CN101275679B - 执行机构控制用先导阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及执行机构控制用先导阀，具体是关于控制输入到执行机构的空气流量的先导阀。通过给执行机构输入或排放气压，开/关流体通过的管道上的阀门，上述各阀门中的第1阀门(271)和第2阀门(271a)的上端相互连接安装并联动，第3阀门(371)和第4阀门(371a)的上端也相互连接安装并联动。这样构成的先导阀通过控制输入到执行机构的空气来开/关流体通过管道。

Description

执行机构控制用先导阀

技术领域

本发明涉及执行机构控制用先导阀，更详细说明的是涉及通过给执行机构供给或排出气压来实现流体通过管道上的阀门的开关动作的先导阀。

背景技术

上述执行机构10如图1所示，壳体11的内部中央有根据气压上下移动的移动部件12(膜片或气缸)，这个移动部件12的下方中央部分安装有推杆13，这个推杆13的下方安装有开/关流体通过管道P的阀门的阀芯14。

另外，如果上述移动部件12是膜片，那么图中移动部件的下方两侧即推杆13的上面安装有弹性弹簧15，如果上述移动部件是气缸，那么没有弹性弹簧15。

以下以膜片为例，说明执行机构10的移动部件12。

为了控制上述执行机构10，给移动部件12的上方供气，那么由于受到空气压力移动部件12向下移动，这样移动部件12下方空气被排出，同时压弹性弹簧15，使推杆13向下移动。

并且上述推杆13下方的阀芯14关闭流体通过管道P上的阀门B开度。

以上说明是切断流体通过管道P内流体移动的状态。

如果要打开上述关闭的阀门B通路的阀芯，要往移动部件12下方供给气压，使移动部件12受到空气压力向上移动，排出移动部件12上方空气，同时弹性弹簧15复原，推杆13向上移动。

此时上述移动部件12和推杆13一起上升，同时阀芯14上升，并打开阀门B的开度。

参考图2a和图2b，下面详细说明按照上述状态，通过供给和排出空气，控制执行机构10的传统先导阀。

首先如图2a所示，通过空气供给管道L1供给空气时，空气通过空气供给管道L1同时流入到第1气室117和第2气室118内，使第1气室117和第2气室118产生一定的压力。

在这种状态下，移动安装在空气排出管道L2的末端的挡板120时，第1气室117的空气和第4气室104的空气被排出，同时因受到第3气室103的空气压力，第1膜片101向第1阀门112侧移动，同时推动线轴110向第1阀门112侧移动。

这时上述线轴110的中央部分形成的空气通路111的一端推动第1阀门112，第1阀门112的通路t开启，通过上述空气供给管道L1供给第1气室117的空气依次通过第1阀门112通路t、气室119以及空气管道L3，输入到执行机构10上方即移动部件12的上方。

按照上述说明，给执行机构10上方供给空气时，受到空气压力，移动部件12向下移动，同时上述移动部件12下方的空气被排出，并且推杆13和阀芯14向下移动，关闭阀门B的开度。另一方面，上述被排出的空气通过空气管道L5和空气通路111和排气孔116向大气排出。按照上述过程，关闭阀门B的开度时，流体通过管道P内部的流体移动被切断。

第2阀门114受到空气供给管道L1输入给第2气室118的空气压力和弹簧115的力而紧密关闭第2阀门114的开度。

相反，如果要打开流体通过管道，使流体流通，那么根据图2b所示，使安装在空气排出管道L2末端的挡板120，紧密靠近空气排出管道L2的末端后，通过空气供给管道L1供给空气时，供给的气压通过空气供给管道L1，同时输入到第1气室117和第2气室118，这时上述第1气室117和第2气室118会产生一定的空气压力。

在这种状态下，第1气室117的空气，通过空气管道L4，供给到第4气室104，第4气室104的空气压力增加，把第1膜片101和第2膜片102推向第2阀门114侧，线轴110向第2阀门114移动，线轴110中央的空气通路111的一端推动第2阀门114的前端，第2阀门114受力推到后方后，第2阀门114的通路t’开启，通过上述空气供给管道L1供给到第2气室118的空气，通过第2阀门114通路t’和空气管道L5供给执行机构10的下方即移动部件12的下方。

第1阀门112受到空气供给管道L1输入给第1气室117的空气压力和弹簧113的力而紧密关闭第1阀门112的开度。

按照上述说明，给执行机构10的下方供给空气时，受到供给空气压力，移动部件12向上移动，同时上述移动部件12上方的空气通过空气管道L3，并通过空气通路111和排气孔116向大气排出，并且推杆13和阀芯14向上移动，打开安装在流体通过管道P上的阀门B的开度。

这时，通过上述空气供给管道L1供给第1气室117的空气压力增加，受到增加的气压推动第1阀门112，关闭第1阀门112的通路t。安装在上述空气管道L4的止回阀C是为了防止第4气室104的空气逆流到第1气室117。

根据上述说明可以知道，因为传统的执行机构控制用先导阀的结构复杂，所以发生故障时很难维修，特别是因停电中断电源供给时，执行机构10内的气压会全部排空，推杆13下方的阀芯14开启安装在流体通过管道P上的阀门B，使流体通过管道P内流体继续通过，这在中断流体通过情况会存在安全事故危险。

发明内容

本发明考虑到上述问题，为了解决这个问题而发明的，其目的在于精确控制执行机构的空气供给和排出，正确调节执行机构的动作，可以精确控制流体通过管道中流体的通过和切断，从而防止安全事故发生，提供这样的执行机构控制用先导阀。

为了实现上述目的，本发明具有特征的技术构成是，作为通过给执行机构供给或排出空气来实现流体通过管道的开/关的先导阀，

以组件本体210的中央为中心，一侧的内部形成第1气室220和第2气室230，上述组件的另一侧形成第3气室320和第4气室330，上述第2气室230上方形成贯通组件本体210的第1排气孔240，上述第1气室220和第4气室330间形成具有止回阀251的第1气路250，上述第4气室330的上方形成贯通组件本体210的第2排气孔340，上述第3气室320和第2气室230间形成具有止回阀351的第2气路350，这个第2气路350的末端和第2气室230间通过气管361相连接，上述第1到第4气室安装有各自的阀门271，271a，371，371a，这些阀门的下方安装有提升各自阀门的弹簧273，273a，373，373a，上述各自阀门上方安装有推动各自阀门的第1阀门推动机构270和第2阀门推动机构370，上述第1气室220和第3气室320的下方通过空气供给管道260相连接，上述第2气室230的下方和执行机构的下方通过气管261相连接，上述第4气室330的下方和执行机构的上方通过气管360连接，上述第3气室320的一侧安装减压阀400，通过第3气室320给推动各阀门的第1阀门推动机构270和第2阀门推动机构370供给稳定气压。

并且上述各自阀门中第1阀门271和第2阀门271a的上端相互连接安装并联动，上述第3阀门371和第4阀门371a上端也相互连接安装并联动，上述第1阀门推动机构270和第2阀门推动机构370分别由第1压电阀272和第2压电阀372构成，所述第1压电阀272和第2压电阀372给各自的阀门加载一定的空气压力来控制阀门，上述第1压电阀272和第2压电阀372下方分别连接安装有第1放大器274和第2放大器374，并且各自连接的第1放大器274和第2放大器374，和供给一定空气压力的减压阀400相连。

如上述说明，本发明的执行机构用先导阀不仅结构简单，能精确和精密控制执行机构空气的供给和排放，精确控制执行机构的动作，从而正确控制流体通过管道内流体的流通和切断，而且在停电状况也可以维持停电前执行机构控制用先导阀的状态，从而确保稳定性的效果。

并且本发明通过安装执行机构控制用先导阀的第1压电阀下方和第1，第2阀门之间的第1放大器，以及第2压电阀下方和第3，第4阀门之间的第2放大器，具有在第1压电阀和第2压电阀发生非正常动作时，也能正常工作的效果。

附图说明

图1是概略表示控制流体通过管道开度的执行机构结构的断面图。

图2a和图2b是为了说明传统技术中控制执行机构用先导阀的作用的结构图。

图3是根据本发明执行机构控制用先导阀的第1工作断面图，表示流体通过管道上的阀门关闭状态结构图。

图4是根据本发明执行机构控制用先导阀的第1工作断面图，表示流体通过管道上的阀门打开状态结构图。

图5是根据本发明执行机构控制用先导阀的第2工作断面图，表示流体通过管道上阀门关闭状态结构图。

图6是根据本发明执行机构控制用先导阀的第2工作断面图，表示流体通过管道上阀门打开状态结构图。

附图符号说明

10：执行机构                    11：壳体

12：移动部件                    13：推杆

14：阀芯                        272：第1压电阀

210：组件本体                   372：第2压电阀

240：第1排气孔                  220：第1气室

340：第2排气孔                  230：第2气室

251：第1止回阀                  320：第3气室

351：第2止回阀                  330：第4气室

261，360，361：气管             250：第1气路

271：第1阀门                    350：第2气路

271a：第2阀门                    260：空气供给管道

371：第3阀门                     270：第1阀门推动机构

371a：第4阀门                    370：第2阀门推动机构

274：第1放大器                   273，273a，373，373a：弹簧

374：第2放大器                   400：减压阀

具体实施方式

参考附图详细说明根据本发明具有上述特征的执行机构控制用先导阀。

图3是根据本发明执行机构控制用先导阀的第1工作断面图，表示流体通过管道上的阀门关闭状态结构图，图4是根据本发明执行机构控制用先导阀的第1工作断面图，表示流体通过管道阀门打开状态结构图，图5是根据本发明执行机构控制用先导阀的第2工作断面图，表示流体通过管道阀门关闭状态结构图，图6是根据本发明执行机构控制用先导阀的第2工作断面图，表示流体通过管道阀门打开状态结构图。首先参考图3和图4说明本发明的执行机构控制用先导阀的第1工作例子。

从图中未标明的空气供给装置，通过空气供给管道260给第1气室220和第3气室320供给空气，同时给第1阀门推动机构270上的第1压电阀272供电时，第1压电阀272受电力开始动作，并向下压第1阀门271，第2阀门271a，与此同时上述第1阀门271，第2阀门271a下方的弹簧273，273a开始压缩，上述第1气室220和第1气路250以及第2气室230和第1排气孔240从被第1阀门271，第2阀门271a切断的状态相互连通。

上述第1压电阀272向下推动第1阀门271、第2阀门271a的原理是，通过空气供给管道260供给第3气室320的空气通过减压阀400，以一定的压力提供给第1压电阀272，第1压电阀272在给第1阀门271，第2阀门271a的上方加压，使第1阀门271，第2阀门271a向下移动。

另外上述减压阀400具有把从第3气室320供给的不稳定的高压空气按设定的恒定压力排出，并且供给压电阀的功能。上述压电阀(Piezo)的功能已被广为所知，具体说明进行省略。

成为上述状态时，通过上述空气供给管道260给第1气室220供给的空气，依次通过第1气路250，第4气室330，气管360供给执行机构10的上方即移动部件12的上方。此时上述第3气室320和第2气路350以及第4气室330和第2排气孔340分别被第3阀门371，第4阀门371a相互切断。

按照上述说明，空气供给到执行机构10上方时，受到这个供给压力，移动部件12向下移动，同时上述移动部件12下方空气依次通过气管261，第2气室230，第1排气孔240向外排出，同时安装在上述移动部件12的推杆13和阀芯14一起向下移动，关闭安装在流体通过管道P上的阀门B。因此流体不能继续通过管道流动。

相反，为了上述流体通过管道P内流体的流动，如图4所示，切断提供给第1压电阀272的电源时，受到上述被压缩的弹簧273，273a的复原力，第1阀门271，第2阀门271a向上移动，并回到原来位置时，第1气室220和第1气路250以及第2气室230和第1排气孔240分别被第1阀门271，第2阀门271a相互切断。

在这种状态下，通过空气供给管道260供给的空气，供给第1气室220和第3气室320，同时给第2阀门推动机构370上的第2压电阀372供给电源时，第2压电阀372受电力开始动作，第3阀门371，第4阀门371a受力向下移动，同时弹簧373，373a被压缩，上述第3气室320和第2气路350以及第4气室330和第2排气孔340相互连通。

成为上述状态时，通过上述空气供给管道260供给第3气室320的空气，依次通过第2气路350，气管361，第2气室230，气管261，传送到执行机构10即移动部件12的下方。

按照上述说明，空气供给到执行机构10的下方时，受到空气压力，移动部件12向上移动，同时上述移动部件12的上方空气依次通过气管360，第4气室330，第2排气孔340向外排气，安装在上述移动部件12下面的推杆13和阀芯14同移动部件12向上移动，安装在流体通过管道P上的阀门B被打开，从而流体通过管道内的流体继续可以流动。

为了切断流体通过管道P内流体的流动，切断第2压电阀372的电源供给时，受到被压缩的弹簧373，373a的复原力，第3阀门371，第4阀门371a向上移动，第3阀门371，第4阀门371a移动到原位置时，第3气室320和第2气路350以及第4气室330和第2排气孔340相互被切断。

在这种状态下，通过空气供给管道260给第1气室220和第3气室320供气的同时，给第1阀门推动机构270上的第1压电阀272提供电源时，第1压电阀272受到电力向下推动第1阀门271，第2阀门271a，同时弹簧273，273a开始压缩，上述第1气室220和第1气路250以及第2气室230和第1排气孔240相互连通。

成为上述状态时，通过空气供给管道260给第1气室220供给的空气依次通过第1气路250，第4气室330，气管360供给到执行机构10的上方即移动部件12的上方。

按照上述过程，空气供给到执行机构10的上方时，移动部件12受到此气压力向下移动，同时移动部件下方的空气依次通过气路261，第2气室230，第1排气孔240排出，安装在上述移动部件12下面的推杆13和阀芯14和移动部件12一起向下移动，关闭安装在流体通过管道P上的阀门B的开度。

另外，安装在上述第1气路250和第2气路350上的第1止回阀251和第2止回阀351是为了防止通过各自气管360，361排气时通过第1气路250和第2气路350逆流。

而且上述第1压电阀272和第2压电阀372必须要提供电源的同时通过减压阀400提供一定量(压)的空气才能动作，上述减压阀400是为了给第1压电阀272和第2压电阀372提供一定量(压)的空气而安装的。并且上述减压阀400给第1压电阀272和第2压电阀372的一定量(压)的空气在本发明是1.4kgf/cm²，根据其它压电阀的种类可提供多种一定的空气压力。

并且上述第1压电阀272和第2压电阀372选择性电源供给和切断，以及减压阀的电源供给是通过控制面板来进行，控制面板在图纸上省略。

另外，上述各阀门271，271a，371，371a中第1阀门271和第2阀门271a的上端相互连接并联动构成，上述第3阀门371和第4阀门371a的上端也相互连接并联动构成的理由是，为了根据第1压电阀272和第2压电阀372的空气压力，使第1阀门271和第2阀门271a以及第3阀门371和第4阀门371a相互成为一组而动作。

以上是根据本发明的第1工作例子进行了说明，以下参考图5，图6说明本发明的第2工作例子。

本发明第2工作例子中，根据上述第1工作例子，在第1压电阀272下方跟第1阀门271以及第2阀门271a之间安装第1放大器274，安装在第2压电阀372下方跟第3阀门371以及第4阀门371a之间安装第2放大器374，并且各自的第1放大器274和第2放大器374连接了从减压阀400供给到第1压电阀272和第2压电阀372的空气管道的分支，并添加了这分支空气管道的构成，其它机构和作用和上述第1工作例子相同。

因此本发明的第2工作例子中，只说明上述第1工作例子中增加的第1放大器274和第2放大器374部分。

上述安装第1放大器274和第2放大器374的理由是，在第1压电阀272和第2压电阀372非正常动作时，防止排出设定压力以上的空气量(压)，使各阀门271，271a，371，371a动作。具体说明如下。

是为了上述第1压电阀272和第2压电阀372因非正常动作，而无法正常推动阀门271，271a，371，371a时，通过上述减压阀400，从第1压电阀272和第2压电阀372空气供给管道分离出来的气管供给空气，给各阀门271，271a，371，371a提供正常动作的空气。

上述放大器(Booster)已被广为所知，也叫做增压器，给这个增压器加载空压，液压，电压来实现推动，增幅，放大功能。上述所谓第1压电阀272和第2压电阀372非正常工作是指，空气供给管道供给的空气量不足，或电源供给不稳定的状态。

如上述说明，具有安装在第1压电阀272下方的第1阀门271和第2阀门271a之间的第1放大器274，以及安装在第2压电阀372下方的第3阀门371和第4阀门371a之间的第2放大器374，在第1压电阀272和第2压电阀372发生异常时，也能让各阀门271，271a，371，371a能正常工作。

Claims (2)

1.一种执行机构控制用先导阀，通过给执行机构输入或排出气压，开/关流体通过管道上的阀门，

其中，在上述先导阀中，以组件本体（210）的中央为中心，一侧的内部形成第1气室（220）和第2气室（230），上述组件的另一侧形成第3气室（320）和第4气室（330），上述第2气室（230）的上方形成贯通组件本体（210）的第1排气孔（240），上述第1气室（220）和第4气室（330）间形成具有止回阀（251）的第1气路（250），上述第4气室（330）的上方形成贯通组件本体（210）的第2排气孔（340），上述第3气室（320）和第2气室（230）间形成具有止回阀（351）的第2气路（350），上述第2气路（350）的末端和第2气室（230）间通过气管（361）相连接，上述第1气室安装有第1阀门（271），上述第2气室安装有第2阀门（271a），上述第3气室安装有第3阀门（371），并且上述第4气室安装有第4阀门（371a），上述阀门的下方安装有提升各自阀门的弹簧（273，273a，373，373a），上述各自阀门上方安装有推动各自阀门的第1阀门推动机构（270）和第2阀门推动机构（370），上述第1气室（220）和第3气室（320）的下方通过空气供给管道（260）相连接，上述第2气室（230）的下方和执行机构的下方通过气管（261）相连接，上述第4气室（330）的下方和执行机构的上方通过气管（360）连接，上述第3气室（320）的一侧安装减压阀（400），通过第3气室（320）给推动各阀门的第1阀门推动机构（270）和第2阀门推动机构（370）供给稳定气压，

其特征在于，

上述先导阀中的第1阀门（271）和第2阀门（271a）的上端相互连接安装并联动，第3阀门（371）和第4阀门（371a）的上端也相互连接安装并联动。

2.根据权利要求1所述的执行机构控制用先导阀，其特征在于，第1阀门推动机构（270）和第2阀门推动机构（370）分别由第1压电阀（272）和第2压电阀（372）构成，所述第1阀门（271）和第2阀门（271a）由所述第1压电阀（272）推动，并且第3阀门（371）和第4阀门（371a）由所述第2压电阀（372）推动，所述第1压电阀（272）和第2压电阀（372）给各自推动的第1阀门（271）、第2阀门（271a）和第3阀门（371）、第4阀门（371a）加载一定的空气压力来控制所述第1阀门（271）、第2阀门（271a）和第3阀门（371）、第4阀门（371a）。

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