CN111750163B - 一种紧急切断气动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种紧急切断气动控制系统，包括双作用气动执行机构，储气罐输出仪表气通过第一二位三通气控阀与双作用气动执行机构的关阀执行孔位连接；所述储气罐输出仪表气依次通过二位五通双气控阀、第二二位三通气控阀与双作用气动执行机构的开阀执行孔位连接，所述二位五通双气控阀同时将仪表气与第一二位三通气控阀连接；所述储气罐输出先导气依次通过第二可调式气控换向阀、二位五通双电控电磁阀连通至二位五通双气控阀的先导口。本发明具有电控、手控启闭、气压不足保位、气压不足保位的情况下实现手控闭阀、及火灾时易熔元件融化后实现闭阀的同时截断易熔元件上游先导气源防止气源压力不足无法或难以关紧阀门的优点。

Description

一种紧急切断气动控制系统
技术领域
本发明涉及阀门的气动控制系统领域，具体涉及一种紧急切断气动控制系统。
背景技术
在火灾情况下，当温度达到或超过易熔元件的熔点时，易熔元件熔化将气缸内的压力泄放掉，使另一侧储气罐内的压缩空气推动活塞自动将阀门关闭，切断储罐与装置之间互通，减少火灾面积，减少储罐和装置在火灾情况下的事故扩大及经济损失。
还可在火灾情况下进一步减少和安全相关的人为失误，进而减少系统故障风险，提高了气动控制系统的使用安全性。
现有阀门的气动控制系统在主仪表气故障状态下发生火灾情况时易熔元件熔化后储气罐的仪表气从易熔元件熔掉的孔位持续排放至大气造成储气罐里的仪表气压力连续降低而无法严密关闭阀门。
因双作用气动执行机构和所有配套的气动附件密封材料均是O型橡胶，当O型橡胶耐热性达到或超过120℃时，可能会出现气动附件密封性能失效，影响气动控制系统的功能安全性，
所以双作用气动执行机构和所有配套气动附件必须配套防火保护罩来保证气动控制系统的功能安全性，确保在火灾情况下能自动快速关闭阀门。
除易熔元件安装在防火保护罩外，双作用气动执行机构和所有配套气动附件均安装在防火保护罩内，防火保护罩应符合UL1709标准，能够在1093℃下，抵抗烃类火灾30min，防火保护罩内部温度应不超过80℃。
发明内容
基于上述问题，本发明目的在于提供一种可实现电控启闭阀门、手控启闭阀门、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐对阀门进行保位、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐对阀门进行保位的情况下实现手控闭阀、及火灾时易熔元件融化后实现闭阀的同时截断易熔元件上游先导气源防止储气罐的仪表气从易熔元件熔掉的孔位持续排放至大气导致储气罐的仪表气压力不足而无法或难以严密关闭阀门的紧急切断气动控制系统。
针对以上问题，提供了如下技术方案：一种紧急切断气动控制系统，包括用于控制阀门启闭的双作用气动执行机构，储气罐输出仪表气通过第一二位三通气控阀与双作用气动执行机构的关阀执行孔位连接；所述储气罐输出仪表气依次通过二位五通双气控阀、第二二位三通气控阀与双作用气动执行机构的开阀执行孔位连接，所述二位五通双气控阀同时将仪表气与第一二位三通气控阀连接；所述储气罐输出先导气依次通过第二可调式气控换向阀、二位五通双电控电磁阀连通至二位五通双气控阀的先导口；所述第一二位三通气控阀、第二二位三通气控阀的先导口彼此相连后依次与三通残压释放手动阀、第一可调式气控换向阀、第二易熔元件、二位二通气控阀相连后以先导气的形式连至储气罐；所述储气罐输出先导气依次通过气动延时阀、第三二位三通气控阀与二位二通气控阀的先导口连接，所述三通残压释放手动阀与第一可调式气控换向阀之间的先导气与第三二位三通气控阀的先导口相连。
本发明进一步设置为，所述第一二位三通气控阀与储气罐之间的仪表气路上连接有放空阀。
本发明进一步设置为，所述开阀执行孔位与第二二位三通气控阀之间的先导气路上连有第一易熔元件。
上述结构中，第一易熔元件熔化后可直接将开阀执行孔位出来的气体排至大气，可有效防止第二二位三通气控阀出现故障无法排气的情况发生，大幅提高可靠性。
本发明进一步设置为，所述储气罐上游依次连有单向阀、主仪表气；所述储气罐下游设有空气过滤减压阀；所述放空阀、二位二通气控阀、气动延时阀、第二可调式气控换向阀及二位五通双气控阀彼此并连后其仪表气及先导气均连接至空气过滤减压阀。
本发明进一步设置为，所述第二可调式气控换向阀的预设常闭压力值小于空气过滤减压阀输出压力；所述第一可调式气控换向阀的预设常闭压力值小于第二可调式气控换向阀的预设常闭压力值。
本发明进一步设置为，所述气动延时阀延时时间为2S-10S，优选为5S。
状态1：
所述主仪表气、储气罐无气源压力时，所述第二可调式气控换向阀的IN→OUT为常闭状态，所述气动延时阀的IN→OUT为常闭状态，所述二位二通气控阀的P→A为常通状态，所述第一可调式气控换向阀的IN→OUT为常闭状态，所述第三二位三通气控阀的P→A为常闭状态，所述三通残压释放手动阀旋转至SUP位置状态使其IN→OUT为常通状态，所述第一二位三通气控阀的P→A为常闭状态，所述第二二位三通气控阀的P→A为常闭状态，所述二位五通双电控电磁阀的P→B孔接通和二位五通双气控阀的P→B孔状态为最后一次二位五通双电控电磁阀控制后的状态。
状态2：
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀的阀芯换向、第一二位三通气控阀的阀芯换向、第二二位三通气控阀的阀芯换向和第三二位三通气控阀的阀芯换向；
气动延时阀延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀的IN→OUT孔接通，经气动延时阀的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀的R孔位置；
通过二位五通双电控电磁阀线圈①带电，先导气经二位五通双电控电磁阀的P→A孔进入二位五通双气控阀的一侧先导信号孔，二位五通双气控阀阀芯换向后其P→A孔通,此时储气罐的仪表气通过二位五通双气控阀的P→A孔进入第一二位三通气控阀的P→A孔进入关阀执行孔位，推动双作用气动执行机构的活塞向下移动，双作用气动执行机构的活塞另一侧气体从开阀执行孔位经第二二位三通气控阀的A→P孔再经过二位五通双气控阀的B→EB孔排放至大气，双作用气动执行机构驱动阀门关闭。
状态3：
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀的阀芯换向、第一二位三通气控阀的阀芯换向、第二二位三通气控阀的阀芯换向和第三二位三通气控阀的阀芯换向；
气动延时阀延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀的IN→OUT孔接通，经气动延时阀的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀的R孔位置；
通过二位五通双电控电磁阀线圈②带电，先导气经二位五通双电控电磁阀的P→B孔进入二位五通双气控阀的另一侧先导信号孔，二位五通双气控阀阀芯换向后其P→B孔通,此时储气罐的仪表气通过二位五通双气控阀的P→B孔进入二位三通气控阀的P→A孔在进入到开阀执行孔位，推动双作用气动执行机构的活塞向上移动，双作用气动执行机构的活塞另一侧气体从关阀执行孔位经二位三通气控阀的A→P孔在经过二位五通双气控阀的A→EA孔排放至大气，双作用气动执行机构驱动阀门打开。
状态4：
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
第三二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀阀芯换向和第三二位三通气控阀阀芯换向；
气动延时阀延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀的IN→OUT孔接通，经气动延时阀的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀的R孔位置；
此时，无论是二位五通双电控电磁阀线圈①或②带电，均可操作三通残压释放手动阀的手柄旋转至EXH位置状态使OUT→EXH孔接通，三通残压释放手动阀的OUT→EXH孔接通后将第一二位三通气控阀及第二二位三通气控阀的先导气放空至大气，第一二位三通气控阀通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐的仪表气通过过滤减压阀的仪表气经第一二位三通气控阀的R→A孔进入关阀执行孔位，推动双作用气动执行机构的活塞向下移动，双作用气动执行机构的活塞另一侧气体从开阀执行孔位经第二二位三通气控阀的A→R孔排放至大气，双作用气动执行机构驱动阀门关闭；
当三通残压释放手动阀的手柄再次旋转至SUP位置状态时，将恢复至二位五通双电控电磁阀线圈①或②当前带电状态下的驱动动作。
状态5：
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀的阀芯换向、第一二位三通气控阀的阀芯换向、第二二位三通气控阀的阀芯换向和第三二位三通气控阀的阀芯换向；
气动延时阀延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀的IN→OUT孔接通，经气动延时阀的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀的R孔位置；
当主仪表气故障，储气罐里的仪表气压力低于第二可调式气控换向阀的设定值0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀的OUT→EXH为接通状态将二位五通双电控电磁阀内的先导气排放至大气，二位五通双电控电磁阀失去先导气供给；
此时通过二位五通双电控电磁阀通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀提供先导气来驱动二位五通双气控阀控制阀门开/关，阀门处于保位状态；
直到储气罐的仪表气压力≥0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀的IN→OUT为接通状态才能通过二位五通双电控电磁阀将足压的先导气送入二位五通双气控阀来驱动二位五通双气控阀以此控制阀门的开/关。
状态6
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀接收到先导气后其P→A孔接通；
因气动延时阀的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀的IN→OUT孔接通前，已经完成了可调式气控换向阀阀芯换向和二位三通气控阀阀芯换向；
气动延时阀延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀的IN→OUT孔接通，经气动延时阀的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀的R孔位置；
当主仪表气故障，储气罐里的仪表气压力低于第二可调式气控换向阀的设定值0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀的OUT→EXH为接通状态；
此时通过二位五通双电控电磁阀通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀提供先导气来驱动二位五通双气控阀控制阀门开/关，阀门处于保位状态；
此时，操作三通残压释放手动阀的手柄旋转至EXH位置使其OUT→EXH孔接通，三通残压释放手动阀的OUT→EXH孔接通后将第一二位三通气控阀及第二二位三通气控阀的先导气放空至大气，第一二位三通气控阀通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐的仪表气通过过滤减压阀的仪表气经第一二位三通气控阀的R→A孔进入关阀执行孔位，推动双作用气动执行机构的活塞向下移动，双作用气动执行机构活塞另一侧的气体从开阀执行孔位经第二二位三通气控阀的A→R孔排放至大气，双作用气动执行机构驱动阀门关闭。
状态7：
主仪表气给整个控制系统供气，经单向阀进入储气罐再进入空气过滤减压阀，通过空气过滤减压阀将储气罐输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G),第二可调式气控换向阀压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀接收到＜0.35MPa(G)先导气后OUT→EXH孔接通，放空进入二位五通双电控电磁阀的仪表气，此时通过二位五通双电控电磁阀通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀提供先导气来驱动二位五通双气控阀控制阀门开/关，阀门处于保位状态；
气动延时阀预设延时为5秒，气动延时阀接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
气动延时阀IN→OUT孔接通后，仪表气进入二位三通气控阀的R孔位置处于等待状态；
无论阀门是否处于保位状态，当环境温度达到第二易熔元件的熔点时，第二易熔元件13的易熔合金融化掉，先导气就会从第二易熔元件熔掉的孔位持续排放至大气，紧接着第二可调式气控换向阀就会检测到其上游先导气压力值降低，第二可调式气控换向阀就会通过阀芯弹簧自动复位至OUT→EXH孔接通；
第二可调式气控换向阀的OUT→EXH孔接通后将回路里的残余气体放空至大气；
失去先导气的第一二位三通气控阀通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀也通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐17的仪表气通过空气过滤减压阀的仪表气经第一二位三通气控阀的R→A孔进入关阀执行孔位，推动双作用气动执行机构的活塞向下移动，双作用气动执行机构活塞的另一侧气体从开阀执行孔位经第二二位三通气控阀的A→R排放至大气，或在第一易熔元件熔化时直接从开阀执行孔位经第一易熔元件排放至大气，双作用气动执行机构驱动阀门关闭；
同时失去先导气的第三二位三通气控阀的阀芯弹簧自动复位其R→A孔就会处于接通状态，由储气罐的仪表气通过空气过滤减压阀至气动延时阀的IN→OUT孔再经第三二位三通气控阀的R→A孔控制二位二通气控阀的阀芯换向，阀芯换向后的二位二通气控阀的P→A孔处于不通状态，截断第二易熔元件上游的先导气；
此时储气罐的仪表气就无法继续通过融化后的易熔元件孔位持续排放至大气，有效避免储气罐里的仪表气压力连续降低而无法严密关闭阀门。
阀门设置有机械手轮：
无论在任何控制情况下，均可通过空气过滤减压阀将储气罐里的仪表气减压至OMPa(G)，接着手动打开放空阀，放空整个控制回路里的残压气体排出至大气，此时可操作双作用执行机构自带的机械手轮开/关阀门。
本发明的有益效果：可实现电控启闭阀门、手控启闭阀门、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐对阀门进行保位、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐对阀门进行保位的情况下实现手控闭阀、及火灾时第二易熔元件融化后实现闭阀的同时截断第二易熔元件上游先导气源防止储气罐的仪表气从第二易熔元件熔掉的孔位持续排放至大气导致储气罐的仪表气压力不足而无法或难以严密关闭阀门的问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的正常情况下电控闭阀状态示意图。
图3为本发明的正常情况下电控开阀状态示意图。
图4为本发明的正常情况下手控闭阀状态示意图。
图5为本发明的气压不足故障情况阀门保位状态示意图。
图6为本发明的气压不足故障情况下手控闭阀状态示意图。
图7为本发明的火灾情况下工作状态示意图。
图中标号含义：1-阀门；2-双作用气动执行机构；3-第一二位三通气控阀；4-第二二位三通气控阀；5-第一易熔元件；6-放空阀；7-二位五通双气控阀；8-二位五通双电控电磁阀；9-三通残压释放手动阀；10-第三二位三通气控阀；11-气动延时阀；12-第一可调式气控换向阀；13-第二易熔元件；14-二位二通气控阀；15-第二可调式气控换向阀；16-空气过滤减压阀；17-储气罐；18-单向阀；19-主仪表气；20-关阀执行孔位；21-开阀执行孔位。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1至图7，如图1至图7所示的一种紧急切断气动控制系统，包括用于控制阀门1启闭的双作用气动执行机构2，储气罐17输出仪表气通过第一二位三通气控阀3与双作用气动执行机构2的关阀执行孔位20连接；所述储气罐17输出仪表气依次通过二位五通双气控阀7、第二二位三通气控阀4与双作用气动执行机构2的开阀执行孔位21连接，所述二位五通双气控阀7同时将仪表气与第一二位三通气控阀3连接；所述储气罐17输出先导气依次通过第二可调式气控换向阀15、二位五通双电控电磁阀8连通至二位五通双气控阀7的先导口；所述第一二位三通气控阀3、第二二位三通气控阀4的先导口彼此相连后依次与三通残压释放手动阀9、第一可调式气控换向阀12、第二易熔元件13、二位二通气控阀14相连后以先导气的形式连至储气罐；所述储气罐17输出先导气依次通过气动延时阀11、第三二位三通气控阀10与二位二通气控阀14的先导口连接，所述三通残压释放手动阀9与第一可调式气控换向阀12之间的先导气与第三二位三通气控阀10的先导口相连。
本实施例中，所述第一二位三通气控阀3与储气罐17之间的仪表气路上连接有放空阀6。
本实施例中，所述开阀执行孔位21与第二二位三通气控阀4之间的先导气路上连有第一易熔元件5。
上述结构中，第一易熔元件5熔化后可直接将开阀执行孔位21出来的气体排至大气，可有效防止第二二位三通气控阀4出现故障无法排气的情况发生，大幅提高可靠性。
本实施例中，所述储气罐17上游依次连有单向阀18、主仪表气19；所述储气罐17下游设有空气过滤减压阀16；所述放空阀6、二位二通气控阀14、气动延时阀11、第二可调式气控换向阀15及二位五通双气控阀7彼此并连后其仪表气及先导气均连接至空气过滤减压阀16。
本实施例中，所述第二可调式气控换向阀15的预设常闭压力值小于空气过滤减压阀16输出压力；所述第一可调式气控换向阀12的预设常闭压力值小于第二可调式气控换向阀15的预设常闭压力值。
本实施例中，所述气动延时阀延时时间为2S-10S，优选为5S。
状态1：
如图1所示，所述主仪表气19、储气罐17无气源压力时，所述第二可调式气控换向阀15的IN→OUT为常闭状态，所述气动延时阀11的IN→OUT为常闭状态，所述二位二通气控阀14的P→A为常通状态，所述第一可调式气控换向阀12的IN→OUT为常闭状态，所述第三二位三通气控阀10的P→A为常闭状态，所述三通残压释放手动阀9旋转至SUP位置状态使其IN→OUT为常通状态，所述第一二位三通气控阀3的P→A为常闭状态，所述第二二位三通气控阀4的P→A为常闭状态，所述二位五通双电控电磁阀8的P→B孔接通和二位五通双气控阀7的P→B孔状态为最后一次二位五通双电控电磁阀8控制后的状态。
状态2：
如图2所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀15的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀14的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀12的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀12接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀10接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀9旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀3接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀4接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀11的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀12的阀芯换向、第一二位三通气控阀3的阀芯换向、第二二位三通气控阀4的阀芯换向和第三二位三通气控阀10的阀芯换向；
气动延时阀11延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀11的IN→OUT孔接通，经气动延时阀11的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀10的R孔位置；
通过二位五通双电控电磁阀8线圈①带电，先导气经二位五通双电控电磁阀8的P→A孔进入二位五通双气控阀7的一侧先导信号孔，二位五通双气控阀7阀芯换向后其P→A孔通,此时储气罐17的仪表气通过二位五通双气控阀7的P→A孔进入第一二位三通气控阀3的P→A孔进入关阀执行孔位20，推动双作用气动执行机构2的活塞向下移动，双作用气动执行机构2的活塞另一侧气体从开阀执行孔位21经第二二位三通气控阀4的A→P孔再经过二位五通双气控阀7的B→EB孔排放至大气，双作用气动执行机构2驱动阀门1关闭。
状态3：
如图3所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀15的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀14的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀12的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀12接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀10接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀9旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀3接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀4接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀11的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀12的阀芯换向、第一二位三通气控阀3的阀芯换向、第二二位三通气控阀4的阀芯换向和第三二位三通气控阀10的阀芯换向；
气动延时阀11延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀11的IN→OUT孔接通，经气动延时阀11的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀10的R孔位置；
通过二位五通双电控电磁阀8线圈②带电，先导气经二位五通双电控电磁阀8的P→B孔进入二位五通双气控阀7的另一侧先导信号孔，二位五通双气控阀7阀芯换向后其P→B孔通,此时储气罐17的仪表气通过二位五通双气控阀7的P→B孔进入二位三通气控阀4的P→A孔在进入到开阀执行孔位21，推动双作用气动执行机构2的活塞向上移动，双作用气动执行机构2的活塞另一侧气体从关阀执行孔位20经二位三通气控阀3的A→P孔在经过二位五通双气控阀7的A→EA孔排放至大气，双作用气动执行机构2驱动阀门1打开。
状态4：
如图4所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀15的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀14的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀12压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀12接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
第三二位三通气控阀10接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀11的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀12阀芯换向和第三二位三通气控阀10阀芯换向；
气动延时阀11延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀11的IN→OUT孔接通，经气动延时阀11的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀10的R孔位置；
此时，无论是二位五通双电控电磁阀8线圈①或②带电，均可操作三通残压释放手动阀9的手柄旋转至EXH位置状态使OUT→EXH孔接通，三通残压释放手动阀9的OUT→EXH孔接通后将第一二位三通气控阀3及第二二位三通气控阀4的先导气放空至大气，第一二位三通气控阀3通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀4通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐17的仪表气通过过滤减压阀16的仪表气经第一二位三通气控阀3的R→A孔进入关阀执行孔位20，推动双作用气动执行机构2的活塞向下移动，双作用气动执行机构2的活塞另一侧气体从开阀执行孔位21经第二二位三通气控阀4的A→R孔排放至大气，双作用气动执行机构2驱动阀门1关闭；
当三通残压释放手动阀9的手柄再次旋转至SUP位置状态时，将恢复至二位五通双电控电磁阀8线圈①或②当前带电状态下的驱动动作。
状态5：
如图5所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀15的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀14的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀12的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀12接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀10接收到先导气后其P→A孔接通，三通残压释放手动阀9旋转至SUP位置状态使IN→OUT孔接通，第一二位三通气控阀3接收到先导气后其P→A孔接通，第二二位三通气控阀4接收到先导气后其P→A孔接通；
气动延时阀11的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，就已经完成了第一可调式气控换向阀12的阀芯换向、第一二位三通气控阀3的阀芯换向、第二二位三通气控阀4的阀芯换向和第三二位三通气控阀10的阀芯换向；
气动延时阀11延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀11的IN→OUT孔接通，经气动延时阀11的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀10的R孔位置；
当主仪表气19故障，储气罐17里的仪表气压力低于第二可调式气控换向阀15的设定值0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀15的OUT→EXH为接通状态将二位五通双电控电磁阀8内的先导气排放至大气，二位五通双电控电磁阀8失去先导气供给；
此时通过二位五通双电控电磁阀8通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀7提供先导气来驱动二位五通双气控阀7控制阀门1开/关，阀门1处于保位状态；
直到储气罐17的仪表气压力≥0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀15的IN→OUT为接通状态才能通过二位五通双电控电磁阀8将足压的先导气送入二位五通双气控阀7来驱动二位五通双气控阀7以此控制阀门1的开/关。
状态6
如图6所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17里输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G), 第二可调式气控换向阀15的压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15在接收到≥0.35MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
在气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，二位二通气控阀14的P→A孔接通，第一可调式气控换向阀12的压力设定值为0.2MPa(G)，第一可调式气控换向阀12接收到≥0.2MPa(G)先导气后IN→OUT孔接通，第三二位三通气控阀10接收到先导气后其P→A孔接通；
因气动延时阀11的IN→OUT孔存在接通延时，因此气动延时阀11的IN→OUT孔接通前，已经完成了可调式气控换向阀12阀芯换向和二位三通气控阀10阀芯换向；
气动延时阀11延迟时间达到5秒钟后，气动延时阀11的IN→OUT孔接通，经气动延时阀11的IN→OUT孔的仪表气将等待在第三二位三通气控阀10的R孔位置；
当主仪表气19故障，储气罐17里的仪表气压力低于第二可调式气控换向阀15的设定值0.35MPa(G)时，第二可调式气控换向阀15的OUT→EXH为接通状态；
此时通过二位五通双电控电磁阀8通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀7提供先导气来驱动二位五通双气控阀7控制阀门1开/关，阀门1处于保位状态；
此时，操作三通残压释放手动阀9的手柄旋转至EXH位置使其OUT→EXH孔接通，三通残压释放手动阀9的OUT→EXH孔接通后将第一二位三通气控阀3及第二二位三通气控阀4的先导气放空至大气，第一二位三通气控阀3通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀4通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐17的仪表气通过过滤减压阀16的仪表气经第一二位三通气控阀3的R→A孔进入关阀执行孔位20，推动双作用气动执行机构2的活塞向下移动，双作用气动执行机构2活塞另一侧的气体从开阀执行孔位21经第二二位三通气控阀4的A→R孔排放至大气，双作用气动执行机构2驱动阀门1关闭。
状态7：
如图6所示，主仪表气19给整个控制系统供气，经单向阀18进入储气罐17再进入空气过滤减压阀16，通过空气过滤减压阀16将储气罐17输出的气源压力减压至控制系统需要的控制压力值为0.4MPa(G),第二可调式气控换向阀15压力设定值为0.35MPa(G)，第二可调式气控换向阀15接收到＜0.35MPa(G)先导气后OUT→EXH孔接通，放空进入二位五通双电控电磁阀8的仪表气，此时通过二位五通双电控电磁阀8通过线圈①或②切换也无法为二位五通双气控阀7提供先导气来驱动二位五通双气控阀7控制阀门1开/关，阀门1处于保位状态；
气动延时阀11预设延时为5秒，气动延时阀11接收到先导气5秒钟后其IN→OUT孔接通；
气动延时阀11IN→OUT孔接通后，仪表气进入二位三通气控阀10的R孔位置处于等待状态；
无论阀门1是否处于保位状态，当环境温度达到第二易熔元件13的熔点时，第二易熔元件13的易熔合金融化掉，先导气就会从第二易熔元件13熔掉的孔位持续排放至大气，紧接着第二可调式气控换向阀12就会检测到其上游先导气压力值降低，第二可调式气控换向阀12就会通过阀芯弹簧自动复位至OUT→EXH孔接通；
第二可调式气控换向阀12的OUT→EXH孔接通后将回路里的残余气体放空至大气；
失去先导气的第一二位三通气控阀3通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通，第二二位三通气控阀4也通过阀芯弹簧复位其R→A孔接通；
储气罐17的仪表气通过空气过滤减压阀16的仪表气经第一二位三通气控阀3的R→A孔进入关阀执行孔位20，推动双作用气动执行机构2的活塞向下移动，双作用气动执行机构2活塞的另一侧气体从开阀执行孔位21经第二二位三通气控阀4的A→R排放至大气，或在第一易熔元件5熔化时直接从开阀执行孔位21经第一易熔元件5排放至大气，双作用气动执行机构2驱动阀门1关闭；
同时失去先导气的第三二位三通气控阀10的阀芯弹簧自动复位其R→A孔就会处于接通状态，由储气罐17的仪表气通过空气过滤减压阀16至气动延时阀11的IN→OUT孔再经第三二位三通气控阀10的R→A孔控制二位二通气控阀14的阀芯换向，阀芯换向后的二位二通气控阀14的P→A孔处于不通状态，截断第二易熔元件13上游的先导气；
此时储气罐17的仪表气就无法继续通过融化后的易熔元件13孔位持续排放至大气，有效避免储气罐里的仪表气压力连续降低而无法严密关闭阀门1。
阀门1设置有机械手轮：
无论在任何控制情况下，均可通过空气过滤减压阀16将储气罐17里的仪表气减压至O MPa(G)，接着手动打开放空阀6，放空整个控制回路里的残压气体排出至大气，此时可操作双作用执行机构自带的机械手轮开/关阀门1。
本发明的有益效果：可实现电控启闭阀门1、手控启闭阀门1、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐17对阀门1进行保位、主仪表气故障导致气压降低时通过储气罐17对阀门1进行保位的情况下实现手控闭阀、及火灾时第二易熔元件13融化后实现闭阀的同时截断第二易熔元件13上游先导气源防止储气罐17的仪表气从第二易熔元件13熔掉的孔位持续排放至大气导致储气罐17的仪表气压力不足而无法或难以严密关闭阀门1的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种紧急切断气动控制系统，包括用于控制阀门（1）启闭的双作用气动执行机构（2），其特征在于：储气罐（17）输出仪表气通过第一二位三通气控阀（3）与双作用气动执行机构（2）的关阀执行孔位（20）连接；所述储气罐（17）输出仪表气依次通过二位五通双气控阀（7）、第二二位三通气控阀（4）与双作用气动执行机构（2）的开阀执行孔位（21）连接，所述二位五通双气控阀（7）同时将仪表气与第一二位三通气控阀（3）连接；所述储气罐（17）输出先导气依次通过第二可调式气控换向阀（15）、二位五通双电控电磁阀（8）连通至二位五通双气控阀（7）的先导口；所述第一二位三通气控阀（3）、第二二位三通气控阀（4）的先导口彼此相连后依次与三通残压释放手动阀（9）、第一可调式气控换向阀（12）、第二易熔元件（13）、二位二通气控阀（14）相连后以先导气的形式连至储气罐；所述储气罐（17）输出先导气依次通过气动延时阀（11）、第三二位三通气控阀（10）与二位二通气控阀（14）的先导口连接，所述三通残压释放手动阀（9）与第一可调式气控换向阀（12）之间的先导气与第三二位三通气控阀（10）的先导口相连。
2.根据权利要求1所述的一种紧急切断气动控制系统，其特征在于：所述开阀执行孔位（21）与第二二位三通气控阀（4）之间的先导气路上连有第一易熔元件（5）。
3.根据权利要求2所述的一种紧急切断气动控制系统，其特征在于：所述储气罐（17）上游依次连有单向阀（18）、主仪表气（19）；所述储气罐（17）下游设有空气过滤减压阀（16）；所述二位二通气控阀（14）、气动延时阀（11）、第二可调式气控换向阀（15）及二位五通双气控阀（7）彼此并连后其仪表气及先导气均连接至空气过滤减压阀（16）。
4.根据权利要求1所述的一种紧急切断气动控制系统，其特征在于：所述第二可调式气控换向阀（15）的预设常闭压力值小于空气过滤减压阀（16）输出压力；所述第一可调式气控换向阀（12）的预设常闭压力值小于第二可调式气控换向阀（15）的预设常闭压力值。
5.根据权利要求1所述的一种紧急切断气动控制系统，其特征在于：所述气动延时阀延时时间为2S-10S。
6.根据权利要求3所述的一种紧急切断气动控制系统，其特征在于：所述主仪表气（19）、储气罐（17）无气源压力时，所述第二可调式气控换向阀（15）的IN→OUT为常闭状态，所述气动延时阀（11）的IN→OUT为常闭状态，所述二位二通气控阀（14）的P→A为常通状态，所述第一可调式气控换向阀（12）的IN→OUT为常闭状态，所述第三二位三通气控阀（10）的P→A为常闭状态，所述三通残压释放手动阀（9）旋转至SUP位置状态使其IN→OUT为常通状态，所述第一二位三通气控阀（3）的P→A为常闭状态，所述第二二位三通气控阀（4）的P→A为常闭状态，所述二位五通双电控电磁阀（8）的P→B孔接通和二位五通双气控阀（7）的P→B孔状态为最后一次二位五通双电控电磁阀（8）控制后的状态。
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Denomination of invention: An emergency cut-off pneumatic control system

Effective date of registration: 20231115

Granted publication date: 20220527

Pledgee: Zhejiang Juzhou Commercial Bank Co.,Ltd. Wenzhou Ouhai Branch

Pledgor: ZHEJIANG TINGYU FLUID EQUIPMENT Co.,Ltd.

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