CN103423241B - 一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置，其装置它包括整体阀块和五个防爆阀，所述整体阀块体内在水平纵向开有工艺孔通道A和B，横向开有通孔C和D，工艺孔通道A和B分别与通孔C和D相互交汇相通；在通孔C的中点垂直向开有通孔E与通孔C交汇相通；第一防爆阀安装在通孔E内构成单管路防爆阀，第二防爆阀和第三防爆阀对称安装在通孔C内，第四防爆阀和第五防爆阀对称安装在通孔D内；进油管路与单管路防爆阀的进油口相连，阀块的出油口通过出油管路与执行元件相连，单管路防爆阀之前的进油管路用硬管。本发明的一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置在降低系统发生危险可能的同时也大大的提高了系统的工作效率。

Description

一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置。

背景技术

在液压系统中，很多时候要使用液压软管和硬管来连接系统，由于环境的腐蚀，温度的变化，油液的冲击等因素都可能会使管路破裂，使用时间较长时，油液的冲击等也会使阀块内的通道老化或失效，导致系统不能正常工作，引起油液的大量泄漏，从而大大增加了危险的可能性。

现有技术中有很多应用的是单管路防爆阀，中国专利公告号200520079021.3，公告日2006年11月1日，名称为《管路防爆安全阀》，该申请案公开了一种防止系统管路及其管路上元器件突然爆裂失效而造成流体大量外泄的安全阀门。它是一种防止系统管路及其管路上元器件突然爆裂失效时，可以即时关闭管路，防止流体大量外泄的安全阀门。但是，该防爆安全阀若想再重新工作，则必须在管路修好后，才能恢复工作，而且不能防止管路下端的原件产生大量泄漏。该防爆安全阀加工复杂，成本高。

中国专利申请号200910200277.8，申请日2009年12月10日，名称为《双管路防爆系统》。该申请案公开了一种双管路防爆系。虽然，该发明能保证在软管爆裂时将其软管两边封闭，防止泄露，且其中一根软管爆裂时另一根软管仍能工作，降低了事故的发生率，也提高了工作效率，但是当进油口前的硬管失效或爆裂时，却不能保证执行元件端也封闭，从而不能防止其泄漏，且两个阀块占用的工作空间比较大。

中国专利申请号200520024874.7，申请日2005年9月15日，名称为《双防爆阀》，该申请案公开了一种双防爆阀。但是，这种双防爆阀只能用于保压系统中，且不能阻止进油管路的泄漏，只能阻止执行元件端的泄漏。

发明内容

本发明的目的是提供一种分体式逻辑流量阻断控制方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种一体式逻辑流量阻断控制装置，它包括整体阀块和五个防爆阀，所述的整体阀块体内在水平向沿纵向开有两个平行的工艺孔通道A和B，沿横向开有两个平行的通孔C和D，工艺孔通道A和B分别与通孔C和D相互交汇相通；在通孔C的中点处沿垂直向开有通孔E与通孔C交汇相通；第一防爆阀安装在通孔E内构成单管路防爆阀，第二防爆阀和第三防爆阀对称安装在通孔C内，构成第一双管路防爆阀，第四防爆阀和第五防爆阀对称安装在通孔D内，构成第二双管路防爆阀；进油管路与单管路防爆阀的进油口相连，单管路防爆阀的出油口与第一双管路防爆阀的进油口相通，第一双管路防爆阀的出油口分别通过两个工艺孔通道与第二双管路防爆阀的进油口相通，第二双管路防爆阀的出油口与整体阀块的出油口相连，阀块的出油口通过出油管路与执行元件相连；单管路防爆阀之前的进油管路用硬管；第一双管路防爆阀和第二双管路防爆阀之间分别通过工艺孔连通；

所述的防爆阀包括阀套、阀芯、弹簧、挡板，阀套内腔为三级阶梯形结构的通孔，一级内腔孔径最大，二级内腔孔径次之，三级内腔孔径最小，阀芯装在一级内腔中，所述的阀芯的第一段杆的前端为球形结构，其第二段杆上沿轴向均匀设有六个节流孔，所述的阀芯末端开有一个凹槽；弹簧置于二级内腔中，弹簧一端抵住二级内腔和三级内腔的过渡端面，其另一端抵住所述的阀芯的前端；所述的挡板上开有一个与阀芯中心孔孔径相同的通孔，挡板通过紧固螺钉紧固在阀套上；

所述的五个防爆阀的阀套与整体阀块之间用O型密封圈密封。

设置挡板是为了便于阀芯的运动和安装，以避免阀芯向右运动时没有限度。阀芯末端所开设的凹槽是为了便于阀芯的安装和油液的流通。

一体式逻辑流量阻断控制方法：其内容包括如下步骤：

第一步：利用法兰、管道等将一体式逻辑流量阻断阀组连接在系统中，使其在正常情况下工作，各防爆阀阀口完全打开；

第二步：防爆阀装有弹簧的一端的管路爆裂或失效时，则液体流过防爆阀的流量大大增加，其中可能是单管路防爆阀前的管路爆裂或失效，也可能是孔道9或10失效或老化；

第三步：管路爆裂或失效时，则防爆阀在管路爆裂或失效处的那端迅速失压，使防爆阀阀芯两端形成压差；在此，由于通过防爆阀的流量q与其两端的压力差Δp有如下关系：

$q=C_q{A}_0\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}p}{\mathrm{\ρ}}}$

C_q：流量系数

A₀：阀口通流面积

Δ_p：阀口前后压差

ρ：液体密度

第四步：防爆阀阀芯两端的压差变大使防爆阀H端的压力远远大于F端，且大于弹簧力，使得阀芯向阀口关闭方向运动；

第五步：防爆阀阀口完全关闭，以完成逻辑流量阻断控制过程。

利用本方法在一体式逻辑流量阻断装置中有两条互不影响的分别连通两个双管路防爆阀的工艺孔通道，当其中任意一条通道失效时，此条通道所连通的两个防爆阀会关闭，就会及时封闭整个阀块的进油口和执行元件端，防止其泄露，且不会影响另一条通道的正常工作，另一条通道仍能使系统正常工作。两条通道同时出现失效和老化的机率很低，所以此阀组不能工作的可能性小。当进油管路失效或爆裂时，单管路防爆阀将关闭，那么执行元件端封闭防止其泄漏。此一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置不仅体积小，安装方便，而且可以大大减小系统发生危险性的可能性和提高系统的工作效率。

由于采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有这样的有益效果：

在液压系统中，当本发明中的两个双管路防爆阀之间的任意通道失效或老化时，既不会引起进油口处继续发生泄漏，也不会引起执行元件处继续发生泄漏，由于采用工艺孔之间连接双管路防爆阀，所以两个双管路防爆阀之间的任意通道失效时，这条软管连接的两个防爆阀立刻关闭，将封闭进油口处和执行元件处，防止其泄漏。另一条工艺孔通道仍正常工作，所以系统可不受影响的继续运行。因此，本发明的一体式逻辑流量阻断控制装置在任意孔通道发生失效或老化时，既避免了执行元件端发生泄漏，也避免了供油端发生泄漏，同时，在供油端进油管路爆裂时可在单管路防爆阀的作用下，将执行元件端封闭，防止泄漏。该装置体积小，易安装，成本较锥式阀芯的低。本发明的一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置在降低系统发生危险可能的同时也大大的提高了系统的工作效率。

附图说明

图1是一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置的系统原理图；

图2是一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置的结构主视示意图；

图3是一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置的结构俯视示意图；

图4是防爆阀的结构示意图；

图5是防爆阀节流孔处的剖面图；

图6是一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置的立体结构外形图。

图中：1、整体阀块，2、单管路防爆阀出油口，3、进油管路，4.1、4.2、4.3、4.4、4.5均是防爆阀，5、进油腔，6、进油腔，7、出油口，8、出油腔，9、孔通道，10、孔通道，11、出油腔，12、出油管路，13、孔通道，14、空通道，4.11、阀套，4.12、弹簧，4.13、阀口，4.14、阀芯，4.15、紧固螺钉，4.16、挡板，4.17、阀芯末端的凹槽，4.18、挡板中心孔，4.19、阀芯上的节流孔，4.20、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

一种一体式逻辑流量阻断控制装置，如图2、3和6所示，它包括整体阀块1和五个防爆阀4.1、4.2、4.3、4.4、4.5，所述的整体阀块1体内在水平向沿纵向开有两个平行的工艺孔通道A9和B10，沿横向开有两个平行的通孔C13和D14工艺孔通道A9和B10分别与通孔C13和D14相互交汇相通；在通孔C13的中点处沿垂直向开有通孔E2与通孔C13交汇相通；第一防爆阀4.1安装在通孔E2内构成单管路防爆阀，第二防爆阀4.2和第三防爆阀4.3对称安装在通孔C内，构成第一双管路防爆阀，第四防爆阀4.4和第五防爆阀4.5对称安装在通孔D内，构成第二双管路防爆阀；进油管路与单管路防爆阀的进油口相连，单管路防爆阀的出油口与第一双管路防爆阀的进油口相通，第一双管路防爆阀的出油口分别通过两个工艺孔通道与第二双管路防爆阀的进油口相通，第二双管路防爆阀的出油口与整体阀块的出油口相连，阀块的出油口通过出油管路与执行元件相连；单管路防爆阀之前的进油管路用硬管；第一双管路防爆阀和第二防爆阀之间分别通过工艺孔连通；

如图4所示，所述的防爆阀包括阀套4.11、阀芯4.14、弹簧4.12、挡板4.16，阀套4.11内腔为三级阶梯形结构的通孔，一级内腔孔径最大，二级内腔孔径次之，三级内腔孔径最小，阀芯4.14装在一级内腔中，所述的阀芯4.14的第一段杆的前端为球形结构，阀芯4.14的第二段杆上沿轴向均匀设有六个节流孔4.19，如图5所示，所述的阀芯4.14末端开有一个凹槽4.17；弹簧4.12置于二级内腔中，弹簧4.12连接在阀套4.11的孔的端面和阀芯中间，弹簧4.12一端抵住二级内腔和三级内腔的过渡端面，其另一端抵住所述的阀芯4.14的前端；所述的挡板4.16上开有一个与阀芯4.14中心孔孔径相同的通孔，挡板通过紧固螺钉紧固在阀套上；所述的五个防爆阀的阀套与整体阀块之间用O型密封圈密封。

所述的防爆阀阀芯可以是球形结构阀芯，也可以是锥形结构阀芯。

如图1所示，一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置，其中一体式逻辑流量阻断控制方法包括：

第一步：利用法兰、管道等将一体式逻辑流量阻断阀组连接在系统中，使其在正常情况下工作，各防爆阀阀口完全打开。

如图1、2、3所示一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置中的装置是一个整体阀块1，该阀块由一个单管路防爆阀4.1，两个双管路防爆阀4.2、4.3、4.4、4.5集成。单管路防爆阀4.1的进油口与整个阀块的进油管路3相连，单管路防爆阀3.1的出油口与一个双管路防爆阀4.2、4.3的进油腔5、6相通，双管路防爆阀4.2、4.3的出油口分别通过孔道9、10与另一个双管路防爆阀4.4、4.5的进油口相通，双管路防爆阀4.4、4.5的出油口与出油口7相连，出油口通过出油管路12连接执行元件，单管路防爆阀之前的进油管路3用硬管。

第二步：当孔通道9或10老化或失效时，如孔通道9老化或失效时，那么防爆阀4.3、4.4的H到F的流量大大增加；或当进油管路3爆裂或失效时，防爆阀4.1的H到F的流量大大增加。

第三步：由于第二步当孔通道9或10老化或失效时，如工艺孔通道9老化或失效时，工艺孔通道9处迅速失压，使防爆阀4.3、4.4的阀芯的两边形成压差；或当进油管路3爆裂或失效时，进油管路3处迅速失压，使防爆阀4.1的阀芯的两边形成压差。

第四步：由于第三步防爆阀4.3、4.4的阀芯的两边形成压差且变大，当防爆阀,4.3、3.4的阀芯4.14两边的压差使H端远远大于F端，且大于弹簧力时，阀芯4.14将克服弹簧力向关闭阀口4.13的方向运动；或防爆阀4.1的阀芯的两边形成压差且变大，当其阀芯4.14两边的压差使H端远远大于F端，且大于弹簧力时，阀芯4.14将克服弹簧力向关闭阀口4.13的方向运动。

如图4所示，每个防爆阀有一个阀套4.11，一个阀口4.13，一个阀芯4.14，弹簧4.12穿过阀口4.13，弹簧4.12被封闭在阀套4.11的孔的端面和阀芯4.14之间，两个密封件4.20密封安装在阀套4.11与阀块1之间，挡板4.16与阀套4.11通过紧固螺钉4.15紧固，挡板4.16可以限制阀芯4.14向右运动时位移的限度，不会无限度的向右运动，6个节流孔4.19均布在阀芯的第二段杆上且与阀芯4.14末端开有的凹槽4.17相通，在挡板4.16上开有一个与凹槽4.17相通的孔4.18，使油液能够顺利的流通，该阀芯采用球式阀芯。

第五步：由于第四步防爆阀4.3、4.4都将阀口4.13关闭，此时，防爆阀4.3、4.4也就都不能使油液流过了，在发生危险及泄漏时及时封闭了供油处和执行元件处，以完成逻辑流量阻断控制过程。这时孔通道10这一侧的防爆阀4.2、4.5还都在正常工作且防爆阀4.1也在正常工作，所以此系统还可以正常工作。

孔通道9、10同时老化或失效的机率很小。即使同时出现老化或失效，则防爆阀4.1将阀口4.13关闭，也将避免了执行元件处油液的大量泄漏。此一体式逻辑流量阻断控制方法及其装置不仅极大的提高了系统的工作效率，同时还大大增加了系统的安全性，实用性。

在第一步中系统正常工作时，油液从进油管路3进入阀块1，此时，防爆阀4.1、4.2、4.3阀芯4.14的球头，在液体流动时产生的压差和弹簧力共同的作用下，阀芯4.14向着与阀口4.13分开的方向运动，并保持一定距离，保持阀口4.13处于打开的状态，阀芯4.14上的节流孔4.19、阀芯4.14末端开有的凹槽4.17和挡板4.16上的中心孔保持畅通，油液可以自由的从防爆阀4.1的F端流向B端，再由防爆阀4.2、4.3的H端流向F端，防爆阀4.1、4.2、4.3的阀芯都在进油腔的一侧。油液从防爆阀4.2、4.3的F端流出后进入工艺孔9、10，再流入防爆阀4.4、4.5的F端，油液通过防爆阀4.4、4.5后由防爆阀4.4、4.5的H端流入出油口7，通过出油口7流入出油管路12，最后由出油管路12流入执行元件。

防爆阀4.4、4.5的阀芯4.14的球头在液体流动时产生的压差和弹簧力共同的作用下，阀芯4.14向着与阀口4.13分开的方向运动，并保持一定距离，保持阀口4.13处于打开的状态，阀芯4.14上的节流孔4.19、阀芯4.14末端开有的凹槽4.17和挡板4.16上的孔保持畅通，油液可以自由通过。防爆阀4.4、4.5的阀芯都在出油腔的一侧。

Claims (3)

1.一种一体式逻辑流量阻断阀组装置，其特征在于：它包括整体阀块和五个防爆阀，所述的整体阀块体内在水平向沿纵向开有两个平行的工艺孔通道A和B，沿横向开有两个平行的通孔C和D，工艺孔通道A和B分别与通孔C和D相互交汇相通；在通孔C的中点处沿垂直向开有通孔E与通孔C交汇相通；第一防爆阀安装在通孔E内构成单管路防爆阀，第二防爆阀和第三防爆阀对称安装在通孔C内，构成第一双管路防爆阀，第四防爆阀和第五防爆阀对称安装在通孔D内，构成第二双管路防爆阀；进油管路与单管路防爆阀的进油口相连，单管路防爆阀的出油口与第一双管路防爆阀的进油口相通，第一双管路防爆阀的出油口分别通过两个工艺孔通道与第二双管路防爆阀的进油口相通，第二双管路防爆阀的出油口与整体阀块的出油口相连，阀块的出油口通过出油管路与执行元件相连；单管路防爆阀之前的进油管路用硬管；第一双管路防爆阀和第二双管路防爆阀之间分别通过工艺孔连通；

所述的防爆阀包括阀套、阀芯、弹簧、挡板，阀套内腔为三级阶梯形结构的通孔，一级内腔孔径最大，二级内腔孔径次之，三级内腔孔径最小，阀芯装在一级内腔中，所述的阀芯的第一段杆的前端为球形结构，其第二段杆上沿轴向均匀设有六个节流孔，所述的阀芯末端开有一个凹槽；弹簧置于二级内腔中，弹簧一端抵住二级内腔和三级内腔的过渡端面，其另一端抵住所述的阀芯的前端；所述的挡板上开有一个与阀芯中心孔孔径相同的通孔，挡板通过紧固螺钉紧固在阀套上；

所述的五个防爆阀的阀套与整体阀块之间用O型密封圈密封。

2.根据权利要求1所述的一种一体式逻辑流量阻断阀组装置，其特征在于：防爆阀阀芯可以是球形结构阀芯，也可以是锥形结构阀芯。

3.一种一体式逻辑流量阻断控制方法：其特征在于：该方法内容包括如下步骤：

第一步：利用法兰、管道将如权利要求1所述的一体式逻辑流量阻断阀组装置连接在系统中，使其在正常情况下工作，各防爆阀阀口完全打开；

第二步：防爆阀装有弹簧的一端的管路爆裂或失效时，则液体流过防爆阀的流量大大增加，其中可能是单管路防爆阀前的管路爆裂或失效，也可能是孔道9或10失效或老化；

第三步：管路爆裂或失效时，则防爆阀在管路爆裂或失效处的那端迅速失压，使防爆阀阀芯两端形成压差；

第四步：防爆阀阀芯两端的压差变大使防爆阀H端的压力远远大于F端，且大于弹簧力，使得阀芯向阀口关闭方向运动；

第五步：防爆阀阀口完全关闭，以完成逻辑流量阻断控制过程。