概述
角行程阀门电液执行器为力矩输出装置，主要与蝶阀、球阀、旋塞阀等具有旋转运动式阀瓣的阀门配套，输出90°或其他特定角度的行程，典型结构如图1所示。同时，一些直行程阀瓣的阀门，如活塞式流量调节阀等，通过曲柄连杆机构的转换，也采用角行程电液执行器来传动（图2）

                      图１ 角行程电液执行器典型结构

                                    图２ 活塞式流量调节阀
角行程执行器的液压执行元件大部分仍然是直行程的液压油缸。按照直行程－角行程接力转换机构的不同，角行程执行器又分为连杆式、拨叉式、齿轮齿条式、螺旋式、旋转叶片式等。
2.1  连杆式传动
02 传动结构
连杆式传动是最常见的油缸接力方式，如图3。其特点是结构简单，配置灵活，各运动副均为圆柱面接触，易加工、承载大、便于润滑、不易磨损，且通过力臂的改变很容易实现大力矩的输出，并可采用多油缸连杆同时驱动，成倍增加负载能力。大型的水电站水轮机进水液控蝶阀（图4）、单作用重锤式的液控缓闭止回蝶阀多采用此结构（图5）

                     图３ 伺服调节型连杆式角行程电液执行器

图４ 大型水轮机进水液控蝶阀撑地式连杆传动

                             图５ 重锤式液控蝶阀单作用连杆传动

                                      图７ 阀操作力矩特性

小型的连杆式结构也可以采用如图8所示的曲柄连杆活塞结构，所有传动部分均置于全密闭的传动箱体内，减小装置的占用空间，提高防护等级，增强了装置的工况适应性。

                                                      图８ 封闭式曲柄连杆活塞结构


2.2  拨叉式传动
拨叉式传动（Scotchyoke）通过安装在油缸活塞杆头部的对称销轴推动拨叉转动。该传动结构紧凑，拨叉和销轴之间通过滚轮连接，减少销轴和拨叉间的摩擦和磨损。传动件均位于全封闭的箱体内，防护等级高。拨叉式传动有全油压驱动的双作用传动方式和弹簧回程的单作用传动方式，如图9。其行程可在80°~100°间调整。

                                    图９ 拨叉式传动结构

拨叉式传动也是一个变力矩的过程。传动过程中力臂、压力角均一直在变化，其双作用、单作用传动输出力矩特性曲线形状见图10。可以看出，双作用拨叉式传动在行程的2端输出力矩最大，中间为最小。

                           图10  拨叉式传动力矩输出特性曲线
拨叉式传动结构也可以通过拨叉的偏置，加大其中一侧的力矩输出，使其更适合于强制性密封蝶阀等工况，如图11所示。

                        图11  拨叉偏置力矩输出特性曲线
2.3  齿轮齿条传
齿轮齿条式传动的力臂是不变的，因此具有恒定力矩的输出。但其油缸偏置时2个行程的输出力矩因油缸有杆腔与无杆腔的差异略有不同，如图12。齿轮齿条传动适合于快速传动，需要时可以通过齿条的加长，输出超过360°的行程。

                         图12  齿轮齿条传动力矩输出特性曲线
图13所示的齿轮齿条传动结构由独立的液压缸安装在传动箱体一端拉动齿条运动，这种结构便于油缸拆卸检修，易于功能扩展，并可在传动箱体另一侧加装复位弹簧后演变成单作用快速（调节）型电液执行器，如图14。这一类执行器广泛配套于汽轮机各类蒸汽管道阀门，与OPC、AST保安系统相连，保护主机安全。

                               图13  双作用齿轮齿条传动（油缸偏置）

                                  图14  单作用齿轮齿条传动
图15所示的齿轮齿条传动采用了对称的齿条式活塞结构，加长的活塞中间位置直接加工成齿条，结构简单紧凑，大大减小了外形尺寸。其2个行程方向均为无杆腔受压，输出力矩完全一样。本结构还可采用对称双缸结构，成倍增加输出力矩（图16）。

旋转叶片式传动

旋转叶片传动方式也是一种直接输出角行程的油缸结构（图20）。其叶片式活塞与中心转轴连为一体，缸体上设固定行程限位座来分割进、回油腔，叶片式活塞在油压推动下围绕轴心转动。旋转叶片传动具有单叶片和双叶片2种结构形式。单叶片形式可以输出更大的角行程，而双叶片形式因其结构的对称性，2叶片上的受力大小相等，方向相反。2股相对力量的耦合形成完全均衡的力矩，不会产生破坏性的侧向载荷力在阀杆或执行器轴承上，应用更为广泛（图21）。此结构的主体中央直接套在阀杆上，其重力平衡分布在法兰上，驱动器可承受大幅振动。

                                         图20  旋转叶片式传动油缸结构

 结语
角行程阀门电液执行器用于蝶阀、球阀、旋塞阀等具有旋转关闭件的阀门，输出90°或其他特定角度的行程。角行程执行器分为连杆式、拨叉式、齿轮齿条式、螺旋式、旋转叶片式等结构形式。角行程阀门电液执行器各种传动结构在安装方式、空间布置、力矩输出等方面各有特点，合理选用可以更好的适应于配套阀门和现场工况。