带有压力补偿模块的容积式阀位指示器

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1、带有压力补偿模块的容积式阀位指示器内容来源自网络目前，船舶液压阀门遥控系统设计应用中，出于防爆要求和节省电缆等因素的考虑，油船、液货船上的阀位指示大多采用间接测量技术。即阀位测量、指示机构均放置在安全区域的电磁阀箱内，用测量元件测量控制回路中的液体目前，船舶液压阀门遥控系统设计应用中，出于防爆要求和节省电缆等因素的考虑，油船、液货船上的阀位指示大多采用间接测量技术。即阀位测量、指示机构均放置在安全区域的电磁阀箱内，用测量元件测量控制回路中的液体体积、流向、压力或流量等参数，利用参数的变化间接反映所控制阀门的开闭位置和运动状态，并进行指示1。近年来，随着船舶大型化和

2、船舶自动化水平的不断提高，船舶液压阀门遥控系统已广泛地应用于大型船舶的压载水系统、舱底水系统及油船输油系统中2，3。其系统工作压力、控制管路长度相应增加，对阀位指示特别是容积式阀位指示的应用带来诸多问题。本文详细分析了影响容积式阀位指示器测量精度的因素和解决方法，研制出带有压力补偿模块的容积式阀位指示器。1.容积式阀位指示器简介及应用容积式阀位指示器是间接式阀位测量技术的一种，主要是通过测量流过液压驱动器的液体体积来间接测量其位置的.目前，主要有计量油缸型和计量马达型两种.1）计量油缸型计量油缸型阀位指示器通常由活塞、螺旋机构、测显机构等组成。液压油流过计量油缸时

3、推动活塞运动，在缸径确定的情况下，将液压油的流量转换成位移S，再经过螺旋机构将位移S转换成小于360°的开度角，然后通过带有表盘的测显机构直接显示并转换成电信号输出。2）计量马达型计量马达型阀位指示器通常由计量马达、齿轮减速器、测显机构等组成.液压油流过计量马达时驱动齿轮马达转动，在马达排量确定的情况下，将液压油的流量转换成计量马达的转数n，再经过小型齿轮减速器将转数n转换成小于360°的开度角，然后通过带有表盘的测显机构直接显示并转换成电信号输出。容积式阀位指示器一般都要串在液压控制回路中，如图1为常用的容积式阀位指示器的控制回路图.图中通过阀位指示器（3）将流

4、过容积式阀位指示器液压油的体积转化为小于360°的开度角，可直接通过阀位指示器进行机械指示，也可以转换成电信号传送至电气控制台予以处理，从而可以实现对整个阀门遥控系统的控制。图1容积式阀位指示器的液压控制回路1.影响容积式阀位指示器指示精度的因素由于采用间接测量技术，容积式阀位指示器的测量精度就尤为重要。尤其在船舶朝着大型化和自动化方向发展当今，其系统工作压力、控制管路长度都相应增加，因此，需要深入研究各种影响因素.要提高容积式阀位指示器的精度，除了其自身结构合理，工艺性好，运动阻力小，泄漏低外，系统的管路长度、压力等因素也会对其产生很大的影响。1.1.管路长度、

5、工作压力的影响容积式间接测量技术的基础是油液不可压缩.在系统压力低、控制管路较短（控制容积小）的工况下，控制回路中的油液压缩量较小，可以忽略不计，认为油液是不可压缩的。但在大型船舶的液压阀遥控系统工作压力达12.5MPa，控制管路长达300m时，控制容积内油液压缩容积往往大于液压驱动器的工作容积或占较大比例，将严重影响容积式阀位指示器的指示精度。油液压缩量可根据式（1）进行计算2.ΔV=VΔP/K（1）式中，V为油液体积，mL；ΔV为在压力作用下油液的体积压缩量，mL；P为压力；K为油液的体积弹性模量，取K=0.7×103MPa。为了研究管路长度和系统压力对油液体

6、积的影响，在管路内径为6mm、液压油体积弹性模量为K=0.7×103MPa的条件下，分别计算7.5MPa、10MPa、12.5MPa的工作压力下，液压油体积压缩量ΔV在不同管路长度下的值，其结果如图2所示。由图可知，管路越长，管路内的液压油的压缩量越大，相同压力下管路内液压油的体积压缩量与管路长度呈线性关系增长；压力越大，管路内液压油的体积压缩量越大，相同管路长度下管路内液压油的体积压缩量与管路的压力呈线性关系增长。12.5MPa压力下，当管路长度到达300m以上时，其压缩量在150mL以上，在测量时，会对测量精度有非常大的影响。1.1.管路中液压油压缩容积与液压

7、驱动器的工作容积比例关系当管路长度变长时，控制容积内的液压油压缩量与液压驱动器的工作容积（待测液压油体积）的比值越来越大，其测量误差会随之增大。通过计算控制容积内液压油压缩体积与液压驱动器工作容积的比例关系，可知压力和管路长度对容积式阀位指示器测量精度的影响，液压油的压缩体积所占比例越大，测量误差越大，反之，测量误差越小。下面以一高压系列的液压驱动器（如表1所示）为例，分析每个型号的驱动器在不同压力和不同管路长度下，控制容积压缩量占被测驱动器容积的百分比的变化关系，其变化曲线见图3~图5。图3容积压缩量与工作容积比例曲线图从图3可知：液压驱动器工作容积越大、控制管

8、路越短、工