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船舶压载水系统阀门驱动装置的现状

发布于:2016-04-14 17:50:54

船舶压载水系统阀门驱动装置的现状

随着船舶大型化以及自动化技术的不断发展,现代船舶船员数量越来越少,为了降低船员的劳动强度,提高工作效率,对各种船舶阀门驱动装置的需求越来越多。阀门驱动装置的动力源也从原来单一的手动装置逐渐发展成电动装置、气动装置、液动装置、气液联动装置、电液联动装置等。
压载水系统通过对不同部位压载水舱的灌注或排出或压载水舱之间的转注,以调整船舶的浮态。系统通过阀门驱动装置对管道阀门进行远距离、及时、有效、快捷地操纵和控制,能使各项系统功能的正常运行得到有力地保证。
本文主要对压载水系统采用不同动力源的阀门驱动装置进行分析和研究。
1 阀门驱动装置概况
阀门驱动装置就是利用外加动力启闭阀门的装置。使用驱动装置的目的是使阀门的操作省力方便、迅速可靠,或实现自动控制和遥控。实现自动控制和遥控时,可通过阀门驱动装置的反馈信号及时了解阀门状态。
1.1 手动装置
手动操作压载水系统常采用调驳阀箱,它是多个阀组组成的集合体,通过人力驱动,其结构简单,操作简便,工作可靠,通常用于小型船舶的压载水系统和少量压载舱较少的大型船舶。压载舱较多的船舶采用调驳阀箱,将会极大地增加管路长度,因此一般不宜采用。对于要求自动化程度较高的船舶,一般被其它方式所替代。
1.2 电动装置
电动装置是用电力驱动启闭或调节阀门的装置。在船舶压载水系统中,电动装置启闭迅速,可缩短起闭阀门所需的时间,且控制方便,能自由地采用直流、交流、短波、脉冲等各种信号,容易满足各种控制要求,作为动力源的电力容易获得,安装方便,电线的敷设和维护较气动、液压更为方便,因此应用范围广。
电动装置也有其自身的缺陷,其结构复杂,机械效率低,一般只有25%~60%,易受电源电压、频率变化的影响,受其体积影响,一般用于中小型阀门的场合。在船舶潮湿、盐雾的工作环境下,寿命降低、故障率增加。因此应尽量采用干式,不宜使用在长期浸没的环境中。在防爆的场合需采用特殊的防爆型电动装置。
1.3 气动装置
船舶上常设置有压缩空气系统,气动装置的气源可以直接从压缩空气系统获得。工作介质为低压压缩空气,工作压力低于0.8MPa,无污染,不会产生变质,可直接排入大气。可以获得较高的开关速度,必要时可安装调速阀,对气动装置的开关速度进行调节。气体是可压缩的,在气动装置快速关闭时可起到缓冲作用。
与液压装置相比体积大,不适合大通径、管道流体压力高场合下的阀门驱动。由于在船舶潮湿、盐雾的工作环境下,获得理想的工作介质较为困难,长期工作在此环境下装置易发生故障。气体具有压缩性同样也有其不利的方面,气动装置的速度不平稳,对于要求开关时间精度高的场合难以实现,易产生延时现象。
压载水系统采用气动装置遥控原理如图1所示:
1.4 液压装置
液压装置有两种,实现往复直线运动;一种是采用液压缸实行机构,另一种是采用液压马达实行机构,实现回转运动。液压装置结构紧凑,体积小,液压驱动装置的体积和质量只占相同功率电力驱动装置的12%左右。液压驱动装置驱动力大,传动平稳可靠,适用大通径、管道流体压力高场合下的阀门驱动,可应用于浸液场合。
但是采用液压装置必须要有液压泵站,如果阀门数量太少,设置液压泵站不经济。液压系统管路长,管路和液压装置易发生泄漏,造成污染。如果液压装置距离动力源较远,压力损失大,不利于液压装置驱动阀门的开启和关闭。泵站到液压装置之间的配管困难,且发生故障不易排除。
1.5 电液装置
电液驱动集液压和电气于一体,采用泵控液压缸的模式,兼有液压驱动力大和电气反应时间短的优点。电液驱动装置包括电机、液压泵、油箱、安全保护模块、液压实行模块以及阀位指示模块等。由于直接将液压泵设置在液压驱动装置上,每个电液装置之间相互独立,提高了可靠性和系统效率。避免了管路泄漏、节约了管路部分的成本。
但也存在一些缺点,如:1.不能长期使用在浸液的工作环境,驱动装置的维修和油液的更换都不方便;2.无法做到管路冗余设计;无法做到既防爆又浸液等。
2 总结
压载水系统可以采用各种动力源的阀门驱动装置,每种装置都有各自的优点和缺点,设计者应根据实际情况和需求选择合适的阀门驱动装置,保证阀门及时、有效、可靠、快捷的操作或远距离遥控,确保压载水系统的正常工作。
船舶压载水系统阀门驱动装置的现状
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