超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的EHA

超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha
技术领域
1.本发明涉及eha技术领域，尤其涉及一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha。


背景技术：

2.eha最早起源于二十世纪初的静液驱动装置(hydrostatic transmission)，后来在国外航空界也叫直接驱动容积控制(direct drive volume control)，该技术近年来发展很快，在国外航空界中，现在普遍叫电动静液驱动系统(electric hydraulic actuator)，简称eha。在追求节能高效的大时代背景下，同时由于伺服控制技术的巨大发展和进步，eha技术已经从航空航天领域慢慢普及到普通工业和民用领域，eha由于特有的高效率，低能耗，高精度，高可靠性等优点，因此eha特别适用于金属冶炼、石油化工、燃气输送和热力发电等行业。但是目前市场上的eha存在很多问题，导致eha的使用范围受到限制。
3.目前市场上的eha基本上都是采用lvdt直线位移传感器或磁致伸缩位移传感器，这两种传感器在使用过程中都存在一定的问题。lvdt直线位移传感器安装方式比较单一，往往需要外部安装一个体积比较大的支架，因此会大大增加eha的外形尺寸和重量，同时会大大限制eha的应用场合。磁致伸缩位移传感器确实可以做成内置式的，但是内置式的会在很大程度上降低油缸的强度，从而使eha的可靠性降低。
4.目前市场上的eha大部分不带紧急关断功能，即便是带紧急关断功能eha，也是采用手动泵进行紧急关断。不带紧急关断功能的eha，在发生地震、火灾、断电等特殊情况下无法紧急关断，一旦发生特殊情况就会发生事故，造成不必要的经济损失和人员伤亡。采用手动泵进行紧急关断的eha，由于关闭时间比较慢，而且需要发生特殊情况时人力进行操作，无法满足在发生地震、火灾、断电等特殊情况下紧急关断的需求。因此市场上急需一种带紧急关断功能的eha。
5.目前市场上的eha大部分结构是电机泵组、阀块、油缸、管路等几部分组成，管路部分通常会占用较大空间，管路部分也很容易被撞坏，而且管路部分会比较容易漏油。传统的eha阀块和油缸往往每部分都占用较大空间，而且阀块和油缸联接处的管路会比较容易发生漏油现象，因此造成传统的eha结构比较复杂，会大大增加使用和后期维护的难度。
6.综上所述，现有的eha技术中，存在的不足有：lvdt直线位移传感器安装方式单一，需要外部安装大体积支架，限制eha的应用场合；内置式的磁致伸缩位移传感器会降低油缸的强度，降低eha的可靠性；现有的eha不具备全自动紧急关断功能；现有的eha阀块和油缸体积较大，连接管路易损坏。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明提出一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，是一种安装简单、操作方便、控制灵活、输出力大、可靠性高、节能高效、高度集成的eha技术。
8.具体技术方案如下：
9.一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，包括：超声波位移传感器、电磁阀、压力传感器、测压接头、安全溢流阀、出油液控单向阀、吸油液控单向阀、闭式油箱、双向高效齿轮泵、联轴器、伺服电机、阀块与油缸一体式执行机构；所述伺服电机通过联轴器控制所述双向高效齿轮泵旋转，所述双向高效齿轮泵通过所述吸油液控单向阀与所述闭式油箱连通；
10.所述阀块与油缸一体式执行机构包括：带刻度保护罩、超声波反射板、导向杆、超声波位移传感器安装块、多功能上端盖、多功能阀块、活塞杆、多功能下端盖、碟簧、碟簧压板、联接法兰、安装法兰、联接导杆；多功能上端盖固连在多功能阀块的通孔上端，多功能下端盖固连在多功能阀块的通孔下端，所述活塞杆安装在多功能阀块的通孔中，且分别穿过多功能上端盖和多功能下端盖；所述活塞杆与多功能阀块、多功能上端盖之间形成的密闭空腔为阀块与油缸一体式执行机构的上腔，活塞杆与多功能阀块、多功能下端盖之间形成的密闭空腔为阀块与油缸一体式执行机构的下腔；
11.所述压力传感器、测压接头、安全溢流阀分别与所述上腔和下腔连通，用于监测系统运行状态和保证系统安全运行；所述双向高效齿轮泵通过所述出油液控单向阀分别与所述上腔和下腔连通；一个电磁阀与所述上腔和闭式油箱分别连通，另一个电磁阀与所述下腔和闭式油箱分别连通，当所述电磁阀得电时，所述上腔和下腔不连通；当所述电磁阀失电时，所述上腔和下腔连通；
12.所述超声波反射板固连在活塞杆的上端，所述导向杆固连在多功能上端盖上，并穿过超声波反射板，使所述超声波反射板能沿导向杆轴向运动；所述超声波位移传感器安装块固连在所述多功能阀块的侧面，所述超声波位移传感器安装在所述超声波位移传感器安装块上；所述带刻度保护罩固连在所述多功能上端盖和超声波位移传感器安装块上，其外部设有观察窗，观察窗一侧有刻度，所述超声波反射板靠近所述观察窗一侧设有指示标记；所述联接导杆的一端固连在多功能下端盖上，另一端固连在安装法兰上，所述联接法兰与碟簧压板固连，且固连在所述活塞杆下端，所述碟簧压板套设在所述联接导杆上并能沿轴向运动；所述碟簧套设在活塞杆的下部，碟簧上端与多功能下端盖紧贴，下端与碟簧压板紧贴。
13.进一步地，所述多功能上端盖和多功能阀块之间、多功能下端盖和多功能阀块之间通过o型密封圈密封；所述活塞杆与多功能上端盖和多功能下端盖之间均设置有防尘圈、斯特封、导向带，所述防尘圈和斯特封位于外侧；所述活塞杆与所述多功能阀块之间设置有格莱圈和导向带；所述超声波反射板与导向杆之间、所述联接导杆与碟簧压板之间均设置有导向带。
14.进一步地，所述压力传感器和测压接头检测所述上腔和下腔内液压油的压力，若超过所述安全溢流阀设定的压力，则对应腔内的液压油通过安全溢流阀流回所述闭式油箱内。
15.进一步地，所述超声波位移传感器采用直接反射的检测模式，所述超声波反射板反射所述超声波位移传感器发射的超声波信号，并被所述超声波位移传感器接收，实现超声波检测位置；同时所述超声波位移传感器检测并反馈位置信号到所述伺服电机，从而控制所述伺服电机启停。
16.进一步地，所述碟簧上设置有碟簧外圈定位钢丝和碟簧内圈定位钢丝，限制所述碟簧径向向内和径向向外的运动。
17.进一步地，所述碟簧采用特殊合金钢制造完成，同时采用特殊热处理和表面处理工艺进行处理，使其具有机械性能的同时具有防腐功能。
18.进一步地，所述活塞杆采用普通合金钢棒料制作，其上下杆部表面淬火和镀硬铬，中间活塞部由调质热处理后加工完成。
19.本发明的有益效果是：
20.(1)本发明通过带刻度保护罩、导向杆、超声波反射板、超声波位移传感器、活塞杆的组合配合，实现了超声波检测位置的功能；带刻度保护罩上的刻度和超声波反射板的指示标记配合，能通过目视直接读取活塞杆的具体位置，方便安装，调试和后期维护；所选用的超声波位移传感器结构简单、外形小巧、灵敏度高、准确性好，安装方式灵活，便于安装、拆卸、调试和维护。
21.(2)本发明通过电磁阀、活塞杆、碟簧、碟簧压板，在地震、火灾、断电等特殊情况下实现紧急关断功能；且碟簧结构简单、紧凑，能够在满足紧急关断功能的情况下，更加轻便和灵活。
22.(3)本发明的阀块与油缸一体式执行机构采用模块化设计，结构更加紧凑，无任何外露管路，具有很高的可靠性，能满足在多种环境安装，应对多种工况，根据要求停止在任何位置。
23.(4)本发明能根据实际使用需求，更换不同型号和尺寸的元器件，满足多种使用工况，是一种安装简单、操作方便、控制灵活、输出力大、可靠性高、节能高效、高度集成的eha技术。
附图说明
24.图1是本发明液压原理示意图。
25.图2是本发明结构示意图。
26.图3是本发明结构的主视图。
27.图4是本发明结构的右视图。
28.图5是本发明阀块与油缸一体式执行机构的主视剖视图。
29.图中，超声波位移传感器1、电磁阀一2-1、电磁阀二2-2、压力传感器一3-1、压力传感器二3-2、测压接头一4-1、测压接头二4-2、安全溢流阀一5-1、安全溢流阀二5-2、出油液控单向阀一6-1、出油液控单向阀二6-2、吸油液控单向阀一7-1、吸油液控单向阀二7-2、闭式油箱8、双向高效齿轮泵9、联轴器10、伺服电机11、阀块与油缸一体式执行机构12、带刻度保护罩12-1、导向杆12-2、导向带一12-3、螺钉一12-4、圆形压环12-5、超声波反射板12-6、螺钉二12-7、螺钉三12-8、多功能上端盖12-9、多功能阀块12-10、活塞杆12-11、格莱圈12-12、导向带二12-13、多功能下端盖12-14、碟簧外圈定位钢丝12-15、碟簧12-16、碟簧内圈定位钢丝12-17、碟簧压板12-18、联接法兰12-19、安装法兰12-20、螺钉四12-21、联接导杆12-22、导向带三12-23、防尘圈12-24、斯特封12-25、导向带四12-26、o型密封圈12-27、堵头12-28、超声波位移传感器安装块12-29。
具体实施方式
30.下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.如图1所示，一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha包括：超声波位移传感器1、电磁阀一2-1、电磁阀二2-2、压力传感器一3-1、压力传感器二3-2、测压接头一4-1、测压接头二4-2、安全溢流阀一5-1、安全溢流阀二5-2、出油液控单向阀一6-1、出油液控单向阀二6-2、吸油液控单向阀一7-1、吸油液控单向阀二7-2、闭式油箱8、双向高效齿轮泵9、联轴器10、伺服电机11、阀块与油缸一体式执行机构12。
32.如图2、图3和图4所示，联轴器10的上端固连有伺服电机11，另一端固连有闭式油箱8和双向高效齿轮泵9，闭式油箱8固连在双向高效齿轮泵9外，并将其密封，双向高效齿轮泵9通过吸油液控单向阀一7-1和吸油液控单向阀二7-2与闭式油箱8连通；伺服电机11通过联轴器10控制双向高效齿轮泵9旋转。联轴器10的右侧固连在阀块与油缸一体式执行机构12上。
33.如图5所示，阀块与油缸一体式执行机构12包括：带刻度保护罩12-1、导向杆12-2、导向带一12-3、螺钉一12-4、圆形压环12-5、超声波反射板12-6、螺钉二12-7、螺钉三12-8、多功能上端盖12-9、多功能阀块12-10、活塞杆12-11、格莱圈12-12、导向带二12-13、多功能下端盖12-14、碟簧外圈定位钢丝12-15、碟簧12-16、碟簧内圈定位钢丝12-17、碟簧压板12-18、联接法兰12-19、安装法兰12-20、螺钉四12-21、联接导杆12-22、导向带三12-23、防尘圈12-24、斯特封12-25、导向带四12-26、o型密封圈12-27、堵头12-28、超声波位移传感器安装块12-29。
34.多功能阀块12-10内部设有阶梯式通孔，从上到下分为直径不同的柱状通孔一、柱状通孔二、柱状通孔三，柱状通孔二的直径小于柱状通孔一和柱状通孔三的直径。活塞杆12-11安装在多功能阀块12-10的阶梯式通孔中，活塞杆12-11由上下杆部和中间活塞部三部分组成，中间活塞部的直径大于上下杆部直径。多功能上端盖12-9通过螺钉三12-8固连在多功能阀块12-10的柱状通孔一处，并通过o型密封圈12-27与之密封；多功能上端盖12-9上开设有通孔，使活塞杆12-11的上杆部穿过。多功能下端盖12-14通过螺钉三12-8固连在多功能阀块12-10的柱状通孔三处，并通过o型密封圈12-27与之密封；多功能下端盖12-14上开设有通孔，使活塞杆12-11的下杆部穿过。活塞杆12-11的上杆、中间活塞部与多功能阀块12-10、多功能上端盖12-9之间形成的空腔为阀块与油缸一体式执行机构12的上腔，活塞杆12-11的下杆、中间活塞部与多功能阀块12-10、多功能下端盖12-14之间形成的空腔为阀块与油缸一体式执行机构12的下腔。本实施例中，活塞杆12-11采用普通合金钢棒料制作，其上下杆部表面淬火和镀硬铬，活塞杆12-11中间活塞部由调质热处理后加工完成。
35.活塞杆12-11的中间活塞部上设置有格莱圈12-12和导向带二12-13，格莱圈12-12与多功能阀块12-10的阶梯式通孔配合，实现隔绝阀块与油缸一体式执行机构12的上腔和下腔的功能，使上腔和下腔内的油液不发生泄露；导向带二12-13采用聚四氟乙烯和铜粉复合而成，可以避免活塞杆12-11和多功能阀块12-10之间直接接触，并且在一定程度上保护其他密封圈，同时能具有导向作用，吸收侧向负载，提高承载能力，抑制机械震动。o型密封圈12-27在阻止上腔内部油液外漏的同时阻止外部气体或粉尘进入多功能阀块12-10内部；
多功能上端盖12-9的通孔内壁上从上到下设置有防尘圈12-24、斯特封12-25、导向带四12-26，多功能下端盖12-14的通孔内壁上从上到下设置有导向带四12-26、斯特封12-25、防尘圈12-24；防尘圈12-24和斯特封12-25用来密封上腔或下腔的油液，同时防止外部气体或粉尘进入上腔或下腔，导向带四12-26的材料和作用与导向带二12-13相同。
36.压力传感器二3-2和测压接头二4-2分别与阀块与油缸一体式执行机构12的上腔连通，用于检测上腔内的压力；压力传感器一3-1和测压接头一4-1分别与阀块与油缸一体式执行机构12的下腔连通，用于检测下腔内的压力，从而检测阀块与油缸一体式执行机构12的运行状态。安全溢流阀一5-1和安全溢流阀二5-2分别固连在多功能阀块12-10上，其中安全溢流阀一5-1与下腔连通，安全溢流阀二5-2与上腔连通，当检测到上腔或下腔中液压油的压力超过安全溢流阀5-1和安全溢流阀5-2设定的压力时，液压油通过安全溢流阀5-1和安全溢流阀5-2流回闭式油箱8内部，保证系统安全运行。双向高效齿轮泵9通过出油液控单向阀一6-1与阀块与油缸一体式执行机构12的下腔连通，通过出油液控单向阀二6-2与阀块与油缸一体式执行机构12的上腔连通。电磁阀一2-1和电磁阀二2-2固连在多功能阀块12-10上，电磁阀一2-1与阀块与油缸一体式执行机构12的下腔和闭式油箱8分别连通，电磁阀二2-2阀块与油缸一体式执行机构12的上腔和闭式油箱8分别连通，当电磁阀一2-1、电磁阀二2-2得电时，上腔、下腔和闭式油箱相互不连通；当电磁阀一2-1、电磁阀二2-2失电时，上腔、下腔和闭式油箱相互连通。堵头12-28用于封堵多功能阀块12-10上的工艺孔，起到密封和简化工艺的作用。
37.超声波反射板12-6通过螺钉一12-4和圆形压环12-5固连在活塞杆12-11的上端。多功能上端盖12-9上固连有导向杆12-2，导向杆12-2穿过超声波反射板12-6，超声波反射板12-6与导向杆12-2接触的通孔内设置有导向带一12-3，在超声波反射板12-6随活塞杆12-11运动时起到导向作用，从而使超声波反射板12-6的运动更加平稳和精确。超声波位移传感器安装块12-29固连在多功能阀块12-10的侧面上端，超声波位移传感器1通过螺旋插装的方式安装在超声波位移传感器安装块12-29上，该安装方式灵活，可以满足多种需求；超声波位移传感器1采用直接反射的检测模式，超声波反射板12-6反射超声波位移传感器1发射的超声波信号，并被超声波位移传感器1接收，从而实现超声波检测位置功能；同时超声波位移传感器1检测并反馈位置信号到伺服电机11，从而控制伺服电机11启停。带刻度保护罩12-1通过螺钉二12-7固定在多功能上端盖12-9和超声波位移传感器安装块12-29上，且带刻度保护罩12-1采用不锈钢制作，其外部设有观察窗，观察窗一侧采用激光雕刻有刻度；带刻度保护罩12-1不仅可以有效保护超声波位移传感器1和超声波反射板12-6等零部件，而且可以有效屏蔽外界的干扰，增加测量准确度和可靠性。超声波反射板12-6靠近观察窗一侧采用激光雕刻上刻度指示标记，这样当超声波反射板12-6随活塞杆12-11上下运动时，不仅能够反射超声波位移传感器1发出的超声波信号，而且能通过目视直接读取活塞杆12-11的具体位置，方便安装，调试和后期维护。本实施例中，超声波反射板12-6采用铝合金制作完成，导向杆12-2和圆形压环12-5采用普通合金钢制作完成，导向杆12-2表面淬火并镀硬铬；超声波位移传感器1采用最先进的传感器生产工艺生产，具有很高的防护等级和抗干扰能力，同时能够对误差做出精确补偿，测量精度可达0.1mm。综上所述，本发明通过带刻度保护罩12-1、导向杆12-2、超声波反射板12-6、超声波位移传感器1、活塞杆12-11的组合配合，实现了超声波检测位置的功能。
38.联接导杆12-22的一端通过螺钉四12-21固连在多功能下端盖12-14上，另一端通过螺钉四12-21固连在安装法兰12-20上，三根联接导杆12-22以多功能下端盖12-14的圆心为中心等角度、等间距分布。联接法兰12-19通过螺纹固定在活塞杆12-11的下端，且联接法兰12-19固连在碟簧压板12-18上；碟簧压板12-18套设在联接导杆12-22上，碟簧压板12-18内设置有导向带三12-23。碟簧12-16套设在活塞杆12-11的下杆部，其上端与多功能下端盖12-14紧贴，下端与碟簧压板12-18紧贴，多功能下端盖12-14作碟簧底座功能，使碟簧12-16固定和向下发力。碟簧12-16上设置有碟簧外圈定位钢丝12-15和碟簧内圈定位钢丝12-17，通过碟簧内圈定位钢丝12-17限制碟簧12-16径向向内和径向向外的运动，通过活塞杆12-11也可以一定程度限制碟簧12-16径向向内和径向向外的运动，从而起到双重保险的作用；通过碟簧外圈定位钢丝12-15限制碟簧12-16径向向外和径向向内的运动，通过联接导杆12-22也可以一定程度限制碟簧12-16径向向外和径向向内的运动，从而起到双重保险的作用。联接法兰12-19使碟簧压板12-18紧紧压住碟簧12-16，并使碟簧12-16具有一定的预压缩量，当联接法兰12-19随活塞杆12-11一起沿轴向上下运动时，带动碟簧压板12-18一起沿轴向上下运动。本实施例中，多功能下端盖12-14、碟簧外圈定位钢丝12-15、碟簧内圈定位钢丝12-17、碟簧压板12-18、联接法兰12-19、安装法兰12-20和联接导杆12-22均采用普通合金钢制作完成，其中联接导杆12-22表面淬火和镀硬铬；碟簧12-16采用特殊合金钢制造完成，同时采用特殊热处理和表面处理工艺进行处理，使其不光具有很好的机械性能，而且具有很好的防腐功能。
39.综上所述，本发明根据几何学公理“经过不在一条直线上的三点，有且只有一个平面”，创新性地通过电磁阀一2-1、电磁阀二2-2、活塞杆12-11、多功能下端盖12-14、碟簧外圈定位钢丝12-15、碟簧内圈定位钢丝12-17、碟簧压板12-18、联接法兰12-19、安装法兰12-20、联接导杆12-22和导向带三12-23等零部件，使碟簧12-16以对合组合的方式形成一个能够垂直上下运动且只能垂直向下发力的机械结构。当发生特殊情况时，电磁阀一2-1和电磁阀二2-2失电，使阀块与油缸一体式执行机构12的上腔、下腔和闭式油箱8相互连通，这样阀块与油缸一体式执行机构12的上腔和下腔的油液失去压力，从而在碟簧12-16垂直向下弹簧力的作用下完成紧急关断功能。
40.多功能上端盖12-9不仅用来完成普通油缸的上端盖的功能，同时可以用来安装和固定带刻度保护罩12-1和导向杆12-2等零部件，同时具有普通油缸的导向套的功能。多功能下端盖12-14不仅用来完成普通油缸的下端盖的功能，同时可以用来安装和固定碟簧12-16和联接导杆12-22等零部件，同时具有普通油缸的导向套的功能。功能阀块12-10采用特殊合金钢制造完成，同时对其与活塞杆12-11接触部分采用特殊热处理和表面处理工艺进行处理，使其具有很高硬度，从而使多功能阀块12-10不仅具有普通阀块的功能，同时还具有普通油缸缸筒的功能作用。综上所述，本发明通过对多功能上端盖12-9、多功能阀块12-10和多功能下端盖12-14等零部件的创新设计和组合，使一个零部件具有多种功能，因此能够实现阀块与油缸一体式执行的功能，从而使阀块与油缸一体式执行机构12更加紧凑和可靠。
41.本发明可以实现在多种环境和工况下的使用，通过所有零部件配合，实现超声波检测位置电液伺服控制功能，同时具备特殊情况下，紧急关断功能，不同工况下的具体操作如下(为叙述方便，以下将本发明简称为eha)：
42.(1)eha初始状态：如图5所示，此时伺服电机11处于停止状态，活塞杆12-11处于全部伸出状态，即活塞杆12-11位于可移动区域的最下端；闭式油箱8内部充满液压油，电磁阀一2-1和电磁阀二2-2处于失电状态，超声波位移传感器1检测到活塞杆12-11处于全部伸出状态，此时eha处于初始状态。在eha初始和后续运行过程中，始终通过压力传感器一3-1和测压接头一4-1全程检测阀块与油缸一体式执行机构12的下腔内液压油的压力，通过压力传感器二3-2和测压接头二4-2全程检测阀块与油缸一体式执行机构12的上腔内液压油的压力，若超过安全溢流阀一5-1和安全溢流阀二5-2设定的压力，则对应腔内的液压油通过安全溢流阀一5-1和安全溢流阀二5-2流回闭式油箱8内部，从而更好地控制和保护eha。
43.(2)eha活塞杆缩回至任意位置并保持状态：此时电磁阀一2-1和电磁阀二2-2处于得电状态，伺服电机11接到缩回至任意位置的控制信号，通过联轴器10带动双向高效齿轮泵9正向旋转，双向高效齿轮泵9将阀块与油缸一体式执行机构12上腔的液压油通过出油液控单向阀6-2吸入，如有需要也可通过吸油液控单向阀二7-2从闭式油箱8内补充液压油；之后，双向高效齿轮泵9将液压油通过出油液控单向阀一6-1输送到阀块与油缸一体式执行机构12的下腔，此时活塞杆12-11将缩回。当活塞杆12-11到达指定位置时，超声波位移传感器1反馈活塞杆12-11的位置信号，此时伺服电机11将停止旋转，阀块与油缸一体式执行机构12在出油液控单向阀一6-1和出油液控单向阀二6-2的共同作用下保持在指定位置。
44.(3)eha活塞杆伸出至任意位置并保持状态：此时电磁阀一2-1和电磁阀二2-2处于得电状态，伺服电机11接到伸出至任意位置的控制信号，通过联轴器10带动双向高效齿轮泵9反向旋转，双向高效齿轮泵9将阀块与油缸一体式执行机构12下腔的液压油通过出油液控单向阀6-1吸入，如有需要也可通过吸油液控单向阀一7-1从闭式油箱8内补充液压油；之后，双向高效齿轮泵9将液压油通过出油液控单向阀二6-2输送到阀块与油缸一体式执行机构12的上腔，此时活塞杆12-11将伸出。当活塞杆12-11到达指定位置时，超声波位移传感器1反馈活塞杆12-11的位置信号，此时伺服电机11将停止旋转，阀块与油缸一体式执行机构12在出油液控单向阀一6-1和出油液控单向阀二6-2的共同作用下保持在指定位置。
45.(4)eha活塞杆紧急关断至全关位置并保持状态：此时伺服电机11处于停止状态，电磁阀一2-1和电磁阀二2-2处于失电状态，阀块与油缸一体式执行机构12的上腔、下腔和闭式油箱8相互连通，这样阀块与油缸一体式执行机构12的上腔和下腔油液均失去压力，在碟簧12-16垂直向下弹簧力的作用下活塞杆12-11全部伸出，同时超声波位移传感器1检测到活塞杆12-11处于全部伸出状态，从而完成紧急关断至全关位置。只要此后伺服电机11处于停止状态，电磁阀一2-1和电磁阀二2-2处于失电状态，则阀块与油缸一体式执行机构12一直处于全关位置并保持状态，此时eha处于初始状态。
46.本发明主要用于金属冶炼、石油化工、燃气输送和热力发电等行业，是一种安装简单、操作方便、控制灵活、输出力大、可靠性高、节能高效、高度集成的eha技术，具备在地震、火灾、断电等特殊情况下紧急关断功能，可以很好的满足市场需求和新时代对于eha的高安全、高可靠、高度集成、高性价比等高要求。
47.本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，包括：超声波位移传感器、电磁阀、压力传感器、测压接头、安全溢流阀、出油液控单向阀、吸油液控单向阀、闭式油箱、双向高效齿轮泵、联轴器、伺服电机、阀块与油缸一体式执行机构；所述伺服电机通过联轴器控制所述双向高效齿轮泵旋转，所述双向高效齿轮泵通过所述吸油液控单向阀与所述闭式油箱连通；所述阀块与油缸一体式执行机构包括：带刻度保护罩、超声波反射板、导向杆、超声波位移传感器安装块、多功能上端盖、多功能阀块、活塞杆、多功能下端盖、碟簧、碟簧压板、联接法兰、安装法兰、联接导杆；多功能上端盖固连在多功能阀块的通孔上端，多功能下端盖固连在多功能阀块的通孔下端，所述活塞杆安装在多功能阀块的通孔中，且分别穿过多功能上端盖和多功能下端盖；所述活塞杆与多功能阀块、多功能上端盖之间形成的密闭空腔为阀块与油缸一体式执行机构的上腔，活塞杆与多功能阀块、多功能下端盖之间形成的密闭空腔为阀块与油缸一体式执行机构的下腔；所述压力传感器、测压接头、安全溢流阀分别与所述上腔和下腔连通，用于监测系统运行状态和保证系统安全运行；所述双向高效齿轮泵通过所述出油液控单向阀分别与所述上腔和下腔连通；一个电磁阀与所述上腔和闭式油箱分别连通，另一个电磁阀与所述下腔和闭式油箱分别连通，当所述电磁阀得电时，所述上腔和下腔不连通；当所述电磁阀失电时，所述上腔和下腔连通；所述超声波反射板固连在活塞杆的上端，所述导向杆固连在多功能上端盖上，并穿过超声波反射板，使所述超声波反射板能沿导向杆轴向运动；所述超声波位移传感器安装块固连在所述多功能阀块的侧面，所述超声波位移传感器安装在所述超声波位移传感器安装块上；所述带刻度保护罩固连在所述多功能上端盖和超声波位移传感器安装块上，其外部设有观察窗，观察窗一侧有刻度，所述超声波反射板靠近所述观察窗一侧设有指示标记；所述联接导杆的一端固连在多功能下端盖上，另一端固连在安装法兰上，所述联接法兰与碟簧压板固连，且固连在所述活塞杆下端，所述碟簧压板套设在所述联接导杆上并能沿轴向运动；所述碟簧套设在活塞杆的下部，碟簧上端与多功能下端盖紧贴，下端与碟簧压板紧贴。2.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述多功能上端盖和多功能阀块之间、多功能下端盖和多功能阀块之间通过o型密封圈密封；所述活塞杆与多功能上端盖和多功能下端盖之间均设置有防尘圈、斯特封、导向带，所述防尘圈和斯特封位于外侧；所述活塞杆与所述多功能阀块之间设置有格莱圈和导向带；所述超声波反射板与导向杆之间、所述联接导杆与碟簧压板之间均设置有导向带。3.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述压力传感器和测压接头检测所述上腔和下腔内液压油的压力，若超过所述安全溢流阀设定的压力，则对应腔内的液压油通过安全溢流阀流回所述闭式油箱内。4.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述超声波位移传感器采用直接反射的检测模式，所述超声波反射板反射所述超声波位移传感器发射的超声波信号，并被所述超声波位移传感器接收，实现超声波检测位置；同时所述超声波位移传感器检测并反馈位置信号到所述伺服电机，从而控制所述伺服电机启停。
5.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述碟簧上设置有碟簧外圈定位钢丝和碟簧内圈定位钢丝，限制所述碟簧径向向内和径向向外的运动。6.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述碟簧采用特殊合金钢制造完成，同时采用特殊热处理和表面处理工艺进行处理，使其具有机械性能的同时具有防腐功能。7.根据权利要求1所述的超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的eha，其特征在于，所述活塞杆采用普通合金钢棒料制作，其上下杆部表面淬火和镀硬铬，中间活塞部由调质热处理后加工完成。

技术总结
本发明公开了一种超声波检测位置的带紧急关断的阀块与油缸一体式的EHA，通过带刻度保护罩、导向杆、超声波反射板、超声波位移传感器、活塞杆配合，实现了超声波检测位置功能；通过电磁阀、活塞杆、多功能下端盖、碟簧、碟簧压板、联接法兰、联接导杆配合，实现了紧急关断功能；通过多功能上端盖、多功能阀块、活塞杆、多功能下端盖实现模块化集成，结合压力传感器、测压接头、安全溢流阀、出油液控单向阀、吸油液控单向阀、闭式油箱、双向高效齿轮泵、联轴器、伺服电机，实现了EHA安全平稳运行。本发明能在地震、火灾、断电特殊情况下实现紧急关断，且采用模块化设计，结构紧凑，无外露管路，可靠性高，能满足在多种环境安装，应对多种工况。应对多种工况。应对多种工况。


技术研发人员：张威 谢海波 杨华勇 王承震 洪昊岑 王炳 孙扬帆 丁红钦 陈小昌 刘仕尧 黄侃阳 王琮瑜 徐楠
受保护的技术使用者：浙江大学高端装备研究院
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/7/12