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1 电液执行器电液执行器 RKA 电液执行器（紧凑型一体化）电液执行器（紧凑型一体化）型号：型号：RKA 内容内容 内容 1 1 总则 2 1.1 应用 2 1.2 代码和标准 2 2 设计 2 2.1 技术特征 3 2.2 推力 4 2.3 力矩 4 2.4 结构 5 2.5 尺寸 5 2.6 优点 6 3 工作原理 7 3.1 直行程执行器 7 3.2 角行程执行器 8 3.3 液压流程图举例 9 3.3.1 马达断电保护 9 3.3.2 输入信号失效保护 9 3.4 控制元件 11 3.4.1 电气输入信号 11 3.4.2 防护等级 11 3.5 马达 11 4 动作方向代码 12 4.1 直行程执行器（控制阀）12 4.2 角行程执行器（蝶阀）12 4.3 蓄能器动作方向 13 4.4 电源或输入信号故障动作方向 13 4.5 开-关动作方向 13 5 液压油推荐 14 5.1 用油推荐/油温范围 15 6 代码说明 16 7 液压流程图 17 8 选型表 18 9 外形尺寸图 19 2 电液执行器电液执行器 RKA 1 总则 1 总则 Reineke 电液执行器“RKA”，是本公司著名的带有“Reineke 机械伺服阀”控制的紧凑型一体化液压执行器系列的最新产品。1.1 应用应用 RKA系列电液执行器是用来控制阀门、蝶阀和其它控制元件的装置，包括用于直行程控制阀的直行程执行器和大蝶阀的角行程执行器。它接受统一的标准直流电流信号，气动控制信号和脉冲信号，将其转换成与输入信号相对应的直线或转角位移，自动地调节阀门、风门、挡板的开度，完成工业过程的自动调节任务。这些高质量的液压执行器满足特定的动态要求，推力/力矩和失电或失信号保护动作等要求。典型用户为电站、冶金、焦化、石油化工、管道、矿井和环境工业等。其坚固耐用的结构可保证四十年以上无故障运行，不仅可用于高温、腐蚀性的环境，还可在离岸、极地、热带和沙漠等区域工作。1.2 代码和标准代码和标准 RKA系列执行器满足所有的国际标准，诸如气候和防爆（DIN，ATEX）以及地震测试等。2 设计 2 设计 Reineke 公司的 RKA 电液执行器是紧凑型一体化的形式。所有有关的部件如马达-泵单元、活塞、伺服或比例控制阀、机械反馈、过滤器、止回阀、溢流阀、压力表、液位和温度报警传感器都安装在容器内部，所有与之相连的管道也在容器内，因此这是一个完全密封的系统，电源线和信号线的接线盒在容器外部。RKA电液执行器有两种类型，直行程执行器（RKA-H）和角行程执行器（RKA-D）。根据输出力大小，有三种尺寸的油箱供选用。标准部件标准部件 油箱 马达-泵单元（单相或三相马达）过滤器 泄压阀 Reineke 伺服阀（4-20mA），有内部自锁装置 液压油缸（活塞和连杆）选件选件 为了实现失效安全保护功能（参考第 3章），我们为我们的执行机构配备了一个充氮型液压囊式蓄能器。3 电液执行器电液执行器 RKA 充氮型囊式蓄能器，带有充气和安全阀，具有两个可选的功能：a)紧急情况下移动控制阀到需要的位置 或者 b)提供补充的动力给控制阀的行程动作 其主要优点为：可通过手阀来自由选择在“失效模式”时的运行方向（打开/关闭）角行程执行器也可配备蓄能器 在经过故障释放后，执行机构可再次运行，而蓄能器可通过手泵来重新充压（不用马达）上述两种情况下故障方式因马达供电或输入信号故障引起的，或者从控制室来的跨接遥控信号进行失效方式操作。马达-泵单元带有 1或 2个齿轮泵 防爆型设计 开-关功能 输入信号监控装置，用于故障模式功能（锁定在故障发生时的位置）位置变送器反馈位置信号给控制室 附件附件 支架/连杆 带方向选择的手泵 节流阀可调节活塞杆的速度 遮阳或防雨罩 限位开关（机械或感应式）油冷却器或加热器 2.1 技术性能技术性能 技术性能技术性能 油的流量（压差=10bar时，输入信号电流差 3mA）12升/分钟(3.17 US 加仑/分钟)响应=满量程的 0.2%超调=满量程的 0.4%线性度=最大输入信号的 0.2%最大操作压力 60bar(870 PSI)温度影响 7 NG4=14 7 NG1=1 NG4=2 2 2 110 NG6=17 NG10=30 20 NG6=3 NG10=4 3 170 NG10=30 NG20=45 35 NG10=4 NG20=5 3 220 40 6 电液执行器电液执行器 RKA 2.6 优点 2.6 优点 对于精确而连续的调节控制要求，电液执行器是一个正确的选择。其主要性能如下所示：表表 1：影响执行机构选择的因素：影响执行机构选择的因素 运行性能运行性能 气动执行器气动执行器 电动执行器电动执行器 电液执行器电液执行器 推力 较大 中等 较大 速度 较快 较慢 很快 精度 响应较快 精度低 响应较慢 精度一般 响应快 精度高 定位 对压力震动敏感，稳定性差 调节操作时定位精度差定位效果佳，稳定性高 适合高粘度介质 可用性 可靠性和耐用性中等 适合开/关操作 适合精确调节控制 可用于远距离控制 价格 大型气动执行器复杂、笨重、昂贵 较低 较高 安装 需要工作现场提供气源简单 安装同样方便，只需电源和控制信号 维护 较少 可靠性低，维护费用高 故障率低，可长期免维护 Reineke 电液执行器的优点：电液执行器的优点：?紧凑型一体化设计，安装方便。液压站和液压执行器的一体化结构，无需另行配置液压站，只要将动力电源和控制信号引到现场就可以工作。?输出推力大，全行程时间短，响应快，控制精度高，无超调，运行非常平稳。适合于高压差、高粘度介质等严酷工况条件。?通过选配蓄能器具有快速动作功能?机械反馈装置直接将反馈信号提供给伺服阀，抗干扰能力强，省去了伺服放大器，运行更可靠。?零泄漏设计，维护量少，可靠性高，能在大多数恶劣环境条件下长期无故障运行（30年）。?当电源、信号、液压系统出现故障时，具有失效安全保护动作（锁定在失效位置，手动/自动打开或关闭阀门）。7 电液执行器电液执行器 RKA 3 工作原理 3 工作原理 下面章节描述了“Reineke 伺服阀”的两种功能原理和一个液压流程图，这是众多应用中的一个例子。3.1 直行程执行器直行程执行器 直行程电液执行器带模拟输入信号的功能原理图如（图 1）所示。马达（2.1）驱动油泵（3.1）经过过滤器（10.1）和伺服阀（6.1）把液压油送到油缸（5.1）。当达到实际的控制位置时，多余的液压油将通过可调节的泄压阀（7.1）流回油箱。从控制器来的直流输入信号作用在电液伺服阀的线圈（6.1/7）上，此时系统作用一个力在导向电枢（6.1/6）上，使其偏离中心位置。挡板（6.1/14）连接着电枢，由此可在喷嘴（6.1/13）之间形成不相等的间距。高压油流通过限流器（6.1/9）从喷嘴喷出供油。当电流信号变化时，导向电枢偏离了中心位置而形成了一个压力差，使得液压油流进或流出动力油缸（5.1）。动力油缸的动作被传递到控制部件，也通过反馈杆（6.1/27）传递给伺服阀。反馈弹簧（6.1/2a）因此被拉紧或放松，从而作用一个与输入信号产生效果相反的反馈力在电枢（6.1/3）上。当阀杆到达新的位置时，作用在电枢上的力平衡了，挡板回到喷嘴中间，活塞杆和阀杆便停止运动。执行机构的动作与输入信号成比例关系。图 1：(直行程执行器)8 电液执行器电液执行器 RKA 3.2 角行程执行器角行程执行器 对于带有模拟输入信号的角行程电液执行器，伺服阀的细节如（图 2）所示。供油方式与章节 3.1里描述的直行程执行器相同。伺服阀内动力油缸的移动通过一根连杆传递到连接在油箱侧部的驱动轴上。从控制室来的直流输入信号作用在电液伺服阀的线圈（6.1/7）上，此时系统作用一个力在导向电枢（6.1/6）上，使其偏离中心位置。通过反馈条（6.1/28）和连接装置（6.1/29）使得反馈弹簧（6.1/2a）张紧或放松，从而作用一个与输入信号产生效果相反的反馈力在电枢（6.1/3）上。当油缸到达新的位置时，作用在电枢上的力平衡了，挡板回到喷嘴中间，活塞杆和阀杆便停止运动。执行机构的动作与输入信号成比例关系。图 2：(角行程执行器)9 电液执行器电液执行器 RKA 3.3 液压流程图举例液压流程图举例 （图 3）为一个带有电液伺服阀、双泵和故障安全保护蓄能器的电液执行器流程图。马达（2.1）驱动双泵（3.1+3.2）经过过滤器（10.1）和伺服阀（6.1）把液压油送入动力油缸（5.1）中。泵（3.2）供油到伺服阀，当有小的控制偏差时也供油到动力油缸。泵（3.1）在控制偏差小的情况下，由截止阀（7.1）和溢流阀（6.4）控制转换到循环状态。在要求大容量动作的情况下，泵（3.1）也供油到动力油缸（5.1）。这样的组合，一方面可确保在大的控制偏差下有足够的油量使活塞以所需的速度运行；另一方面，保证仅提供所需要的油量来满足要求，这样可避免执行器过多的发热。压力表（12.1）监测泵的压力，压力表（12.2）监测蓄能器（4.1）的压力。泄压阀（7.2）是经 TV 检测的安全阀，用于控制蓄能器的最大压力。油缸（5.1）的运行速度可由双向节流-止回阀（9.1+9.2）来控制。在失去油压的情况下，液压切换阀（6.3）动作，使得蓄能器（4.1）直接把压力油供给动力油缸（5.1）。在断电时，油缸可通过手泵（3.3）和手动方向阀（6.2）进行手动运行。如有特殊要求，还可安装一个泵压力监视器（12.1）和蓄能器压力监视器（12.2）。3.3.1 马达断电时的动作马达断电时的动作 在标准配置中，伺服阀带有一个双向止回阀。在失去油压时（马达断电），此双向止回阀中断了伺服阀（6.1）和动力油缸（5.1）之间的液压通路，将活塞锁定在故障发生时的位置。配备了蓄能器的执行机构，可将活塞移动到预先设定的位置。特殊型号：除了使用蓄能器以外，当安装了弹簧还可以驱动执行机构到达（安全）终端位置。3.3.2 失去输入信号时的动作失去输入信号时的动作 当失去输入信号时，活塞将移动到对应于 4 mA DC时的位置。在标准配置中，伺服阀带有一个双向止回阀。通过监控输入信号，可以接通/关闭马达，以实现“故障锁定”位置（当前的控制位置）。10 电液执行器电液执行器 RKA 图 3：带电液伺服阀，双泵和失效保护蓄能器的电液执行器流程图 1.1 油箱 7.3 泄压阀 10.1 过滤器 2.1 马达 7.4 泄压阀 12.1 测量点 3.1 齿轮泵 8.1 导向控制止回阀 12.2 压力表 3.2 齿轮泵 8.2 导向控制止回阀 13.1 位置传感器 3.3 手动泵 8.3 止回阀 13.2 限位开关 4.1 蓄能器 8.4 止回阀 13.3 限位开关 5.1 液压油缸 8.5 压力表保护 6.1 伺服阀 8.6 蓄能器关闭阀 设计：6.2 手动方向阀 8.7 止回阀 -双泵 6.3 蓄能器单元 8.8 止回阀 -压力测量点 6.4 压力切断阀 9.1 限流阀 -手泵带方向选择 7.1 泄压阀 9.2 限流阀 -液压蓄能器 7.2 泄压阀 11 电液执行器电液执行器 RKA 3.4 控制元件控制元件 根据客户的不同要求可选择下列控制设备：伺服阀 U11 连续电子输入信号带机械反馈用于调节控制 电磁阀 U21 电子脉冲输入信号用于步进控制 电磁阀 U22 电子输入信号用于开-关控制 3.4.1 电子输入信号电子输入信号 根据所选的控制元件类型，相应的电子输入信号如下所示：直流，用伺服阀进行模拟连续控制 4-20 mA DC，输入电阻约为 235欧姆 （其它输入信号量程可选）直流，通过电磁阀进行步进控制 24 VDC，功率约为 30W 或开关控制 （其它输入电压可选）3.4.2 控制元件的防护等级控制元件的防护等级 直流信号伺服阀：IP 54 标准配置 EEx m II T5 防爆型配置 二进制信号电磁阀：U21 和 U22 IP 67 标准配置 U22 IP 54 标准配置 EEx e II T5 防爆型配置 3.5 马达马达 电液执行器配备了符合 DIN 42677 标准的三相交流马达（230/400V，50Hz），其它的电压和频率可选。在电源和马达之间通常应配备断路器。防护等级为：IP 55 标准配置，可以附加配置成防爆型。安装类型：V1 带防护罩。防爆设计的等级根据 DIN（EEx e II T4/EEx de II CT4）和 ATEX标准。12 电液执行器电液执行器 RKA 4 动作方向代码动作方向代码 下列代码用于区分阀门和执行机构的动作方式，相应的指示图见（4MA-31-003）。4.1 直行程执行器直行程执行器 起始位置是阀门处于关闭状态。执行机构的活塞杆与阀杆连接，根据所调节的油压力将阀芯压在阀座上。图 a：阀芯向上移动时打开阀门，直到达到油缸活塞的上限：信号减少时 代码为 W1 信号增加时 代码为 W2 图 b：阀芯向下移动时打开阀门，直到达到油缸活塞的下限：信号减少时 代码为 W3 信号增加时 代码为 W4 注意：执行机构没有防止阀芯旋转的安全装置，如果需要可以安装在电枢上。A=根据连杆的长度确定所需的阀杆行程 B=阀的行程 C=空余行程（最小 2mm）；B+C=最大行程 4.2 角行程执行器角行程执行器 油缸内活塞的最大角行程是 70度（可通过连杆放大到 90度）。作用方向为面对驱动轴。图 c：轴反时针方向转动（向左）：信号增加时 代码为 W5 信号减少时 代码为 W6 图 d：轴顺时针方向转动（向右）：信号增加时 代码为 W7 信号减少时 代码为 W8 13 电液执行器电液执行器 RKA 4.3 蓄能器动作方向蓄能器动作方向 代码 W1 到 W8指的是油泵工作时的编号。对于蓄能器里的压缩油，没有油泵的驱动，其安全动作方式的代码如下：阀门关闭 W./W9 阀门打开 W./W10 轴反时针转 W./W9 轴顺时针转 W./W10 蓄能器动作的代码写在油泵动作方式的代码之后，如 W2/W10。4.4 电源故障或失去输入信号时的动作方向电源故障或失去输入信号时的动作方向 当失去输入信号时，执行机构的活塞总是移动到对应于 4 mA或 0 bar 时的位置。如果不希望这样，则必须选择一个压制零点，以便当信号故障时，将马达油泵关闭或者通过一个 2位 3通阀将油路切断，可通过一个电动或气动继电器来监控输入信号。带有双单向阀的执行机构（标准配置），当电源故障时，活塞将被锁定在故障发生时的位置（保位）。这时，活塞被液压锁定了。配备有蓄能器的执行机构可通过手动阀移动到终端位置。蓄能器的触发方式：液压方式：当马达油泵故障时 电气方式：通过遥控信号（得电或失电），同时关闭马达电源或者在马达工作时用一个 2位 4通阀切断油路。4.5“开“开/关”动作方向关”动作方向 执行机构带有一个 2位 4通的电磁阀 U22 电磁阀得电：W1,W3对应 W5,W7 电磁阀失电：W2,W4对应 W6,W8 14 电液执行器电液执行器 RKA 5 液压用油推荐 5 液压用油推荐 当使用液压油时，请遵守污染控制法规并正确地处理使用过的废弃物。我们推荐在我们的液压设备中，使用根据粘度范围 DIN 51519，由 DIN 51524（第 2 部分）规定的 HLP液压油，或者根据 DIN 51524（第 3部分）规定的 HVLP液压油。（参见下页“用油推荐表”）只使用一种运行认可的液压油只使用一种运行认可的液压油 在使用其它液压油时，必须得到 Reineke 的允许。不要混合不同厂家的液压油不要混合不同厂家的液压油（会降低质量）只使用经过滤的液压油只使用经过滤的液压油（过滤器网格尺寸 3微米，3 75根据 ISO 4572）液压油须经过入口过滤器才能注入油箱，使用液压油须经过入口过滤器才能注入油箱，使用 3 微米的过滤器网格微米的过滤器网格（3 75根据 ISO 4572）。如果必要，请使用单独的精细过滤器。只有当考虑内部发热和环境温度时才改变粘度范围只有当考虑内部发热和环境温度时才改变粘度范围（参看下列信息）粘度范围选择粘度范围选择 粘度范围可以从数据表中选择，这取决于允许的油温和最低最高的环境温度。油温油温=环境温度环境温度+油的内部温升油的内部温升 液压执行器的内部温升通常在 10C和 30C 之间。粘度范围粘度范围 15 cST和 100 cST之间，连续工作时 粘度 10 cST，允许的最小润滑粘度 粘度 800 cST，相对于低温状态时保证油泵的吸力 下表中列出了每种油的允许油温和油的粘度。密封的稳定性密封的稳定性 在液压设备中所使用的标准密封是适合于液压油及其温度范围的。当然，在更低或更高的储存或使用温度中必须使用特殊的密封。15 电液执行器电液执行器 RKA 5.1 用油推荐用油推荐/油温范围油温范围 排列的次序不代表质量的高低 生产厂商 液压执行器和系统用油 室内工作 室外工作 油类型：HLP DIN 51 524 HLP 22 HLP 32HLP 46HLP 68HVLP 15 HVLP 32 HVLP 46 HVLP 68 粘度等级：ISO VG DIN 51 519 ISO VG 22 ISO VG 32 ISO VG 46 ISO VG 68 ISO VG 15 ISO VG 32 ISO VG 46 ISO VG 68 Aral Vitam GF 22 GF 32 GF 46 GF 68 HF 32 HF 46 BP Energol HLP 22 32 46 68 BP Bartran HV 32 46 68 Esso Nuto H 22 32 46 68 Mobil D.T.E.22 24 25 26 11 13 15 16 Shell Tellus Oil 22 32 46 68 T 32 T 46 T 68 粘度范围(mm/s或 cSt)最低/最高油温范围(C)在起动泵时(最大 800 cSt)-18-10-5+2-25-16-8-2 推荐的工作 范围 100 cSt-15 cSt+8 +50+15 +60+22 +68+30 +75-2 +40+13 +60+20 +70+30 +75 短时工作的 最大油温(最小 10 cSt)+62+72+80(+82)+80(+93)+55+80+80(+90)+80(+105)括弧里的数据是在粘度为 10 cST时的理论上的温度。在选择合适的油时，需考虑冬季时的最低环境温度和夏季时的最高温度。如果执行器安装在室外，必须加装防雨罩以防止直接的日晒和雨雪。16 电液执行器电液执行器 RKA 6 Reineke 紧凑型电液执行器紧凑型电液执行器 RKA 代码说明代码说明 尺寸 动作类型 泵 qcm/转速*10 M“：H=直行程 p1：关闭阶段 p2：恒定阶段 D=角行程 例如：TFP100/4.3+TFP100/1.2=43/12 (角行程执行器 70,TFP100/4.3=00/43 水平轴)S=角行程 (角行程执行器 90,垂直轴)Mwaa-s-cc-p1/p2-mmm/f 马达类型 功率(kW)*100 蓄能器尺寸和作用 频率(Hz)/10 W“：G=不带蓄能器 例如：0.37 kW,50Hz=037/5 E=安全动作用蓄能器 1.1 kW,60Hz=110/6 B=增力蓄能器 例如：4 升增力蓄能器=B04 油缸类型 10 升安全动作蓄能器=E10 活塞直径/10 例如：140mm=14 63mm=06 例 1：例 2：直行程执行器不带安全动作蓄能器 角行程执行器带 4 升安全动作蓄能器 尺寸 3 尺寸 1 油缸 125/32/32*100 mm 行程 油缸 60/16+50mm 行程 泵 TFP100/4.3+TFP100/1.2 SC031 泵 TFP100/1.7 SC001 马达 1.1 kW,50Hz 马达 0.25 kW,60Hz 型号：HG00-3-12-43/12-110/5 型号：DE04-1-06-00/17-025/6 17 电液执行器电液执行器 RKA 7 液压流程图供您选择液压流程图供您选择 18 电液执行器电液执行器 RKA 8 选型表选型表 Reineke 电液执行机构选型表电液执行机构选型表 客户 电话 地址 传真 联系人 位置号 项目 工位号 应用 日期 执行机构类型 直行程 角行程 数量 安装环境安装环境 安装场所 室内 室外 环境温度 C 环境 正常 腐蚀 灰尘 潮湿 阀门数据阀门数据 直行程执行器直行程执行器 角行程执行器角行程执行器 上(阀门打开)顺时针 活塞杆方向（输入信号增加）下(阀门关闭)连杆方向（输入信号增加）(从驱动轴端看)逆时针 推力 牛顿 力矩 牛顿米行程 毫米 角度 (最大 90)行程时间 秒 行程时间 秒控制系统控制系统 输入信号 调节 步进控制 开/关 信号范围 快速动作 是/否 快速动作时间 秒执行器防护等级 防爆要求 是/否 马达电源 控制信号 V HzV DC/AC失效安全保护失效安全保护 失去电源时 失去输入信号时 失去压力时 向上 向下 蓄能器动作方向(从驱动轴端看)顺时针 逆时针 附件附件 支架 连杆 手泵 过滤器堵塞指示器 位置反馈 限位开关 油压开关 油位开关 液压油 加热系统 防雨罩 防腐蚀油漆 文件文件 操作手册 英文/中文 备注 19 电液执行器电液执行器 RKA 9 外形尺寸图 9 外形尺寸图 9.1 角行程执行机构角行程执行机构 20 电液执行器电液执行器 RKA 9.2 直行程执行机构直行程执行机构 21 电液执行器电液执行器 RKA 9.3 动作方向动作方向 22 电液执行器电液执行器 RKA 9.4 连杆尺寸连杆尺寸