到所規定的危險溫度時，要求執行機構必須快速關閉或快速開啟閥門，此時新型機電液一體化執行機構的防火液壓泄放閥會自動開啟進油口和回油口。并在彈簧力的作用下，使液壓油快速通過防火液壓放泄閥回到油箱進行泄壓，從而實現了新型機電液一體化單作用執行機構在緊急事故狀態下無需控制信號就能快速關閉或開啟閥門的目的。
通過新型機電液一體化單作用執行機構在石家莊煉化泵罐隔離區的成功運行，對安全平穩生產以及生產操作優化過程中起著關鍵性作用。
5 結束語
通過上述可知新型機電液一體化單作用執行機構是石油煉化泵罐隔離區域的重要控制裝置，并運用技術創新成功的實現閥門快速自動開啟或關閉。經過現場長時間運行新型機電液一體化單作用執行機構得以成功應用。
