CN110500418B - 一种自控大口径快速切断波纹管闸阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,涉及一种阀门,包括波纹管闸阀本体和其控制单元,波纹管闸阀本体的顶端通过支架架设有双活塞结构的气缸,双活塞结构与波纹管闸阀本体的阀杆通过推杆连接,控制单元由外部主供气源、两位五通气控阀、两位三通气控阀、两个快速排气阀、两个两位三通电磁阀、储气罐及多个导管构成的驱动气路,且驱动气路可实现自动切换供给路径的功能,通过设置储气罐可在设备失气的状态下,自动关闭波纹管闸阀本体,设备失电时,也可自动关闭闸阀,实现了对波纹管闸阀本体所在管路的有效控制,降低了开启难度和操作难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀门,具体涉及一种气动、可自动控制的大口径的波纹管闸阀。
背景技术
闸阀(gate valve)是一个启闭件闸板,闸板的运动方向与流体方向相垂直,闸阀只能作全开和全关,不能作调节和节流。
现有技术的缺点是:1);现有的能实现故障位置关闭功能的波纹管阀门,大多数采用带弹簧复位的单作用气缸来实现,主要存在以下缺点:
a、因阀门所需输出力和行程较大,对复位弹簧的要求高,弹簧加工难度大,且该工况阀门为常开式,弹簧始终处于压缩状态,容易产生疲劳失效,故障时不能关闭阀门;
b、由于阀门是通过弹簧复位来实现关闭功能,开启时气缸需要提供克服弹簧力以及阀门开启双重力的作用,因此,所需气缸较大,高度高,重量重,成本高;
2)多数阀门在实现快速关闭时只保证了时间要求,未考虑到大口径阀门快速关闭管道会产生水锤现象,对管道的破坏特别大。
3)大口径波纹管阀门主要用于热媒系统主管线中,目前国内所有类似主管线都是采用手动操作,因行程大,关闭或开启都需要几十分钟时间,而且管道介质温度较高(一般都在300℃左右),人员操作困难,尤其是在紧急状态下,很难做到快速关闭主管,降低风险的要求。
因此,如何克服现有技术缺陷,是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,以解决现有技术中闸阀开启难度大、操作困难的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,包括波纹管闸阀本体,所述波纹管闸阀本体阀盖的顶部正上方通过支架架设有气缸,所述波纹管闸阀本体内阀杆的顶端穿过其阀盖顶部与推杆固定连接,所述气缸内腔固定安装有可将其内腔分隔为上气腔和下气腔的固定隔板,且上气腔内部空间体积大于下气腔内部空间体积,所述上气腔内设置有上活塞,所述下气腔内设置有下活塞,所述推杆的顶端依次穿过气缸的底部、下活塞、固定隔板和上活塞并与上活塞固定连接,所述推杆上还套设有上粗下细的连接套,所述连接套上部较粗部分的顶部穿过固定隔板设置在上气腔内其底端设置在下气腔内,所述连接套下部较细部分的底端穿过下活塞设置在其正下方,且其外壁螺纹连接有锁紧螺母,锁紧螺母的顶部紧顶下活塞的底部,所述上气腔的顶部开设有用于其与外部空间连通的第一下行进出气孔,所述固定隔板上开设有用于连通外部空间与下气腔的第二下行进出气孔,所述下气腔的底部开设有用于其与外部空间连通的第一上行进出气孔,所述固定隔板上开设有用于连通外部空间与上气缸连通的第二上行进出气孔;
还包括两位五通气控阀,所述两位五通气控阀的输入端通过第一导管与外部主供气源连接,其第一输出端通过第二导管与第一快速排气阀的输入端连接,所述第一快速排气阀的输出端连接有第三导管输入端,所述第一上行进出气孔和第二上行进出气孔分别通过一个第一气管与第三导管的输出端连接,所述两位五通气控阀的第二输出端通过第四导管与两位三通气控阀的第一输入端连接,所述两位三通气控阀的输出端通过第五导管与第二快速排气阀的输入端连接,所述第二快速排气阀的输出端连接有第六导管输入端,所述第一下行进出气孔和第二下行进出气孔分别通过一个第二气管与第六导管的输出端连接;
所述第一导管上还连接有第七导管的输入端,所述第七导管的输出端通过第一单向阀与储气罐的第一输入端连接,所述储气罐的输出端通过第八导管与所述两位三通气控阀的第二输入端连接;
所述储气罐的第二输入端通过第九导管与外部备用气源连接,且第九导管上还安装有第一两位三通电磁阀;
所述第一导管还通过第十导管与两位三通气控阀的控制端连接;
所述第一导管还通过第十一导管与两位五通气控阀的控制端连接,且第十一导管上还安装有第二两位三通电磁阀。
进一步,所述第二导管的输出端直接与两个第一气管连接,其中与第二上行进出气孔连接的第一气管上安装有所述第一快速排气阀,当第一导管与第四导管连通时,对应的所述两位五通气控阀中与第二导管连通的排气端外连通有节流阀。
进一步,所述第一导管输入端通过过滤减压阀与外部主供气源连接,所述第七导管的输入端直接与外部主供气源的输出端连接。
进一步,所述第九导管处于储气罐第二输入端和第一两位三通电磁阀之间的管体上还安装有第一手动球阀和第二单向阀,且第二单向阀处于第一手动球阀和第一两位三通电磁阀之间。
进一步,所述第一两位三通电磁阀和外部备用气源之间的第九导管上还安装有第二手动球阀。
进一步,所述上活塞顶部的中心处固定安装有行程杆,所述行程杆的顶端穿过气缸的顶部设在其外侧,且其顶部还安装有行程触头,所述气缸的顶部固定安装有与所述行程触头相对应的行程开关。
进一步,还设置有控制器,所述第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀和行程开关分别与控制器信号连接。
进一步,连接套底端接触气缸底部时为下活塞下行下限,且此时连接套的顶部仍处于上气腔内,同时行程杆的顶端仍处于气缸的外侧;下活塞顶部紧顶固定隔板时,连接套上部较粗部分的底部紧顶下活塞顶部。
进一步,所述波纹管闸阀本体包括阀体,阀体内开设有用于介质流通的贯穿且其本体的介质通道,介质通道内设置有对其进行隔断的阀板,所述阀体顶部还开设有与介质通道连通的、用于供阀板上下行从而开启或隔断介质通道的行程空间,所述阀板的顶部固定连接有阀杆,所述阀杆上自上而下套设有填料函和波纹管本体,所述填料函的底端与所述波纹管本体的顶端密封焊接,所述波纹管本体的底端与阀杆外壁密封焊接,所述波纹管本体的外侧还套设有与其互不接触的阀盖,所述阀盖的底端与阀体的顶端固定且密封连接,所述阀盖顶部中心处开设有与填料函相对应的凹槽,所述填料函嵌制在凹槽内,所述填料函顶部中心处开设有贯穿其本体的、上粗下细的填料凹槽,所述阀杆的顶端穿过填料凹槽后与推杆的底端连接,所述阀杆与填料凹槽上部较粗处对应的内壁之间的空间内均匀设置有填料层,所述填料层的顶部设置有填料压盖,所述填料压盖套设在阀杆上且其底端设置在填料凹槽内,所述填料压盖的另一端与阀盖顶部通过螺栓紧密连接,所述阀盖的顶部固定安装有所述支架。
进一步,所述气缸具体由三个同轴分布的上盖、圆柱型围板和下盖构成,所述下盖固定安装在支架的顶部,所述圆柱型围板固定安装在下盖顶部,所述上盖固定安装在圆柱型围板的顶部。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明提供了一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其相比于现有技术具有以下优点:
1、在高温热媒系统主管线中,采用气动大口径波纹管闸阀代替手动波纹管阀,可以实现紧急状态快速关闭,保证系统安全的功能,亦可避免高温对人员安全的影响以及可以实现远程监测控制;
2、采用双作用气缸,可以减小阀门整体的尺寸、重量、成本以及安全性。采用双活塞结构既可实现开启时提供双倍推力,保证在高温时,闸板因热胀冷缩卡死,开不动的风险,亦可实现前80%行程快关,后20%行程缓闭,既满足整体关闭时间要求,也可避免水锤的产生;
3、采用备用气源(储气罐)可以满足在断气和断电故障时,备用气源提供阀门所需要的动力源,实现故障阀门关闭,保证系统安全的要求。;
4、设计有安全保障气源,当外部主供气源气压力低于设定压力时(通过接在主供气源和储气罐间的电压力表来测定反馈),电压力表将信号反馈给控制系统,再通过PLC或DCS控制系统来控制外部备用供气源气路上第一两位三通电磁阀,实现对储气罐内供气的目的,从而保证系统在断电或断气故障的情况下,储气罐能提供足压的气源。
附图说明
图1是波纹管闸阀本体结构示意图;
图2是实施例1提供的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀的结构示意图;
图3为实施例2提供的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀的结构示意图。
图中:1、支架;2、气缸;3、推杆;4、固定隔板;5、上活塞;6、下活塞;7、连接套;8、锁紧螺母;9、第一下行进出气孔;10、第二下行进出气孔;11、第一上行进出气孔;12、第二上行进出气孔;13、两位五通气控阀;14、第一导管;15、第二导管;16、第一快速排气阀;17、第三导管;18、第一气管;19、第四导管;20、两位三通气控阀;21、第五导管;22、第二快速排气阀;23、第六导管;24、第二气管;25、第七导管;26、第一单向阀;27、储气罐;28、第八导管;29、第九导管;30、第一两位三通电磁阀;31、第十导管;32、第十一导管;33、第二两位三通电磁阀;34、过滤减压阀;35、第一手动球阀;36、第二单向阀;37、第二手动球阀;38、行程杆;39、行程触头;40、行程开关;41、阀体;42、介质通道;43、阀板;44、行程空间;45、阀杆;46、填料函;47、波纹管本体;48、阀盖;49、填料层;50、填料压盖;51、上盖;52、下盖;53、圆柱型围板;54、节流阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1和图2,在本实施例中,提供一种气动大口径波纹管闸阀,包括波纹管闸阀本体,其整体结构如图1,波纹管闸阀本体包括阀体41,阀体41内开设有用于介质流通的贯穿且其本体的介质通道42,介质通道42内设置有对其进行隔断的阀板43介质通道42的中部开设有凹陷方向背离介质通道42轴线所在方向的凹槽,阀板43设置在凹槽内,凹槽可有效对其进行导向,同时凹槽内壁设置有导向筋,从而可有效地对阀板43进行导向,使得阀板43可进行上下行的动作,为了实现阀板43上下行的目的,在本实施例中,阀体41顶部还开设有与介质通道42连通的、用于供阀板43上下行从而开启或隔断介质通道42的行程空间44从而阀板43上下至进入行程空间44内后,可完全开启介质通道42,当其下行至下限后,可阻断介质通道42,为了能够有效带动阀板43进行上下行运动,在本实施例中,阀板43的顶部固定连接有阀杆45,阀杆45上自上而下套设有填料函46和波纹管本体47,填料函46的底端与波纹管本体47的顶端密封焊接,波纹管本体47的底端与阀杆45外壁密封焊接,波纹管本体47的外侧还套设有与其互不接触的阀盖48,阀盖48的底端与阀体41的顶端固定且密封连接;
通过上述设置,阀杆45的大部分均处于波纹管本体47内,从而可有效避免介质的冲刷,极大地提高了其使用寿命;
为了有效地固定填料函46,使得波纹管闸阀本体有效密封,避免介质外溢,阀盖48顶部中心处开设有与填料函46相对应的凹槽,填料函46的外径等于凹槽的内径,填料函46嵌制在凹槽内;
通过上述设置,凹槽构成台阶状结构,使得填料函46能够有效地架设在其上,从而可稳定的架设填料函46,并可避免介质经阀盖48与填料函46之间的缝隙外溢,同时可在填料函46的顶端和凹槽内腔底部之间套设密封圈,进一步实现密封;
为了避免介质经阀杆45与填料函46之间的缝隙外溢,在本实施例中,填料函46顶部中心处开设有贯穿其本体的、上粗下细的填料凹槽,阀杆45的顶端穿过填料凹槽后与推杆3的底端连接,阀杆45与填料凹槽上部较粗处对应的内壁之间的空间内均匀设置有填料层49,填料层49的顶部设置有填料压盖50,填料压盖50套设在阀杆45上且其底端设置在填料凹槽内,填料压盖50的另一端与阀盖48顶部通过螺栓紧密连接,阀盖48的顶部固定安装有支架1;
通过上述设置,可有效的密封阀杆45与填料函46之间的缝隙,从而实现有效密封,避免了介质外溢,并提高了阀杆45的使用寿命;
特别的,在本实施例中,阀盖48的顶部正上方通过支架1架设有气缸2阀盖48的顶部与支架1通过连接螺栓连接,支架1的顶部固定安装有气缸2,阀杆45的顶端穿处填料函46后与推杆3固定连接在本实施例中,为了便于设备的安装和拆卸,二者通过HALF块连接,气缸2内腔固定安装有可将其内腔分隔为上气腔和下气腔的固定隔板4固定分隔板使得气缸2分隔为上下两部分,且其与气缸2侧壁之间密封连接,即上下两部分为互不连通的空间;
特别的,在本实施例中,为了有效控制开启和关闭的过程,使得开启时前半程快开,后半程慢开,关闭时前半程快关,后半程慢关,以及避免水锤等现象发生,在上气腔内部空间体积大于下气腔内部空间体积,在本实施例中,上气腔的体积是下气腔体积的两倍左右;
特别的,在本实施例中,为了使两个腔均能够操作,在本实施例中,上气腔内设置有上活塞5,下气腔内设置有下活塞6,推杆3的顶端依次穿过气缸2的底部、下活塞6、固定隔板4和上活塞5并与上活塞5固定连接推杆3的顶端与上活塞5螺纹连接,且其顶端设置在上活塞5的上方并螺纹连接有紧固螺母,紧固螺母底部紧顶上活塞5顶部,从而可有效固定连接上活塞5和推杆3,推杆3上还套设有上粗下细的连接套7,连接套7上部较粗部分的顶部穿过固定隔板4设置在上气腔内其底端设置在下气腔内连接套7与固定隔板4之间接触的部分密封,连接套7下部较细部分的底端穿过下活塞6设置在其正下方,且其外壁螺纹连接有锁紧螺母8,锁紧螺母8的顶部紧顶下活塞6的底部;
特别的,连接套7底端接触气缸2底部时为下活塞6下行下限,且此时连接套7的顶部仍处于上气腔内,同时行程杆38的顶端仍处于气缸2的外侧;下活塞6顶部紧顶固定隔板4时,连接套7上部较粗部分的底部紧顶下活塞6顶部。
特别的,上气腔的顶部开设有用于其与外部空间连通的第一下行进出气孔9,固定隔板4上开设有用于连通外部空间与下气腔的第二下行进出气孔10,下气腔的底部开设有用于其与外部空间连通的第一上行进出气孔11,固定隔板4上开设有用于连通外部空间与上气缸2连通的第二上行进出气孔12。
特别的,在本实施例中,气缸2具体由三个同轴分布的上盖51、圆柱型围板53和下盖52构成,下盖52固定安装在支架1的顶部,圆柱型围板53固定安装在下盖52顶部,上盖51固定安装在圆柱型围板53的顶部。
通过上述设置,阀板43封闭介质通道42时,上活塞5的底部紧顶连接套7的顶部,因连接套7上部较粗处的底端紧顶下活塞6的顶部且锁紧螺母8的顶部紧顶下活塞6的顶部,使得下活塞6上行时,其可带动连接套7同步运动;
当需要开启阀板43时,通过第一上行进出气孔11和第二上行进出气孔12分别对下气腔内处于下活塞6下部的空间和上气腔处于上活塞5下部的空间供气,进而同步推动下活塞6和上活塞5上行,下活塞6上行时,首先因第一上行进出气孔11和第二上行进出气孔12进气压相同,则两个活塞产生的推力相同,并结合连接套7的关系,使得当阀板43正常时,其开启时两个活塞同步上行,从而使得推杆3只能受到上活塞5的上行推力(即正常时启动时,上活塞5自己便能推动推杆3时,其仅受到一倍推力)当阀板43无法正常启动时(因阀板43受到介质压力大等),因连接套7与推杆3套设的关系,并不直接推动阀杆45上行,不给其提供直接的推力,但是下活塞6上行时推动连接套7上行,此时连接套7的顶端紧顶上活塞5,并且此时上活塞5受到上气腔的上行推力时无法推动推杆3,使得下活塞6上行时通过连接套7为上活塞5提供上行推力,结合上气腔充气后本身为上活塞5提供的上行力,使得此时推杆3受到两倍的上行推力,从而实现双倍推力开启阀板43的目的;当下活塞6上行至紧顶固定隔板4后,不在推动连接套7,上活塞5继续上行,带动推杆3上行,直至完全开启,此时仅一倍上行力;在上述过程中,第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10分别用于排出下气腔中下活塞6上部空间和上气腔中上活塞5上部空间内的气体(通过第二快速排气阀22排气),实现压力平衡,避免压缩气体阻塞进行的现象出现。
当由完全开启的状态转为阀板43封闭介质通道42时,首先由第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10分别为上气腔处于上活塞5上部的空间和下气腔处于下活塞6上部的空间充气,上活塞5下行推动推杆3下行,下活塞6推动连接套7下行,第一上行进出气孔11和第二上行进出气孔12通过第一快速排气阀16排气,最终实现阀板43的关闭。
为了实现启动和自控阀板43开启或关闭的目的,结合图3,在本实施例中,还包括两位五通气控阀13,两位五通气控阀13的输入端通过第一导管14与外部主供气源连接,其第一输出端通过第二导管15与第一快速排气阀16的输入端连接,第一快速排气阀16的输出端连接有第三导管17输入端,第一上行进出气孔11和第二上行进出气孔12分别通过第一气管18与第三导管17的输出端连接,两位五通气控阀13的第二输出端通过第四导管19与两位三通气控阀20的第一输入端连接,两位三通气控阀20的输出端通过第五导管21与第二快速排气阀22的输入端连接,第二快速排气阀22的输出端连接有第六导管23输入端,第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10分别通过第二气管24与第六导管23的输出端连接;
第一导管14上还连接有第七导管25的输入端,第七导管25的输出端通过第一单向阀26与储气罐27的第一输入端连接在本实施例中,为了实现对外部主供气源的气压检测,第七导管25上处于外部主供气源和第一单向阀26之间的管体上还安装有电接点压力表,储气罐27的输出端通过第八导管28与两位三通气控阀20的第二输入端连接;
储气罐27的第二输入端通过第九导管29与外部备用气源连接,且第九导管29上还安装有第一两位三通电磁阀30;
第一导管14还通过第十导管31与两位三通气控阀20的控制端连接;
第一导管14还通过第十一导管32与两位五通气控阀13的控制端连接,且第十一导管32上还安装有第二两位三通电磁阀33。
特别的,在本实施例中为了避免外部主供气源提供的气体压力过大以及气源不干净,在本实施例中,第一导管14输入端通过过滤减压阀34与外部主供气源连接。
特别的,为了能够实现对储气罐27的有效充气,避免压力不足,在本实施例中,第七导管25的输入端直接与外部主供气源的输出端连接。
特别的,在本实施例中,为了实现对备用外部备用气源供气的有效控制,第九导管29处于储气罐27第二输入端和第一两位三通电磁阀30之间的管体上还安装有第一手动球阀35和第二单向阀36,且第二单向阀36处于第一手动球阀35和第一两位三通电磁阀30之间。
第一两位三通电磁阀30和外部备用气源之间的第九导管29上还安装有第二手动球阀37,两个手动球阀处于常开状态。
特别的,为了便于控制和反馈阀板43的开启行程,实现对其精确控制,在本实施例中,上活塞5顶部的中心处固定安装有行程杆38,行程杆38的顶端穿过气缸2的顶部设在其外侧,且其顶部还安装有行程触头39,气缸2的顶部固定安装有与行程触头相对应的行程开关40。
特别的,在本实施例中,为了实现对设备的自动化控制,还设置有控制器常用的可编辑单片机便可,第一两位三通电磁阀30、第二两位三通电磁阀33和行程开关分别与控制器信号连接。
工作原理:
本实施例提供的设备,其控制策略和具体如下:
一、在设备维持常开、外部主供气源、外部备用供气源、设备的供电系统均稳定时,设备具有以下状态:
1)储气罐27内气压为处于设定范围,第一两位三通电磁阀30呈常闭状态,第二两位三通电磁阀33呈常开状态,外部主供气源的气流经过滤减压阀34减压后经第十一导管32经第二两位三通电磁阀33进入两位五通气控阀13的控制端使其获得气信号,两位五通气控阀13获得气信号后,其控制第一导管14和第二导管15连通当两位五通气控阀13无气信号时,其控制第一导管14和第四导管19连通,外部主供气源的气流经第一导管14、两位五通气控阀13、第二导管15、第一快速排气阀16后经第三导管17分别进入两个第一气管18,两个第二气管24将气流分别倒入第一上行进出气孔11和第二上行进出气孔12第三导管17与两个第一气管18之间通过三通接管进行连接,从而推动下活塞6和上活塞5分别上行,同时第一上气腔上活塞5上部的气体和下气腔内下活塞6上部的气体分别经第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10后分别通过一个第二气管24后经第六导管23后第二快速排气阀22排出,实现缸体内压力平衡,避免压缩气体产生阻力;结合前述,推动推杆3上行经阀杆45带动阀板43上行,打开介质通道42,直至上活塞5运行至其上限,令行程杆38带动行程触头39上行至与行程开关接触,控制器获得阀板43开启信号,上活塞5达到上行上限后,上气腔和下气腔内气压达到稳定,维持开启状态;
2)外部主供气源的气压经第十导管31传递到两位三通气控阀20的控制端使其获得气信号,两位三通气控阀20有气信号时,令第四导管19和第五导管21连通当两位三通气控阀20无气信号时,其控制第八导管28和第五导管21连通;
3)外部主供气源的气流经第七导管25和第一单向阀26向储气罐27供气第一单向阀26可防止外部主供气源气压降低后气流逆流,储气罐27充气直至达到气压达到设定值,电接点压力表可监测并反馈外部主供气源的气压大小,储气罐27的气流流向第八导管28因此时两位三通气控阀20有气信号,其控制策略为令第四导管19和第五导管21连通,第八导管28不与第五导管21连通后并维持气压平衡;储气罐27内气流经第九导管29流向第二单向阀36第一手动球阀35和第二手动球阀37保持常开状态被节流,流至此处后维持气压平衡;当电接点压力表检测到外部主供气源的气压不足时,控制器控制第一两位三通电磁阀30开启,外部备用供气源为储气罐27提供气源,为其进行充气。
上述状态1-3,为设备正常保持常开时的状态。
4)当设备处于正常状态需要关闭时,控制器控制第二两位三通电磁阀33关闭,此时两位五通气控阀13失去气信号,第一导管14和第四导管19连通,且此时两位三通气控阀20的气信号仍存在,则外部主供气源的气流经第一导管14、第四导管19、第五导管21、第二快速排气阀22后进入第六导管23,并分别经一个第一气管18后经第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10进入上气腔上活塞5上方的空间及下气腔下活塞6上方的空间,从而推动上活塞5和下活塞6下行,直至运动到上活塞5下行下限,实现推杆3经阀杆45推动闸板下行关闭介质通道42的目的,此过程中,行程杆38下行行程触头脱离行程开关,反馈给控制器,令其获得阀板43关闭信号;同时,上气腔中上活塞5下部空间的气体和下气腔中下活塞6下方的气体经第二上行进出气孔12和第一上行进出气孔11后经两个第一气管18后经第一快速排气阀16排出,实现压力平衡,避免压缩气体产生。
二、在设备供电系统丧失时,设备具有下述状态:
1)第二两位三通电磁阀33关闭,两位五通气控阀13失去气信号,令第一导管14和第四导管19连通,两位三通气控阀20仍存在气信号,令第四导管19和第五导管21连通,外部主供气源的气流第一导管14、第四导管19、第五导管21后,进行阀板43关闭动作。
三、当设备外部主供气源不再供气,处于失气状态时,设备具有下述状态:
1)两位五通气控阀13、两位三通气控阀20分别失去气信号,因外部主供气源无气流,则第二导管15和第四导管19均不会产生气流,第八导管28和第五导管21连通,储气罐27的气流经第八导管28进入第五导管21后进行阀板43关闭动作。
四、当设备外部主供气源和供电系统均丧失时,设备具有的状态同状态三一样。
五、外部备用供气源仅作为为储气罐27供气,不作为阀板43控制策略的一环,仅作为备用气源为储气罐27供气。
实施例2
参考图3,在本实施例中,提供一种气动大口径波纹管闸阀,其主体结构与实施例1相同,区别在于:
第二导管15的输出端直接与两个第一气管18连接(即省略第三导管17),其中与第二上行进出气孔12连接的第一气管18上安装有所述第一快速排气阀16,当第一导管14与第四导管19连通时所述两位五通气控阀13中与第二导管15连通的排气端外连通有节流阀54。
通过上述设置,其工作原理与实施例1的区别在于:
特别的,在本实施例中,为了有效控制关闭的过程,使得关闭时前半程快关,后半程慢闭,以及避免水锤现象发生,在下气腔内部下进出气口处设置有节流装置,控制下腔排气速度以控制最后20%行程的关闭时间;
当由完全开启的状态转为阀板43封闭介质通道42时,首先由第一下行进出气孔9和第二下行进出气孔10分别为上气腔处于上活塞5上部的空间和下气腔处于下活塞6上部的空间充气,上活塞5下行推动推杆3下行,下活塞6推动连接套7下行,由于与第二上行进出气孔12连接的第一气管18上安装有第一快速排气阀16,上气腔处于上活塞5下部的空间气体通过第一快速排气阀16快速排出,上活塞5下行推动推杆3下行速度较快;第一上行进出气孔11通过与其连接的第一气管18后经第二导管15后与两位五通气控阀13中与其连通的排气端连接,结合该排气端处还安装有节流阀54,从而可减缓第一上行进出气孔11的排气速度,下活塞6推动连接套7以较慢的速度下行,当上活塞5下行推动推杆3快速下行至总行程的80%时,上活塞5的下部与连接套7的上部接触,此时,上活塞5下行推动推杆3速度减缓,与下活塞6推动连接套7下行的速度相当,从而实现前行程的80%快关,后20%行程缓闭的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,包括波纹管闸阀本体,其特征在于,所述波纹管闸阀本体阀盖(48)的顶部正上方通过支架(1)架设有气缸(2),所述波纹管闸阀本体内阀杆(45)的顶端穿过其阀盖(48)顶部与推杆(3)固定连接,所述气缸(2)内腔固定安装有可将其内腔分隔为上气腔和下气腔的固定隔板(4),且上气腔内部空间体积大于下气腔内部空间体积,所述上气腔内设置有上活塞(5),所述下气腔内设置有下活塞(6),所述推杆(3)的顶端依次穿过气缸(2)的底部、下活塞(6)、固定隔板(4)和上活塞(5)并与上活塞(5)固定连接,所述推杆(3)上还套设有上粗下细的连接套(7),所述连接套(7)上部较粗部分的顶部穿过固定隔板(4)设置在上气腔内其底端设置在下气腔内,所述连接套(7)下部较细部分的底端穿过下活塞(6)设置在其正下方,且其外壁螺纹连接有锁紧螺母(8),锁紧螺母(8)的顶部紧顶下活塞(6)的底部,所述上气腔的顶部开设有用于其与外部空间连通的第一下行进出气孔(9),所述固定隔板(4)上开设有用于连通外部空间与下气腔的第二下行进出气孔(10),所述下气腔的底部开设有用于其与外部空间连通的第一上行进出气孔(11),所述固定隔板(4)上开设有用于连通外部空间与上气缸(2)连通的第二上行进出气孔(12);
还包括两位五通气控阀(13),所述两位五通气控阀(13)的输入端通过第一导管(14)与外部主供气源连接,其第一输出端通过第二导管(15)与第一快速排气阀(16)的输入端连接,所述第一快速排气阀(16)的输出端连接有第三导管(17)输入端,所述第一上行进出气孔(11)和第二上行进出气孔(12)分别通过一个第一气管(18)与第三导管(17)的输出端连接,所述两位五通气控阀(13)的第二输出端通过第四导管(19)与两位三通气控阀(20)的第一输入端连接,所述两位三通气控阀(20)的输出端通过第五导管(21)与第二快速排气阀(22)的输入端连接,所述第二快速排气阀(22)的输出端连接有第六导管(23)输入端,所述第一下行进出气孔(9)和第二下行进出气孔(10)分别通过一个第二气管(24)与第六导管(23)的输出端连接;
所述第一导管(14)上还连接有第七导管(25)的输入端,所述第七导管(25)的输出端通过第一单向阀(26)与储气罐(27)的第一输入端连接,所述储气罐(27)的输出端通过第八导管(28)与所述两位三通气控阀(20)的第二输入端连接;
所述储气罐(27)的第二输入端通过第九导管(29)与外部备用气源连接,且第九导管(29)上还安装有第一两位三通电磁阀(30);
所述第一导管(14)还通过第十导管(31)与两位三通气控阀(20)的控制端连接;
所述第一导管(14)还通过第十一导管(32)与两位五通气控阀(13)的控制端连接,且第十一导管(32)上还安装有第二两位三通电磁阀(33)。
2.根据权利要求1所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述第二导管(15)的输出端直接与两个第一气管(18)连接,其中与第二上行进出气孔(12)连接的第一气管(18)上安装有所述第一快速排气阀(16),当第一导管(14)与第四导管(19)连通时,对应的所述两位五通气控阀(13)中与第二导管(15)连通的排气端外连通有节流阀(54)。
3.根据权利要求1或2所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述第一导管(14)输入端通过过滤减压阀(34)与外部主供气源连接,所述第七导管(25)的输入端直接与外部主供气源的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述第九导管(29)处于储气罐(27)第二输入端和第一两位三通电磁阀(30)之间的管体上还安装有第一手动球阀(35)和第二单向阀(36),且第二单向阀(36)处于第一手动球阀(35)和第一两位三通电磁阀(30)之间。
5.根据权利要求4所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述第一两位三通电磁阀(30)和外部备用气源之间的第九导管(29)上还安装有第二手动球阀(37)。
6.根据权利要求5所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述上活塞(5)顶部的中心处固定安装有行程杆(38),所述行程杆(38)的顶端穿过气缸(2)的顶部设在其外侧,且其顶部还安装有行程触头(39),所述气缸(2)的顶部固定安装有与所述行程触头相对应的行程开关(40)。
7.根据权利要求6所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,还设置有控制器,所述第一两位三通电磁阀(30)、第二两位三通电磁阀(33)和行程开关分别与控制器信号连接。
8.根据权利要求7所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,连接套(7)底端接触气缸(2)底部时为下活塞(6)下行下限,且此时连接套(7)的顶部仍处于上气腔内,同时行程杆(38)的顶端仍处于气缸(2)的外侧;下活塞(6)顶部紧顶固定隔板(4)时,连接套(7)上部较粗部分的底部紧顶下活塞(6)顶部。
9.根据权利要求8所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述波纹管闸阀本体包括阀体(41),阀体(41)内开设有用于介质流通的贯穿且其本体的介质通道(42),介质通道(42)内设置有对其进行隔断的阀板(43),所述阀体(41)顶部还开设有与介质通道(42)连通的、用于供阀板(43)上下行从而开启或隔断介质通道(42)的行程空间(44),所述阀板(43)的顶部固定连接有阀杆(45),所述阀杆(45)上自上而下套设有填料函(46)和波纹管本体(47),所述填料函(46)的底端与所述波纹管本体(47)的顶端密封焊接,所述波纹管本体(47)的底端与阀杆(45)外壁密封焊接,所述波纹管本体(47)的外侧还套设有与其互不接触的阀盖(48),所述阀盖(48)的底端与阀体(41)的顶端固定且密封连接,所述阀盖(48)顶部中心处开设有与填料函(46)相对应的凹槽,所述填料函(46)嵌制在凹槽内,所述填料函(46)顶部中心处开设有贯穿其本体的、上粗下细的填料凹槽,所述阀杆(45)的顶端穿过填料凹槽后与推杆(3)的底端连接,所述阀杆(45)与填料凹槽上部较粗处对应的内壁之间的空间内均匀设置有填料层(49),所述填料层(49)的顶部设置有填料压盖(50),所述填料压盖(50)套设在阀杆(45)上且其底端设置在填料凹槽内,所述填料压盖(50)的另一端与阀盖(48)顶部通过螺栓紧密连接,所述阀盖(48)的顶部固定安装有所述支架(1)。
10.根据权利要求9所述的一种自控大口径快速切断波纹管闸阀,其特征在于,所述气缸(2)具体由三个同轴分布的上盖(51)、圆柱型围板(53)和下盖(52)构成,所述下盖(52)固定安装在支架(1)的顶部,所述圆柱型围板(53)固定安装在下盖(52)顶部,所述上盖(51)固定安装在圆柱型围板(53)的顶部。
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