各种阀门遥控系统的组成和使用情况

陈跃泓

前 言

阀门遥控系统在船舶上是一个非常重要的系统，它一般用在货船的压载系统和货、燃油输送系统。该系统能在控制室遥控阀的开和关，使船员能方便地进行压载水和燃油的调驳，获得想要的船舶吃水状态，来满足船舶的各种工况要求。该系统用在油船货油系统上，更是该船的经济命脉线，货油的装和卸全靠阀门遥控系统安全可靠的工作。

阀门遥控系统还解决了有些场所船员不能随时进入操作阀门和远距离阀门操作工作量大的问题。阀门遥控系统的出现，大大减轻了船员的工作强度，减少不必要的工作危险，进一步保障了船员的安全，并保证了船舶的安全航行和经济效益。所以，阀门遥控系统的工作可靠性决定该船的安全和经济效益，现在各船公司对阀门遥控系统都已非常重视。

阀门遥控系统一般有三种型式，即：气动式、液动式和电-液式。本文介绍三种阀门遥控系统它们的驱动和控制型式的组成、工作原理和特点及阀门遥控系统中阀和执行器及船级社规范要求

1 阀门遥控系统类型、组成、特点

到目前为止，阀门遥控系统基本上有以下几种型式，按照执行器驱动阀的方式，一般可分为三大类型：气动式、液动式、电-液式。 按照阀的安装场所，可分为干式安装和湿式安装。按照阀的遥控控制方式，可分为模拟板开/关控制和计算机开/关控制。遥控阀的开/关位置指示反馈一般为触点信号输出到控制板指示灯指示该阀的工作状态。如为干式安装，微动开关直接装在阀上或压力开关装在电磁阀箱内控制液压管上，通过24v或220v电源连接到模拟板或计算机上指示该阀的工作状态。如为湿式安装，流量计或压力开关必须安装在电磁阀箱内控制液压管上，根据开/关阀的需要液压油流量大小和压力大小输出触点信号。还有一种为遥控阀开度指示，它要求输出的信号为4-20mA，在控制台上连续指示阀的开/关百分比。

2 气动式阀门遥控系统

该系统设备的配置比较简单，因此最具有经济性，它的工作原理是压缩空气通过电磁阀的换向驱动气缸内的活塞达到开关阀的目的。它的主要配置为控制系统、二位五通电磁阀、气动作用头和阀，该系统利用船上已有的7-10bar控制空气作为动力源，只有一路控制空气接到电磁阀。具体原理参考图1和图2：

从该系统原理图可以看出，由于只需要一路压缩空气接到电磁阀，比较而言，该系统的控制空气管子长度和其他型式系统相比，如遥控阀数量相同，所需要的数量要少得多。由于该系统动力源为7-10bar控制空气，气动动力头体积比较大，操作遥控阀时消耗比较多的压缩空气，但气动头使用寿命长，阀可安装在任何区域，工作安全可靠。对该系统而言，缺点是：一般船厂均采用紫铜管作为控制管，所以不可避免控制管路上有更多的管接头，经过长时间工作后，空气管接头容易泄漏，维护起来工作量大，并且在维护时会影响系统工作。遥控阀的开关在控制台上或计算机控制，阀的开关位置通过控制台上或计算机的指示灯显示。

3 液动式阀门遥控系统

该系统的主要配置为控制系统、液压泵站、电磁阀箱、液压驱动器和阀。液压泵站可分为定量液压泵和变量液压泵，电磁阀箱根据布置场所可分为普通型和本安型，电磁阀箱数量可为一个或几个。液动式阀门遥控的工作原理也是通过公共液压泵站液压泵工作，油泵输出100～150bar液压油工作压力到电磁阀箱中各个电磁阀，通过电磁阀的换向和液压油控制管到液压驱动器控制阀门开关。

每套液压泵组配备二台液压泵，每台液压泵根据液压工作压力设定自动起停和互为备用。液压泵站可选用定量液压泵和变量液压泵，他们不同之处在于定量液压泵要配备蓄压器，保证液压油的工作压力在范围内。变量液压泵不需要配备蓄压器也能保证液压油工作压力，具体原理见图3和图4：

由于是液压驱动器，液压油的工作压力高，一般从电磁阀箱到每个遥控阀的液压驱动器的液压控制管采用不锈钢多芯管。多芯管的优点在于控制管很少有卡套接头，保证控制管不会泄漏，提高了遥控阀的工作可靠性。它与气动式比较，管系更安全，同样对阀的安装位置无要求，但由于有泵站、总管及管子多，维护工作量大，并且由于电磁阀的功率太小，有时会造成阀不能正确换向，导致不能遥控阀门，还由于液动驱动器上没有放气阀，导致液压管系中存有空气，使得遥控阀的操作时间一会快一会慢，并在维护时也会影响到系统工作。

4 电-液式阀门遥控系统

电-液式阀门遥控系统和液动式阀门遥控系统相比较，有所不同。它主要由每个阀单独的控制模块、油泵、液压油缸和阀组成。工作原理和液动式相似，单独的油泵正转或反转提供压力到液压驱动器控制阀门的开关。具体原理参考图5和图6：

该系统最大的优点在于每个遥控阀单独控制， 与气动式和液压式比较，电缆取代了管系，维护方便、简单；由于每个阀都有一个单独的动力头，在维护时不会影响其他阀的工作，所以此系统工作更可靠；由于是电脑模块控制，它可以做到阀的比列开度，更具有先进性，但由于此系统是由电脑、模块、动力液压头组成，所以它的投入也大，并且阀的安装位置一定是干式的，在有些区域要配气动式或液动式。

三：阀门遥控系统中阀和执行器及船级社规范要求

执行器阀一般分为单作用和双作用，单作用执行器是指一边是气缸或油缸驱动阀开，另一边为弹簧关闭阀。双作用执行器是指两边都是气缸或油缸驱动阀的开关。

而执行器阀都必须满足该船入级要求， 所以我们需要了解各船级社的规范要求， 各船级社对该系统的要求有所不同。以ABS船级社为例，遥控阀如布置在舱底水系统，要求当遥控阀失去控制电源和液压压力时，该阀必须处于关闭状态或导向关闭，所以只能选择单作用驱动器。而BV船级社要求，当遥控阀失去控制电源和液压压力时，该阀必须锁定在最后命令的位置上或导向关闭，所以要优先选择双作用驱动器和双相电磁阀。液压泵站和液压式驱动器的材料和试验必须满足船级社的要求，还有遥控阀必须提供就地的应急操纵。

综上所述，大致介绍了各种阀门遥控系统的构成、工作原理和安装后的使用情况，随着科学水平的不断发展，会涌现更多的新技术发展阀门控制系统，作为造船人员，只有不断地学习，与时俱进，才能掌握并利用新技术，造出环保和安全要求越来越严格的船舶，使我国的船舶事业早日赶上世界先进水平。