一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器及方法

技术领域

本发明涉及执行器技术领域，尤其涉及一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器及方法。

背景技术

电液执行机构是将标准输入信号(4-20mA，D.C.)通过电液转换、液压放大并转变为与输入信号相对应的0度到90度转角位移输出力矩或直线位移输出力的执行装置。电液执行机构相对传统的气动执行机构和电动执行机构有较大优势，具有行程大、推力或力矩大、智能化程度高、响应时间快、灵敏度高、机构紧凑、防火等特点。现有电液执行器的控制往往仅有一个二位四通电磁阀进行油路的切换进而达到关闭或打开阀门的目的。但是，若在工作过程中该二位四通电磁阀发生故障不仅会影响正常工作的进行，而且更换时需要切断正在工作的进度，给工作效率也到来影响。

因此，急需一种技术来解决该问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器及方法，通过采用控制系统同时控制两个规格相同的第一三位四通电磁阀和第二三位四通电磁阀，确保其中任意一个参与工作，当发生故障时，仅需进行切换电磁阀并通过冗余技术令其继续完成未完成的指令即可。不仅确保了工作的不间断，而且可实现在线更换或检修出现故障的电磁阀。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器，包括与阀门连接的编码器、执行器液压缸和为其提供油压的液压泵系统，在所述执行器液压缸和所述液压泵系统之间并联有第一三位四通电磁阀和第二三位四通电磁阀；所述执行器液压缸内通过活塞划分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内开设有第一油口，所述第二腔室内开设有第二油口；所述液压泵系统通过油管与第一三通接头连接，所述第一三通接头的另外两个接口分别与所述第一三位四通电磁阀的P口和所述第二三位四通电磁阀的P口连接；所述第一三位四通电磁阀的A口和所述第二三位四通电磁阀的A口分别通过油管与第二三通接头连接，所述第二三通接头的另一接口通过油管与所述执行器液压缸的所述第二油口连接；所述第一三位四通电磁阀的B口和所述第二三位四通电磁阀的B口分别通过油管与第三三通接头连接，所述第三三通接头的另一接口通过油管与所述执行器液压缸的所述第一油口连接；所述第一三位四通电磁阀的T口和所述第二三位四通电磁阀的T口分别通过油管与第四三通接头连接，所述第四三通接头的另一接口通过油管与所述液压泵系统的油箱连接；

所述第一三通接头与所述第一三位四通电磁阀的P口之间设置有第一截止阀，所述第一三位四通电磁阀的A口与所述第二三通接头之间设置有第二截止阀，所述第一三位四通电磁阀的B口与所述第三三通接头之间设置有第三截止阀，所述第一三通接头与所述第二三位四通电磁阀的P口之间设置有第四截止阀，所述第二三位四通电磁阀的A口与所述第二三通接头之间设置有第五截止阀，所述第二三位四通电磁阀的B口与所述第三三通接头之间设置有第六截止阀；

所述编码器、所述液压泵系统、所述第一三位四通电磁阀和所述第二三位四通电磁阀与控制系统连接。

进一步地，在所述液压泵系统与所述第一三通接头之间顺序连接有单向阀、压力传感器、蓄能罐、压力表和节流阀。

进一步地，所述液压泵系统采用齿轮泵，在所述齿轮泵和所述油箱之间还设置有过滤器。

一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的方法，所述控制系统内配置有用于控制阀门打开或关闭的指令模块，所述指令模块根据完成的状态划分为已完成指令和未完成指令；所述控制系统通过所述编码器判断所述已完成指令的完成情况；

所述控制系统向所述第一三位四通电磁阀发布阀门打开或关闭的指令，并通过所述编码器检测所述第一三位四通电磁阀的工作状态，同时对所述已完成指令和所述未完成指令进行实时更新；

若所述未完成指令>0，且所述编码器停止工作，则阀门打开或关闭未完成，所述控制系统判断所述第一三位四通电磁阀发生故障，并将所述未完成指令发送给所述第二三位四通电磁阀进行剩余操作；

若所述未完成指令＝0，则阀门打开或关闭完成，所述第一三位四通电磁阀未发生故障。

进一步地，若所述第一三位四通电磁阀发生故障，则关闭所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三截止阀，对所述第一三位四通电磁阀进行在线更换。

进一步地，所述第一三位四通电磁阀被更换后，打开所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三截止阀。

进一步地，所述第一三位四通电磁阀工作在左位时，所述液压泵系统给所述第一腔室供油，并驱动所述活塞向右移动，所述第二腔室内的油回流到所述油箱内，阀门关闭；

所述第一三位四通电磁阀工作在中位时，所述控制系统不工作，阀门无反应；

所述第一三位四通电磁阀工作在右位时，所述液压泵系统给所述第二腔室供油，并驱动所述活塞向左移动，所述第一腔室内的油回流到所述油箱内，阀门打开。

进一步地，所述第一三位四通电磁阀发生故障时，所述第二三位四通电磁阀参与工作；

所述第二三位四通电磁阀工作在左位时，所述液压泵系统给所述第一腔室供油，并驱动所述活塞向右移动，所述第二腔室内的油回流到所述油箱内，阀门关闭；

所述第二三位四通电磁阀工作在中位时，所述控制系统不工作，阀门无反应；

所述第二三位四通电磁阀工作在右位时，所述液压泵系统给所述第二腔室供油，并驱动所述活塞向左移动，所述第一腔室内的油回流到所述油箱内，阀门打开。

有益效果

本发明所提供的一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器及方法，通过采用控制系统同时控制两个规格相同的第一三位四通电磁阀和第二三位四通电磁阀，确保其中任意一个参与工作，当发生故障时，仅需进行切换至另一个电磁阀并通过冗余技术令其继续完成未完成的指令即可，不仅确保了工作的不间断，而且可实现在线更换或检修出现故障的电磁阀，可大大提供工作效率和设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的结构示意图；

图2为本发明所述一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的第一三位四通电磁阀控制阀门关闭示意图；

图3为本发明所述一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的第一三位四通电磁阀控制阀门打开示意图；

图4为本发明所述一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的第二三位四通电磁阀控制阀门打开示意图；

图5为本发明所述一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的第二三位四通电磁阀控制阀门打开示意图。

图示标记：

1-执行器液压缸、1-1-第一腔室、1-2-第二腔室、1-3-第一油口、1-4-第二油口、1-5-活塞、2-液压泵系统、3-第一三位四通电磁阀、3-1-第一线圈、3-2-第二线圈、4-第二三位四通电磁阀、4-1-第三线圈、4-1-第四线圈、5-第一三通接头、6-第二三通接头、7-第三三通接头、8-第三三通接头、9-第一截止阀、10-第二截止阀、11-第三截止阀、12-第四截止阀、13-第五截止阀、14-第六截止阀、15-齿轮泵、16-过滤器、17-油箱、18-单向阀、19-压力传感器、20-蓄能罐、21-压力表、22-节流阀、23-油管。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围

如图1所示，一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器，包括与阀门连接的编码器、执行器液压缸1和为其提供油压的液压泵系统2，在所述执行器液压缸1和所述液压泵系统2之间并联有第一三位四通电磁阀3和第二三位四通电磁阀4；

所述执行器液压缸1内通过活塞1-5划分为第一腔室1-1和第二腔室1-2，所述第一腔室1-1内开设有第一油口1-3，所述第二腔室1-3内开设有第二油口1-4；

所述液压泵系统2通过油管23与第一三通接头5连接，所述第一三通接头5的另外两个接口分别与所述第一三位四通电磁阀3的P口和所述第二三位四通电磁阀4的P口连接；所述第一三位四通电磁阀3的A口和所述第二三位四通电磁阀4的A口分别通过油管23与第二三通接头6连接，所述第二三通接头6的另一接口通过油管23与所述执行器液压缸1的所述第二油口1-4连接；所述第一三位四通电磁阀3的B口和所述第二三位四通电磁阀4的B口分别通过油管23与第三三通接头7连接，所述第三三通接头7的另一接口通过油管23与所述执行器液压缸1的所述第一油口1-3连接；所述第一三位四通电磁阀3的T口和所述第二三位四通电磁阀4的T口分别通过油管23与第四三通接头8连接，所述第四三通接头8的另一接口通过油管23与所述液压泵系统2的油箱17连接；

所述第一三通接头5与所述第一三位四通电磁阀3的P口之间设置有第一截止阀9，所述第一三位四通电磁阀3的A口与所述第二三通接头6之间设置有第二截止阀10，所述第一三位四通电磁阀3的B口与所述第三三通接头7之间设置有第三截止阀11，所述第一三通接头5与所述第二三位四通电磁阀4的P口之间设置有第四截止阀12，所述第二三位四通电磁阀4的A口与所述第二三通接头6之间设置有第五截止阀13，所述第二三位四通电磁阀4的B口与所述第三三通接头7之间设置有第六截止阀14；

所述编码器、所述液压泵系统2、所述第一三位四通电磁阀3和所述第二三位四通电磁阀4与控制系统连接。

作为本实施例的优化，在所述液压泵系统2与所述第一三通接头5之间顺序连接有单向阀18、压力传感器19、蓄能罐20、压力表21和节流阀22，用于实现对油压的更好控制或读取。

本装置中，所述液压泵系统2采用齿轮泵15，在所述齿轮泵15和所述油箱17之间还设置有过滤器16，用于对输出的油进行过滤处理。

本发明还提供了一种可在线检测与更换电磁阀的电液执行器的方法，在所述控制系统内配置有用于控制阀门打开或关闭的指令模块，所述指令模块根据完成的状态划分为已完成指令和未完成指令；所述控制系统通过所述编码器判断所述已完成指令的完成情况，包括如下步骤：

所述控制系统向所述第一三位四通电磁阀3发布阀门打开或关闭的指令，并通过所述编码器检测所述第一三位四通电磁阀3的工作状态(当所述第一三位四通电磁阀3工作时，油管23中会产生油压作用于阀门，阀门的旋转可被所述编码器获取并反馈给所述控制系统)，同时对所述已完成指令和所述未完成指令进行实时更新；

若所述未完成指令＝0，则阀门打开或关闭完成，所述第一三位四通电磁阀3未发生故障；

若所述未完成指令>0，且所述编码器停止工作，则阀门打开或关闭未完成，所述控制系统判断所述第一三位四通电磁阀3发生故障，并将所述未完成指令发送给所述第二三位四通电磁阀4进行剩余操作；

若所述第一三位四通电磁阀3发生故障，则关闭所述第一截止阀9、所述第二截止阀10和所述第三截止阀11，对所述第一三位四通电磁阀3进行在线更换，所述第一三位四通电磁阀3被更换后，继续打开所述第一截止阀9、所述第二截止阀10和所述第三截止阀11。

作为本实施例的进一步描述：

如图2所示，所述第一三位四通电磁阀3工作在左位时(即P口与B口连通，T口与A口连通)，所述液压泵系统2给所述第一腔室1-1供油，并驱动所述活塞1-5向右移动，所述第二腔室内1-2的油回流到所述油箱17内，阀门关闭；

所述第一三位四通电磁阀3工作在中位时(即P口、B口连通、T口与A口互不连通)，所述控制系统不工作，阀门无反应；

如图3所示，所述第一三位四通电磁阀3工作在右位时(即P口与A口连通，T口与B口连通)，所述液压泵系统2给所述第二腔室1-2供油，并驱动所述活塞1-5向左移动，所述第一腔室1-1内的油回流到所述油箱17内，阀门打开。

当所述第一三位四通电磁阀3发生故障时，所述第二三位四通电磁阀4参与工作并继续完成所述第一三位四通电磁阀3未完成的指令，包括：

如图4所示，所述第二三位四通电磁阀4工作在左位时(即P口与B口连通，T口与A口连通)，所述液压泵系统2给所述第一腔室1-1供油，并驱动所述活塞1-5向右移动，所述第二腔室1-2内的油回流到所述油箱17内，阀门关闭；

所述第二三位四通电磁阀4工作在中位时(即P口与A口连通，T口与B口连通)，所述控制系统不工作，阀门无反应；

如图5所示，所述第二三位四通电磁阀4工作在右位时(即P口与A口连通，T口与B口连通)，所述液压泵系统给所述第二腔室1-2供油，并驱动所述活塞1-5向左移动，所述第一腔室1-1内的油回流到所述油箱17内，阀门打开。

以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。