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1、自控仪表操作维护手册气液联动执行机构（SHAFER）操作维护手册1 设备简介SHAFER阀操作系统的基本功能是爆管紧急切断和人为的开/关阀，其中人为的开关 阀操作分为远程操作、就地手泵操作和就地自动操作三种方式。SHAFER阀操作系统在安装调试测试正常后，一般不需要修改系统参数或调整阀位操 作。需要时须由专业技术人员通过便携PC机进行有关参数重新设定或修改。1.1 SHAFER 气液联动执行机构结构与控制原理1.1.1 结构SHAFER气液联动执行机构包括三大部分，分别是：控制器、驱动器、液压操作系统。 其基本结构见图1-2-1，气液联动球阀结构见图1-2-2。控制器的功能是：导通动力气的引进
2、流程、切换阀门开关方向、动力气的过滤。驱动器的功能是：将动力气的气压在气液罐中变为液压，液压传到液缸中推动 叶轮装置作旋转运动，带动阀杆转动。 液压手动系统的功能是：导通手动泵至驱动器流程，手动泵排出的油压直接作 用在驱动器叶轮上，带动阀杆转动。 电子控制单元通过压力传感器检测管线中气体压力。电子控制单元通过ROCLINK判断检测压力是否正常。 电子控制单元通过电磁阀控制气路的通断。 当气路压力的变化导致液缸中气体压力发生变化。 旋转叶片两端压差增大，使传动轴转动，带动阀门动作。自控仪表操作维护手册驱动器气夜罐气动控制回路CLC-SEWET压力信号检则管-3-图1-2T气夜联动执行机构基本结构
3、气發港铠菠控範电琨、电子控制单元玄爆接线雜动力气源口/皑装控制迟騎自控仪表操作维护手册图1-2-2气液联动球阀结构图1.1.2控制原理川气东送天然气管道工程南京支线气液联动执行机构共分四种类型，分别为：手动阀室所使用的气液联动执行机构过站干线所使用的气液联动执行机构站场进出站紧急关断阀ESD V所使用的气液联动执行机构站场紧急泄放阀BDV所使用的气液联动执行机构1.1.2.1线路截断阀气液联动执行机构手动阀室所使用的气液联动执行机构，其控制原理图见图1-2-3。此气液联动执行 机构具有就地控制，电子控制单元检测管线压力，自动关阀等功能。图1-2-3控制原理图(1) 执行器(2) 气/液联动罐(
4、6) 储气罐(7) 排液阀(11) 梭阀模块(12) 过滤器(3)气/液联动罐(8)排气阀(13)先导过滤器(4)手动液压泵(9)单向阀(14)活塞(5)速度调节孔板(10)压力表(15)手柄自控仪表操作维护手册16）动力梭阀（19）压力调节器（22）太阳能板17）截断阀（20）电子式爆管保护控（23）电池盒18）两通路通常关闭的 制系统 （24）梭阀先导阀（21）安全放空阀本控制原理图是应用气/液联动系统操作阀门的旋转叶片执行器的原理图，动力气 体是天然气。 在整个回路中包括阀门执行器（1）、一套气/液联动罐（2）和（3）、手 动液压泵（4）、开关一个冲程的储气罐（6）、 “梭阀”控制模块（
5、11）、两通路通常 关闭的先导阀（18）、压力调节器（19）、安全放空阀（21）、一组电子式爆管保护控制 系统（20）、太阳能板（22）。a）电子式爆管保护功能（关阀） 在电子控制单元（20）中，带有压力传感器，通过管路与天然气主管线连接以获 得压力信号。 当管线中的实际压力数据达到并超过电子控制单元中设定的三种压力参 数中的任何一种时（高压关阀，低压开阀，压降速率关阀），并且此事件持续时间达到 电子控制单元中设定的延时时间后，电子控制单元中的正常处于关闭状态的三通路电 磁阀通电，并使气流流向正常处于关闭状态的二通路先导阀（ 18）。 由于“梭阀”模 块（11，14，16）的信号与动力的比是
6、33 比 1， 这样二通路先导阀（18）打开后，“梭 阀”打开，容许动力气体从动力接口到气缸中活塞接口（14），动力“梭子”（16）被 打开，容许动力气流进入原来被气缸封闭住的空间，从而进入执行器关闭阀门的气/液 联动罐（3），气流将进一步通过手动泵（4）和速度调节装置（5），从而进入旋转叶片 执行器的本体，执行器在这个动力驱使下，运动直至关闭阀门。当电子控制单元（20） 中预先设定的电磁阀“待命”时间（10-255 秒）完成时，此时电磁阀断电，信号气从 通常关闭的二通路先导阀（18）排出。 当先导阀关闭时，引导气从“梭阀“模块（14） 的孔板处排出，位于“梭阀”模块中负责关闭阀门功能的那一侧
7、梭子关闭，致使负责 关闭阀门的气/液联动罐（3）压力降低减压。 当气/液联动罐（3）压力降低全部完成， 整个气/液联动系统重新回到初始的平衡状态。b）就地手动操作开或关阀门和执行器开阀：拉开“梭阀”模块（11）上的开阀手柄（15），此机械式的手柄直接将力作用在动 力梭阀（16）上，使其动作打开原来被“梭阀”（ 16）和动力气缸活塞（14）封锁住 的密闭空间，使得动力气体进入到负责开阀功能的气/液联动罐（2），动力气驱动液压 油使旋转叶片执行器动作。 持续地拉住手柄（15）直到执行器（1）驱动阀门达到全自控仪表操作维护手册开的位置。 当阀门与执行器全部动作完成后，松开手柄( 15)，“梭阀”模块
8、(11) 将恢复到初始全封闭的位置，全部系统达到新的平衡状态。关阀：拉开“梭阀”模块(11)上的关阀手柄(15),手柄直接将力作用在动力梭阀(16) 上，使其动作打开原来被“梭阀”( 16)和动力气缸活塞( 14)封锁住的密闭空间， 使得动力气体进入到负责关阀功能的气/液联动罐(3)，动力气驱动液压油使旋转叶片 执行器动作。 持续地拉住手柄(15)直到执行器(1)驱动阀门达到全关的位置。 当 阀门与执行器全部动作完成后，松开手柄( 15) “梭阀”模块( 11)将恢复到初始全 封闭的位置，系统达到新的平衡状态。c) 就地手动泵开/关阀门和执行器无论想开或关阀，最简单的就是用一个手柄装在执行器控
9、制箱内的手动泵(4)的 接口上，使用这个手柄上下压动，将力推向泵的中部。(注：泵的标记将指明开或关阀 的动作方向。)使用供货时提供的手动泵手柄，向上抬举这个手柄时，手动泵的插销提起，使得 液压油进入手动泵，再向下推压手柄，给液压油加压，使得液压油进入执行器。重复 上抬、下压手柄的动作，直至开或关阀的过程全部完成。泵被泄压并回到初始状态， 此时任何自动控制这个执行器的功能可以被使用。1.1.2.2 越站干线使用的气液联动执行机构过站干线所使用的气液联动执行机构，其控制原理图见图 1-2-4。此气液联动执行机构具有就地控制，远程开关控制，ESD紧急关断控制，电子控制单元检测管线压力， 自动关阀控制
10、，ESD及电子控制单元关阀后的手动复位控制等功能，另外本控制原理图 1-2-4也能够保证电子控制单元关阀及ESD关阀具有最高的优先级。自控仪表操作维护手册图1-2-4控制原理图（1）执行器（2）气/液联动罐（3）气/液联动罐（4）手动液压泵（5）速度调节孔板（6）储气罐（7）排液阀（8）排气阀（9）单向阀（10）压力表（11）梭阀模块（12）过滤器（13）先导过滤器（14）活塞（15）手柄（16）梭阀（17）截断阀（18）两通路通常关闭的 先导阀（19）压力调节器（20）电子式爆管保护控制系统（21）安全放空阀（22）三通路通常开启的先导阀（23）三通路通常关闭的 先导阀带有锁定功能（24）梭
11、阀（25）隔离阀（26）梭阀（27）电磁阀（28）电磁阀（29）梭阀（30）电磁阀（31）限位阀（32）就地操作装置本控制原理图是应用气/液联动系统操作阀门的旋转叶片执行器的原理图，动力气 体是天然气。在整个回路中包括阀门执行器（1）、一套气/液联动罐（2）和（3）、手 动液压泵（4）、开关一个冲程的储气罐（6）、“梭阀”控制模块（11）、两通路通常关 闭的先导阀（18）、压力调节器（19）、安全放空阀（21）、一组电子式爆管保护控制系 统（20）、三通路通常开启的先导阀（22）和一个三通路通常关闭的先导阀带有锁定功自控仪表操作维护手册能（23）等 31项内容，具体见图 1-2-4。本流程图具
12、有如下操作功能：a）电子式爆管保护功能（关阀） 在电子控制单元（20）中，带有压力传感器，通过管路与天然气主管线连接以获 得压力信号。 当管线中的实际压力数据达到并超过电子控制单元中设定的三种压力参 数中的任何一种时（高压关阀，低压关阀，压降速率关阀），并且此事件持续时间达到 电子控制单元中设定的延时时间后，电子控制单元中的正常处于关闭状态的电磁阀通 电，并使气流流向正常处于关闭状态的先导阀（ 18）。 由于“梭阀”模块（11，14， 16）的信号与动力的比是 33 比 1， 这样先导阀（18）打开后，“梭阀”打开，容许动 力气体从动力接口到气缸中活塞接口（14），动力“梭子”（16）被打开，
13、容许动力气 流进入原来被气缸封闭住的空间，从而进入执行器关闭阀门的气/液联动罐（3），气流 将进一步通过手动泵（4）和速度调节装置（5），从而进入旋转叶片执行器的本体，执 行器在这个动力驱使下，运动直至关闭阀门。当电子控制单元（ 20）中预先设定的电 磁阀“待命”时间（10-255 秒）完成时，此时电磁阀断电。 当先导阀关闭时，引导气 从“梭阀“模块（14）的孔板处排出，位于“梭阀”模块中负责关闭阀门功能的那一 侧梭子关闭，致使负责关闭阀门的气 /液联动罐（3）压力降低减压。 当气/液联动罐 （3）压力降低全部完成，整个气/液联动系统重新回到初始的平衡状态。b）锁定功能（防止开阀） 当上述的的
14、电子式爆管保护系统工作的时候，气流同时通过带有锁定功能的先导 阀（23）。此先导打开使得正常情况开启的先导阀（22）关闭，当有爆管关阀命令执行 后，旋转叶片执行器将使阀门继续处于关闭的状态和位置。 这个具有锁定功能的正常 关闭的先导阀（ 23）连续不断地提供了恒定的信号压力给另一个正常开启的先导阀 （22），从而防止了通过这个控制回路去驱动旋转叶片执行器动作进而打开阀门。 这 个锁定功能的解锁，只有通过人工进行手动复位操作， 使正常开启的先导阀（22）泄 放压力直至重新恢复正常开启的状态。c）二通路电遥控（开或关阀）开阀：当阀门处于关闭状态的位置，给正常关闭状态的电磁阀（ 28）带电，该阀打开
15、， 动力气体通过动力接口进入“梭阀”模块（ 11）中信号气缸的活塞（14）。 “梭阀” （16）打开，动力气进入原来被“梭阀”和气缸封锁住的空间，同时进入负责开阀功自控仪表操作维护手册能的气/液联动罐（2），动力气体驱动液压油经过手动泵（4）和速度调节孔板（5）， 进入了旋转叶片执行器（1）内，直至执行器驱动阀门到全开的位置。 当阀门全开后， 正常关闭的电磁阀（28）在执行器完成全部动作后断电，系统重新回到平衡的位置。关阀：当阀门处于开启状态的位置，给正常关闭状态的电磁阀（ 27）带电，该阀打开， 动力气体通过动力接口到它的气缸接口，经过梭阀（ 26）作用到梭阀模块（11）中的 信号活塞（14），动力气进入到原来被“梭阀”（16）和气缸封锁住的空间，进入到负 责关阀功能的气/液联动罐（3）。动力气体驱动液压油经过手动泵（4），速度调节孔板 （5）进入了旋转叶片执行器内， 直至执行器驱动阀门到全关
