隨著船舶自動化技術的不斷發(fā)展和提高，液動控制遙控閥門在船舶上的應用越來越廣泛。閥門采用液動裝置驅動的主要優(yōu)點在于結構簡單、緊湊、體積��；傳動平穩(wěn)可靠；可獲得較大的輸出力矩；在突發(fā)動力中斷時，仍可利用蓄壓器進行一次或數次動力操作，這對自動緊急切斷閥和井口噴放閥具有重要意義。閥門液動裝置液壓回路主要由動力液壓源、控制閥和執(zhí)行機構三部分組成，而這些閥門液壓回路又與其它液動設備采用并聯或串聯，從而形成液壓系統(tǒng)控制回路，也就是說現代船用液壓系統(tǒng)一般都由多個液壓回路組成，各回路之間既有密切聯系，又有相對獨立性，構成較為復雜，所以往往會出現動作上的相互干擾和誤動作。干擾或誤動作發(fā)生往往會引起較大的故障或事故，對船舶的安全造成危害。
單向閥是回路防干擾中最簡單最有效的液壓元件之一，研制結構簡單、安裝方便的單向閥，對現用的液壓系統(tǒng)加裝單向閥，抗干擾有重要意義。
1 現象及原因分析
船用液壓系統(tǒng)中，各液壓機和液壓缸均由全船液壓系統(tǒng)提供動力源，各液壓機和液壓缸又均有各自的控制回路，控制回路由基礎液壓元件組成，如電磁換向閥、節(jié)流閥、溢流閥等。液壓系統(tǒng)由于回路多和液壓元件的質量或功能特點參差不一等原因，液壓系統(tǒng)在實際運行中往往會產生相互干擾或誤動作。
以某船用液壓系統(tǒng)液缸產生誤動作為例（見圖1），圖中1號和2號球閥液缸與1號和2號液壓機并聯，球閥液缸為φ32mm口徑的小缸，由兩位四通電磁換向閥控制切換油路，使液缸動作，控制簡單、操縱迅速；液壓機為φ80mm的大通徑液缸，由三位四通換向閥控制切換油路，使液壓機動作。圖中1號和2號液壓機動作或蓄壓器卸荷產生的壓力波動，會造成T回油壓力突然升高，超過P進口壓力時，球閥液缸發(fā)生動作或動作趨勢，而球閥操縱力矩較小，容易造成閥誤動作；液壓機電磁換向閥為滑閥式中位O型機能，中位時有一定內泄漏量，如標準GB/T13852中O型三位四通換向閥的內泄漏量最大為130ml/min。從P到A、P到B、A到T、B到T均有泄漏量，但量不同，P到A與P到B的泄漏量很難相等，這樣內泄漏的液壓油通過管路進入1號和2號液壓機油缸，可導致油缸一腔的能量積聚，從而使液壓機產生漂移，造成液壓機帶動閥的動作。另外，液壓機所驅動為海水舌閥或蝶閥，其負載壓力也可引起閥誤動作產生。
圖1 某船液壓系統(tǒng)局部原理圖
2 解決對策與措施
2.1 球閥誤動作的改進措施
球閥只具有開和關兩位置，控制閥為兩位四通電磁換向閥，要消除回油管路的壓力波動沖擊對液缸的影響。改進措施之一是在球閥的T口加裝單向閥（見圖2），提高液動遙控設備相對于系統(tǒng)的獨立性和抗干擾能力。但因船上液壓管路的布置和空間關系，市場上的標準單向閥無法安裝，管路也已串油完成，重新布置管路施工存在困難。
圖2 改進后液壓原理圖
為此設計了一種管接頭式單向閥（見圖3），結合船用標準CB356的接頭尺寸，把液壓單向閥部件置于管接頭中，采用錐形閥頭，接口是標準液壓管路接頭，但具有液壓單向閥的功能，在船用液壓系統(tǒng)中具有一定的通用性。根據液動遙控設備在系統(tǒng)中的位置，不影響原有的安裝接口與空間，把帶單向閥的管接頭安裝在液動遙控設備液缸的進油管路或回油管路中。它可以是端接頭型式，也可以中間接頭型式。該單向閥安裝方便，結構緊湊，不僅可以應用于原有船用液壓系統(tǒng)控制改進管路中，也可以應用于新設計液動遙控閥門設備控制系統(tǒng)中，以提高液動遙控閥門的系統(tǒng)抗干擾能力。
圖3 管接頭式單向閥結構
2.2 液壓機誤動作的改進措施
措施一，根據內泄漏量是引起液壓機誤動作的主要原因，所以只要消除電磁換向閥的內泄漏量，就能防止液壓機油缸漂移。無內泄漏的國產電磁換向閥很少，國外截止式電磁換向閥已有，但種類不多，如哈威VBVP型，其內部閥座為錐型，可直接把圖1中的中位O型三位四通換向閥更換為中位截止式三位四通電磁換向閥。但截止式換向閥價格較高，一般是普通滑閥式價格的10倍多。當然經濟性必須是在安全、適用、可靠的基礎上的經濟。不單是產品的售價，更要優(yōu)先考慮其功能和質量以及安裝維修及其它附件所需要的費用。
措施二，在液缸和換向閥之間加裝液控單向閥（如圖2），同時需將三位四通換向閥中位機能O型更換為中位機能Y型，從而形成典型液壓鎖回路（見圖4），使用液控單向閥的鎖緊回路其換向閥的中位機能不宜采用O型，而應采用H或Y型機能換向閥，以便在中位時，液控單向閥的控制壓力立即釋放，單向閥立即關閉，液缸活塞運動停止，經得起負載變化的干擾。
圖4 典型液壓鎖回路
本液控單向閥為疊加式液控單向閥（如圖5），這也是方便現有的船用液壓系統(tǒng)改進，可以關閉兩個油口，可達到無泄漏密封。油液從A1到A2或B1到B2自由流通，反向則被截止，如從A1到A2，壓力油作用在閥芯上，閥芯向右運動推開閥頭離開閥座，單向閥被控制油打開時，油可以從B2到B1流通，壓力在B1腔卸荷，單向閥開啟。為保證兩個單向閥在換向閥中位時能可靠關閉，閥的A1、B1口與回油路連通。從而使液壓機液缸兩腔相對封閉，鎖定所驅動閥的位置，避免閥誤動作產生。
圖5 疊加式液控單向閥結構圖
（1閥芯，2單向閥）
3 結束語
綜上所述，對船用遙控閥門的控制回路增加單向閥和液控單向閥來防止液動執(zhí)行裝置誤動作是最簡單的和有效的方法。在液壓系統(tǒng)的設計時，需要對各自獨立的分系統(tǒng)進行有效的邏輯整合，并對可能出現的故障模式進行預先的確定和評估。[2]，采取有效的技術進行規(guī)避，有效地提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，從而保證船舶安全性。