王文峰，秦潤杰

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院，天津 300192）

0 引言

最新版的特種設(shè)備目錄將電梯劃分為4 種類型，分別是曳引與強制驅(qū)動電梯、液壓驅(qū)動電梯、自動扶梯與自動人行道、其他類型電梯。液壓驅(qū)動電梯作為其中的一種，其在短行程、重載荷的場合應(yīng)用較多。此外，因其可以有效地利用建筑物空間且安全可靠，故在別墅電梯領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用［1-2]。但相較于曳引式電梯，液壓電梯的占有量還是很小的，關(guān)注度也是不足，故液壓系統(tǒng)的相關(guān)知識對于維修人員、檢驗人員來說還是相對匱乏。本文主要以一款GMV液壓閥組為例，詳細講解液壓系統(tǒng)中的一些知識要點。

1 GMV主控閥系統(tǒng)簡介

目前，我國在用液壓電梯其液壓系統(tǒng)主要還是靠國外進口，比較常見的有意大利的GMV公司、瑞士的布赫公司以及德國Blain生產(chǎn)的液壓系統(tǒng)［3]，其中又以GMV公司生產(chǎn)的帶3010主控閥組的液壓系統(tǒng)最為常見。圖1所示為一種3010型油泵的油路圖，圖2所示為主控閥組實物照片。

圖1 GMV 3010型液壓系統(tǒng)油路圖

液壓電梯其上行和下行是有區(qū)別的。這里以3010型液壓系統(tǒng)為例，上行時，液壓泵站工作提供電梯上行所需的動力，液壓油經(jīng)液壓泵M、流量調(diào)整閥VRF、主單向閥VRP、截止閥H、破裂閥J最終到達油缸U（圖1），從而推動液壓油缸中柱塞向上運動提升轎廂，實現(xiàn)電梯上行運動。下行時利用轎廂自重產(chǎn)生壓差，液壓油經(jīng)破裂閥J、截止閥H、主單向閥VRP、流量調(diào)整閥VRF、溢流閥VB 流到液壓油箱內(nèi)，從而使轎廂下落實現(xiàn)電梯下行運動。

圖2 GMV 3010型液壓閥組實物

2 主要控制閥組分析

液壓電梯的液壓系統(tǒng)主要包括液壓泵（稱為動力元件）、油缸、液壓馬達（稱為執(zhí)行元件）、各類閥（稱為控制元件）以及連接管路和接頭等［4]。接下來以3010型液壓閥組為例介紹液壓電梯中的各類閥的工作原理。

2.1 溢流閥

溢流閥的主要作用是當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時，溢去系統(tǒng)多余的油液，調(diào)整系統(tǒng)壓力并保持基本穩(wěn)定。液壓電梯的液壓系統(tǒng)中有兩個溢流閥：主回路溢流閥和手泵溢流閥。手泵溢流閥N是一種直動式溢流閥，其在閥組中的位置如圖3 所示，圖4所示為拆解后的手泵溢流閥實物圖。通過調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)桿可控制調(diào)壓彈簧的壓縮量，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)溢流閥動作壓力值。

圖3 控制閥圖示

圖4 手泵溢流閥拆解圖

主回路溢流閥在液壓電梯正常工作時（主要是上行），起到監(jiān)控系統(tǒng)油壓的作用。當(dāng)系統(tǒng)油壓超過系統(tǒng)設(shè)定值時，溢流閥導(dǎo)通使系統(tǒng)油壓下降。GMV3010型液壓系統(tǒng)的主回路溢流閥是由溢流閥VB和先導(dǎo)閥VS（圖1）共同組成，此類溢流閥是一種先導(dǎo)式溢流閥。液壓電梯尤其是大噸位液壓電梯，其滿載壓力值是很大的，如果選用普通的直動式溢流閥則對其調(diào)壓彈簧的要求會很高，這樣就使得閥的調(diào)節(jié)性能變差。通過先導(dǎo)閥VS 的流量很小，易于調(diào)節(jié)控制，因此利用先導(dǎo)閥VS來控制主回路中的溢流閥VB，使得其溢流效果在高壓系統(tǒng)中也可以完美實現(xiàn)。圖3中標出了先導(dǎo)閥VS調(diào)整螺栓在閥組中的位置，其實物拆解圖如圖5 所示，同樣通過調(diào)節(jié)其調(diào)壓彈簧的壓縮量來確定其溢流動作壓力值。對于溢流閥的檢驗，除了對其動作壓力值有要求外，對其設(shè)置位置檢規(guī)中也是有要求的，即“在連接液壓泵到單向閥之間的管路上應(yīng)當(dāng)設(shè)置溢流閥［5]”（圖1），溢流閥VS設(shè)置在液壓泵M和主單向閥VRP之間，符合要求。

2.2 緊急下降閥

對于曳引式電梯，當(dāng)發(fā)生故障需要下降轎廂時，可松閘盤車或電動運行，而液壓電梯在故障或斷電后需要向下移動轎廂時，必須使用緊急下降閥。其在閥組中的位置如圖3 所示，圖6所示為其拆解圖。當(dāng)手動按壓緊急下降閥時，探針將推動鋼珠壓縮彈簧，從而使油路打開。由油路圖可知，緊急下降閥ML連接在截止閥H與主單向閥VRP之間，當(dāng)手動操作緊急下降時，液壓油由液壓油缸U 經(jīng)過破裂閥J、截止閥H、緊急下降閥ML 到達液壓油箱。此過程沒有任何電磁閥參與，因此可緊急操作。

圖5 先導(dǎo)閥拆解圖

圖6 緊急下降閥拆解圖

通過觀察油路圖，可以發(fā)現(xiàn)在緊急下降閥ML 后也連接了一個直動式溢流閥M，其在此液壓系統(tǒng)中的作用是在緊急下降閥動作時控制油缸最小壓力，也叫壓力控制閥M。其在閥組中的位置如圖2 所示，圖7 所示為其拆解圖。檢規(guī)中在測試緊急下降閥時要求，對于間接作用式液壓電梯，手動操作緊急下降閥不能使柱塞產(chǎn)生的下降引起鋼絲繩松弛或鏈條松鏈［3]。對于這個要求，通常是在進行安全鉗聯(lián)動試驗時，當(dāng)安全鉗夾住導(dǎo)軌后轎廂停止，操作緊急下降閥，觀察液壓缸的柱塞下降是否導(dǎo)致鋼絲繩或者鏈條松脫［5-6]。壓力控制閥M的主要作用就是當(dāng)檢查到系統(tǒng)壓力低于最小操作壓力值時，切斷手動卸油回路，從而使緊急下降閥失效。通過調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)桿（圖7）可控制彈簧的壓縮量，從而改變最小操作壓力值，這是一種機械式的檢查最小壓力值的方式。而在安全鉗夾住導(dǎo)軌后轎廂停止，操作檢修下行按鈕也不會使得液壓缸柱塞繼續(xù)下降導(dǎo)致鋼絲繩或鏈條松脫，這主要是液壓系統(tǒng)的最小壓力保護在起作用，這是一種電傳感器檢測方式來檢測系統(tǒng)最兇啊壓力值。檢測位置常常在主單向閥與截止閥之間，如圖1中點F附近的Pmin傳感器。

2.3 手動泵

圖7 壓力控制閥拆解圖

圖8 手動泵系統(tǒng)

手動泵作為緊急救援操作裝置，其主要作用是在液壓電梯發(fā)生故障或斷電時，向上移動轎廂。其安裝位置應(yīng)在主單向閥與截止閥之間，如圖1 中的F點附近，圖8 所示為其放大圖，兩個單向閥VR1 和VR2 的主要作用是防止壓力油回流。圖9所示為手動泵實物圖。手動泵溢流閥在前文中已介紹，這里不再贅述。在現(xiàn)場檢驗過程中，手動泵在操作之前其泵腔內(nèi)一般是會含有空氣的，操作時需先將這些空氣排出閥體，因此操作手動泵時需打開空氣釋放螺栓（圖3），當(dāng)空氣從釋放孔排出以后，再關(guān)閉空氣釋放螺栓，此時繼續(xù)操作手動泵，實現(xiàn)向上移動轎廂。圖10 為空氣釋放螺栓拆解圖，可知其下端為偏口，故操作時只需旋轉(zhuǎn)幾圈，無需全部旋出。

圖9 手動泵實物圖

圖10 空氣釋放螺栓拆解圖

圖11 液控單向閥原理圖

2.4 主單向閥

單向閥是只允許液壓油向一個方向流動，反向被截止的方向控制閥。在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用特別廣泛，普通的單向閥類似于電路系統(tǒng)中的二極管，如圖1 中的VR、VR1、VR2等都是普通單向閥。而3010型液壓系統(tǒng)的主單向閥VRP是一種液控單向閥，當(dāng)通入控制壓力油后即可允許油液雙向流動，類似于電路系統(tǒng)中的靠門極電路控制的晶閘管。如圖11所示，上行時液控單向閥VRP正向?qū)ǎ鸵褐荒軓腁口流向B口；下行時，輔助油路經(jīng)下行閥VMD到達VRP控制點X處，使得X處有控制油壓，則控制活塞在壓力的作用下向右移動，通過其頂桿推動單向閥芯打開，使得液壓油從B口流向A口，此時VRP反向打開，主油路開始泄油，電梯下行。實物拆解VRP，圖12 所示為主單向閥VRP的控制活塞和頂桿，圖13所示為其單向閥芯。

圖12 主單向閥控制活塞與頂桿

圖13 主單向閥單向閥芯

2.5 破裂閥

破裂閥又叫限速切斷閥，其主要作用是防止轎廂下行超速或墜落。破裂閥必須要與油缸剛性連接或短硬管連接，如果液壓電梯有多個油缸，則每個油缸都應(yīng)設(shè)置破裂閥。其工作原理是當(dāng)管路中流量增加導(dǎo)致破裂閥的進出口出現(xiàn)的壓差超過設(shè)定值時，自動截至油路使轎廂停止運行，破裂閥通常是在液壓電梯下行時起監(jiān)測作用。在監(jiān)督檢驗時，需要提供破裂閥調(diào)試證書，根據(jù)油閥尺寸，在調(diào)試證書上找到破裂閥調(diào)整螺栓的長度，現(xiàn)場測量比對。實際測試破裂閥的動作效果時，需利用5＃螺栓（圖1）關(guān)閉輔助流量調(diào)整閥VRFP，此時，VRFP 支路不再分壓，全部的輔助油路經(jīng)下降閥VMD 快速流向主單向閥VRP的控制口X，使得VRP 快速打開行成突然的大流量，從而使得破裂閥動作。圖14所示為某電梯破裂閥安裝圖。

圖14 破裂閥安裝圖

3 結(jié)束語

液壓電梯作為一種小眾電梯，其也是特種設(shè)備的一種，熟悉其工作原理，有利于檢驗和維修。本文以德國GMV公司3010型液壓系統(tǒng)為例，詳細分析了液壓電梯檢驗和維修中經(jīng)常遇到的幾種閥體，通過拆解閥組，形象地展示了各個閥體的構(gòu)造，為檢驗和維修人員在學(xué)習(xí)中提供幫助。