CN103899828A - 一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置 - Google Patents

一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置，包括阀门及单作用执行机构，单作用执行机构包括活塞腔，阀门内设置有阀杆，活塞腔内设置有与阀杆联动的活塞杆，活塞腔内包括正向腔及反向腔，正向腔上设置有控制气流进出活塞腔的气流控制机构，反向腔内压设有复位弹簧，气流控制机构包括主气源、电磁阀、气控阀及进气量调节组件，气控阀一端与正向腔相连接，另一端与进气量调节组件及外界之间进行切换，电磁阀为气控阀提供气信号，进气量调节组件控制气体流量。采用上述方案，本发明提供一种在突然发生停电、停气时阀门回至初始位且能够调节阀门开启位置的具有调节和故障安全功能的单作用气动装置。

Description

一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置
技术领域
本发明涉及一种阀门控制系统领域，具体涉及一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置。
背景技术
目前，随着工业的快速发展，对阀门的要求也越来越高，特别是对于阀门自动化控制要求也越来越高，不光要求阀门具有紧急切断功能，或紧急关闭功能，或阀位调节功能，而是要求某一台阀门必须具备紧急打开、紧急关闭、自动调节和故障安全回位的多种功能。
单作用气动装置包括阀门及控制阀体开闭的单作用执行机构，单作用执行机构包括安装于阀门上的活塞腔，阀门内设置有控制阀门开闭的阀杆，活塞腔内设置有由气流推动且与阀杆联动开闭阀门的活塞杆，活塞腔内包括正方向推动活塞杆的正向腔及反方向推动活塞杆的反向腔，正向腔上设置有控制气流进出活塞腔的气流控制机构，反向腔内压设有用于复位的复位弹簧，常规的气流控制机构通过电控阀控制气体进出活塞腔实现阀门快速开启、关闭，但是不能实现在突然发生停电、停气等故障情况时，阀门不能自动回到系统要求的安全位置，且不具备调节功能，从而，在关键时刻往往造成功能不足，从而可能引起重大的事故和灾难。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种在突然发生停电、停气时阀门自动回至初始位且能够调节阀门开启位置的具有调节和故障安全功能的单作用气动装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括阀门及控制阀体开闭的单作用执行机构，所述的单作用执行机构包括安装于阀门上的活塞腔，所述的阀门内设置有控制阀门开闭的阀杆，所述的活塞腔内设置有由气流推动且与阀杆联动开闭阀门的活塞杆，所述的活塞腔内包括正方向推动活塞杆的正向腔及反方向推动活塞杆的反向腔，正向腔上设置有控制气流进出活塞腔的气流控制机构，反向腔内压设有用于复位的复位弹簧，所述的气流控制机构包括主气源，其特征在于：所述的气流控制机构还包括电磁阀、气控阀及进气量调节组件，所述的气控阀一端与正向腔相连接，另一端与进气量调节组件及外界之间进行切换，所述的电磁阀串联于主气源并为气控阀提供气信号，所述的进气量调节组件设置于气控阀与主气源之间控制气体流量，所述的电磁阀通电时给予气控阀气信号，气控阀将进气量调节组件和正向腔进行联通，所述的电磁阀失电或矢气时气信号消失，气控阀将外界和正向腔进行联通。
通过采用上述技术方案，电磁阀配合气控阀的设置，无论是遇到停电与停气的紧急情况，串联于主气源的电磁阀都无法向气控阀继续输出气信号，导致气控阀在没有受到控制其状态的气信号时自动回位至初始位置，在本发明具体实施方式中，气控阀控制正向腔的进气量，正常工作时，电磁阀通电时给予气控阀气信号,气控阀将进气量调节组件和正向腔进行联通，来自主气源的气受到进气量调节组件的调节后再通过气控阀进入正向腔，推动与阀杆联动的活塞杆，通过正向腔的气压及反向腔的复位弹力，带动阀杆转动不同的角度将阀门调整至所需开度，而电磁阀突遇失电故障和矢气故障时气信号消失，气控阀将外界和正向腔进行联通，正向腔内的空气迅速向外界排出，反向腔内的复位弹簧推动活塞杆反向滑移并加速正向腔内的气体排出，两者配合活塞杆迅速回位至初始位，即阀门归为至初始位，可将活塞杆的正向滑移联动配合打开阀门，即初始位为阀门完全闭合状态，也可将活塞杆的正向滑移联动配合闭合阀门，即初始位为阀门完全开启状态，不同的联动方式可按需调整。
本发明进一步设置为：所述的进气量调节组件包括阀门定位器和气动继动器，所述的气动继动器与气控阀对应设置且设置于气控阀与主气源之间，所述的阀门定位器串联于主气源为气动继动器提供气信号。
通过采用上述技术方案，当活塞杆正方向滑移联动打开阀门时，阀门定位器得电的同时，将根据系统的指令开始输出气信号给气动继动器，当系统输入一定毫安电流的开阀电信号时，电信号转换为气信号输出给气动继动器，气动继动器具有气信号放大后控制主气源进气量的功能，并将放大后的进气量通过气控阀流通到正向腔，阀门逐渐打开，随着系统输入的开阀电信号电流大小逐渐增加，气动继动器转换的进气量逐渐增加，阀门逐渐开启至完全打开，由此来调节阀门开度，而反向腔的复位弹簧的压缩弹力则不断与气缸压缩空气压力进行对比，并将对比压力反馈到阀门定位器，并通过阀门定位器根据对比对阀门开度进行正确调整，实现阀门开度位置的精确调节，而活塞杆正方向滑移联动闭合阀门时，则可实现阀门闭度位置的精确调节。
本发明进一步设置为：所述的阀门定位器及电磁阀与主气源之间设置有过滤减压阀。
通过采用上述技术方案，过滤减压阀去除压缩空气中的油、水、尘等杂质的同时过滤减压阀的膜片自动作出调整，使压力平稳的输出，保证压力稳定，避免阀门定位器及电磁阀被气流冲击，大大增加了气动装置的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
 如图1所示，本发明公开了一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置，包括阀门1及控制阀体1开闭的单作用执行机构，单作用执行机构包括安装于阀门1上的活塞腔2，阀门1内设置有控制阀门1开闭的阀杆11，活塞腔2内设置有由气流推动且与阀杆11联动开闭阀门的活塞杆21，活塞腔2内包括正方向推动活塞杆的正向腔22及反方向推动活塞杆的反向腔23，而具体实施方式中，活塞腔2为两个且分别设置于活塞杆21的两端，活塞杆21上设置有滑移配合的活塞板211，两个活塞腔2同步加速推动活塞杆21滑移，故正向腔22与反向腔23相对活塞板211两侧分别设置，且数量均为两个，正向腔22上设置有控制气流进出活塞腔的气流控制机构，反向腔23内压设有用于复位的复位弹簧231，复位弹簧231为了设置方便往往设置于活塞杆21相对活塞板211的另一侧，气流控制机构包括主气源3，主气源3出气口设置有防止倒流的第一止回阀，气流控制机构还包括电磁阀31、气控阀32及进气量调节组件，气控阀31一端与正向腔22相连接，另一端与进气量调节组件及外界之间进行切换，第一气控阀32上设置有出气口321用于与外界连接，电磁阀31串联于主气源3并为气控阀32提供气信号，进气量调节组件设置于气控阀32与主气源3之间控制气体流量，电磁阀31通电时给予气控阀32气信号，气控阀32将进气量调节组件和正向腔22进行联通，电磁阀31失电或矢气时气信号消失，气控阀32将外界和正向腔22进行联通，电磁阀31配合气控阀32的设置，无论是遇到停电与停气的紧急情况，串联于主气源3的电磁阀31都无法向气控阀32继续输出气信号，导致气控阀32在没有受到控制其状态的气信号时自动回位至初始位置，在本发明具体实施方式中，气控阀32控制正向腔22的进气量，正常工作时，电磁阀31通电时给予气控阀32气信号,气控阀32将进气量调节组件和正向腔22进行联通，来自主气源3的气受到进气量调节组件的调节后再通过气控阀32进入正向腔22，推动与阀杆11联动的活塞杆21，通过正向腔22的气压及反向腔23的复位弹力，带动阀杆11转动不同的角度将阀门2调整至所需开度，而电磁阀21突遇失电故障和矢气故障时或人为关闭时气信号消失，气控阀32将外界和正向腔22进行联通，正向腔22内的空气迅速向外界排出，反向腔32内的复位弹簧321推动活塞杆21反向滑移并加速正向腔22内的气体排出，两者配合活塞杆21迅速回位至初始位，即阀门1归为至初始位，可将活塞杆21的正向滑移联动配合打开阀门1，即初始位为阀门1完全闭合状态，也可将活塞杆21的正向滑移联动配合闭合阀门1，即初始位为阀门1完全开启状态，不同的联动方式可按需调整。
进气量调节组件包括阀门定位器4和气动继动器41，气动继动器41与气控阀4对应设置且设置于气控阀4与主气源3之间，阀门定位器4串联于主气源3为气动继动器提供气信号，当活塞杆21正方向滑移联动打开阀门1时，阀门定位器4得电的同时，将根据系统的指令开始输出气信号给气动继动器41，当系统输入一定毫安电流的开阀电信号时，电信号转换为气信号输出给气动继动器41，气动继动器41具有气信号放大后控制主气源3进气量的功能，并将放大后的进气量通过气控阀32流通到正向腔22，阀门1逐渐打开，随着系统输入的开阀电信号电流大小逐渐增加，气动继动器41转换的进气量逐渐增加，阀门1逐渐开启至完全打开，由此来调节阀门1开度，而反向腔23的复位弹簧231的压缩弹力则不断与气缸压缩空气压力进行对比，并将对比压力反馈到阀门定位器4，并通过阀门定位器4根据对比对阀门1开度进行正确调整，实现阀门1开度位置的精确调节，而活塞杆21正方向滑移联动闭合阀门1时，则可实现阀门闭度位置的精确调节。
阀门定位器4及电磁阀31与主气源3之间设置有过滤减压阀33，过滤减压阀33去除压缩空气中的油、水、尘等杂质的同时过滤减压阀的膜片自动作出调整，使压力平稳的输出，保证压力稳定，避免阀门定位器4及电磁阀31被气流冲击，大大增加了气动装置的使用寿命。

Claims (3)

1.一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置，包括阀门及控制阀体开闭的单作用执行机构，所述的单作用执行机构包括安装于阀门上的活塞腔，所述的阀门内设置有控制阀门开闭的阀杆，所述的活塞腔内设置有由气流推动且与阀杆联动开闭阀门的活塞杆，所述的活塞腔内包括正方向推动活塞杆的正向腔及反方向推动活塞杆的反向腔，正向腔上设置有控制气流进出活塞腔的气流控制机构，反向腔内压设有用于复位的复位弹簧，所述的气流控制机构包括主气源，其特征在于：所述的气流控制机构还包括电磁阀、气控阀及进气量调节组件，所述的气控阀一端与正向腔相连接，另一端与进气量调节组件及外界之间进行切换，所述的电磁阀串联于主气源并为气控阀提供气信号，所述的进气量调节组件设置于气控阀与主气源之间控制气体流量，所述的电磁阀通电时给予气控阀气信号，气控阀将进气量调节组件和正向腔进行联通，所述的电磁阀失电或矢气时气信号消失，气控阀将外界和正向腔进行联通。
2.根据权利要求1所述的一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置，其特征在于：所述的进气量调节组件包括阀门定位器和气动继动器，所述的气动继动器与气控阀对应设置且设置于气控阀与主气源之间，所述的阀门定位器串联于主气源为气动继动器提供气信号。
3.根据权利要求2所述的一种具有调节和故障安全功能的单作用气动装置，其特征在于：所述的阀门定位器及电磁阀与主气源之间设置有过滤减压阀。
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