CN112032398A - 一种切断阀的机械式自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械式自动控制装置技术领域，具体公开了一种切断阀的机械式自动控制装置，该切断阀的机械式自动控制装置包括切断阀、执行器、第一管路和单向阀，切断阀安装于主管路上，第一管路连接主管路和执行器，单向阀设置于第一管路，单向阀的控制手柄用于驱动单向阀的单向阀本体由第一状态切换至第二状态，当其处于第一状态时，可阻止流体由主管路输送至执行器，当其处于第二状态时，可允许流体由主管路输送至执行器，以使执行器启动并驱动切断阀打开。相比相关技术，该切断阀的机械式自动控制装置通过主管路中输送的流体为动力以驱动执行器，进而控制切断阀，采用纯机械结构，无需外部能源，能够有效降低成本，并避免压力切断阀失效。

Description

一种切断阀的机械式自动控制装置

技术领域

本发明涉及机械式自动控制装置技术领域，尤其涉及一种切断阀的机械式 自动控制装置。

背景技术

目前，天然气田现场的生产管线的自动切断阀通常为电动切断阀、液压切 断阀或气动切断阀，上述压力切断阀均需通过外部能源进行驱动，导致生产成 本较高，并且一旦外部能源供应异常，将导致压力切断阀失效，具有安全隐患。

因此，亟需一种切断阀的机械式自动控制装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种切断阀的机械式自动控制装置，以解决相关 技术中的自动切断阀需要外部能源进行驱动，导致生产成本高，并且当外部能 源供应异常时，容易导致压力切断阀失效的问题。

本发明提供一种切断阀的机械式自动控制装置，该切断阀的机械式自动控 制装置包括：

切断阀，安装于主管路上，所述主管路用于输送流体；

执行器，用于驱动所述切断阀打开或关闭；

第一管路，连接所述主管路和所述执行器；

单向阀，设置于所述第一管路，所述单向阀包括单向阀本体和控制手柄， 所述单向阀本体具有第一状态和第二状态，所述控制手柄用于驱动所述单向阀 本体由所述第一状态切换至所述第二状态，当所述单向阀本体处于所述第一状 态时，所述单向阀本体阻止所述流体由所述主管路输送至所述执行器，当所述 单向阀本体处于所述第二状态时，所述单向阀本体允许所述流体由所述主管路 输送至所述执行器。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述第一管路与所述 主管路的连接处位于所述切断阀的上游。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述切断阀的机械式 自动控制装置还包括设置于所述第一管路上的第一控制阀，所述第一控制阀用 于将所述第一管路打开或关闭。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述流体为天然气， 所述执行器为气缸。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述气缸包括缸体， 与所述缸体滑动配合的活塞，连接所述活塞且滑动穿设于所述缸体上的活塞杆， 以及弹簧，所述活塞将所述缸体分隔为有杆腔和无杆腔，所述弹簧设置于所述 无杆腔内且与所述活塞和所述无杆腔的腔壁抵接，所述第一管路与所述有杆腔 连通；

所述缸体设置于所述切断阀，所述活塞用于驱动所述切断阀开启或关闭。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述切断阀的机械式 自动控制装置还包括与所述第一管路连接的第二管路，和设置于所述第二管路 上的溢流阀，所述第二管路位于所述单向阀的下游。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述切断阀的机械式 自动控制装置还包括设置于所述第二管路上的限压组件。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述限压组件包括第 一先导控制阀和第二控制阀，所述第一先导控制阀的输入口通过第一输入管路 与所述第二管路连接，所述第一先导控制阀的输出口与外界连通，所述第一先 导控制阀的先导控制端与所述第二管路连接，所述第二控制阀设置于所述第一 输入管路上；

所述第一先导控制阀被配置为仅当所述第二管路中流体的压力大于上限阀 值时开启。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述限压组件还包括 第二先导控制阀，所述第二先导控制阀的输入口通过第二输入管路与所述第二 控制阀连接，所述第二先导控制阀的输出口与外界连通，所述第二先导控制阀 的先导控制端与所述第二管路连接；

所述第二先导控制阀被配置为仅当所述第二管路中流体的压力下于下限阀 值时开启。

作为切断阀的机械式自动控制装置的优选技术方案，所述切断阀的两端均 通过法兰连接于所述主管路。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种切断阀的机械式自动控制装置，该切断阀的机械式自动控 制装置包括切断阀、执行器、第一管路和单向阀。切断阀安装于主管路上，执 行器用于驱动切断阀打开或关闭；第一管路连接主管路和执行器；单向阀设置 于第一管路，单向阀包括单向阀本体和控制手柄，单向阀本体具有第一状态和 第二状态，控制手柄用于驱动单向阀本体由第一状态切换至第二状态，当单向 阀本体处于第一状态时，单向阀本体阻止流体由主管路输送至执行器，当单向 阀本体处于第二状态时，单向阀本体允许流体由主管路输送至执行器，流体进 入至执行器后，执行器启动，并驱动切断阀打开。该切断阀的机械式自动控制装置采用纯机械结构，并通过主管路中输送的流体作为动力源以驱动执行器动 作，进而驱动切断阀动作，相比相关技术，切断阀的开启与关闭无需外部能源， 能够有效降低成本，并避免压力切断阀失效。

附图说明

图1为本发明实施例中切断阀的机械式自动控制装置的结构示意图。

图中：

1、切断阀；2、执行器；3、第一管路；4、单向阀；41、控制手柄；5、第 一控制阀；6、第二管路；7、溢流阀；8、限压组件；81、第一先导控制阀；82、 第二控制阀；83、第二先导控制阀；84、第一输入管路；85、第二输入管路；9、 法兰；10、主管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示 所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个 不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征 在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第 一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和 斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可 拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相 连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域 的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自 始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能 理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例提供一种切断阀的机械式自动控制装置，该切断阀 的机械式自动控制装置包括切断阀1、执行器2、第一管路3和单向阀4。其中， 切断阀1安装于主管路10上，主管路10用于输送流体，具体地，切断阀1的 两端均通过法兰9连接于主管路10。执行器2用于驱动切断阀1打开或关闭； 第一管路3连接主管路10和执行器2；单向阀4设置于第一管路3，单向阀4 包括单向阀本体和控制手柄41，单向阀本体具有第一状态和第二状态，控制手 柄41用于驱动单向阀本体由第一状态切换至第二状态，当单向阀本体处于第一状态时，单向阀本体阻止流体由主管路10输送至执行器2，当单向阀本体处于 第二状态时，单向阀本体允许流体由主管路10输送至执行器2，流体进入至执 行器2后，执行器2启动，并驱动切断阀1打开。该切断阀的机械式自动控制 装置采用纯机械结构，并通过主管路10中输送的流体作为动力源以驱动执行器 2动作，进而驱动切断阀1动作。相比相关技术，切断阀1的开启与关闭无需外 部能源，能够有效降低成本，并避免压力切断阀1失效。

本实施例中，第一管路3与主管路10的连接处位于切断阀1的上游。流体 为天然气，执行器2为气缸。在其他的实施例中，流体还可以为液体，相应地， 执行器2为液压缸。气缸包括缸体，与缸体滑动配合的活塞，连接活塞且滑动 穿设于缸体上的活塞杆，以及弹簧，活塞将缸体分隔为有杆腔和无杆腔，弹簧 设置于无杆腔内且与活塞和无杆腔的腔壁抵接，第一管路3与有杆腔连通；缸 体设置于切断阀1，活塞用于驱动切断阀1开启或关闭。当第一控制阀5打开且 单向阀本体处于第二状态时，天然气输入至有杆腔，将驱动活塞压缩弹簧，以 使活塞驱动切断阀1打开，当单向阀本体处于第一状态时，活塞将在弹簧的驱 动下回位，活塞与切断阀1分离，切断阀1将关闭。

可选地，切断阀的机械式自动控制装置还包括设置于第一管路3上的第一 控制阀5，第一控制阀5用于将第一管路3打开或关闭。本实施例中，第一控制 阀5优选为针阀，第一控制阀5可用于控制整个切断阀的机械式自动控制装置 的开启与关闭。

当第一控制阀5开启时，天然气进入至单向阀4的一端，若该单向阀本体 处于第一状态，单向阀本体能够阻止天然气进入至执行器2，单向阀本体的前后 两端具有压差，并且执行器2不会产生动作，切断阀1处于关闭状态。当通过 手柄41将单向阀本体切换至第二状态时，第一管路3中的天然气可输送至执行 器2，执行器2动作并驱动压力切断阀1打开，此时，天然气持续输送至单向阀 本体，并且单向阀本体前端的天然气压力不断补偿至后端，单向阀本体前后两 端的压差为0，单向阀本体可持续保持第二状态，以使切断阀1维持开启状态。 但是当单向阀本体后端的压力迅速泄放时，单向阀本体前端的压力无法及时补 充至后端将导致单向阀本体前后两端存在压差，单向阀本体可自动由第二状态 切换至第一状态。由此，可防止天然气泄漏。需要注意的是，该单向阀4为现 有技术，详见申请号201811427446.7的前期专利中所公开的一种带强制执行手 柄的高压单向阀，在此对于该单向阀4的具体结构不再赘述。

可选地，切断阀的机械式自动控制装置还包括与第一管路3连接的第二管 路6，和设置于第二管路6上的溢流阀7，第二管路6位于单向阀4的下游。具 体地，第二管路6与有杆腔连通，通过设置溢流阀7可防止第一管路3中气压 超过该切断阀的机械式自动控制装置的额定气压。

切断阀的机械式自动控制装置还包括设置于第二管路6上的限压组件8。限 压组件8包括第一先导控制阀81和第二控制阀82，第一先导控制阀81的输入 口通过第一输入管路84与第二管路6连接，第一先导控制阀81的输出口与外 界连通，第一先导控制阀81的先导控制端与第二管路6连接，第二控制阀82 设置于第一输入管路84上；第一先导控制阀81被配置为仅当第二管路6中流 体的压力大于上限阀值时开启。其中，第二控制阀82优选为球阀，第二控制阀 82可控制第一先导控制阀81处于在线或者离线状态，当第一先导控制阀81在 线且当第一先导控制阀81开启时，表明第二管路6中的天然气的压力已经超过 上限阀值，可使第一管路3中单向阀4下游部分、执行器2的有杆腔以及第二 管路6中的天然气及时泄放，单向阀4的前后两端可形成压差，使单向阀本体 自动切换至第一状态，同时，执行器2的有杆腔中失去驱动压力，活塞在弹簧 的驱动下回位，可使切断阀1关闭。

优选地，限压组件8还包括第二先导控制阀83，第二先导控制阀83的输入 口通过第二输入管路85与第二控制阀82连接，第二先导控制阀83的输出口与 外界连通，第二先导控制阀83的先导控制端与第二管路6连接。通过第二控制 阀82可同时控制第一先导控制阀81和第二先导控制阀83处于在线或离线状态。 本实施例中，第二先导控制阀83被配置为仅当第二管路6中流体的压力下于下 限阀值时开启。当第二先导控制阀83在线且当第二先导控制阀83开启时，表 明第二管路6中的天然气的压力已经低于下限阀值，可使第一管路3中单向阀4 下游部分、执行器2的有杆腔以及第二管路6中的天然气及时泄放，同样可使 单向阀本体自动切换至第一状态，并使切断阀1关闭。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并 非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述 说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有 的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，包括：

切断阀(1)，安装于主管路(10)上，所述主管路(10)用于输送流体；

执行器(2)，用于驱动所述切断阀(1)打开或关闭；

第一管路(3)，连接所述主管路(10)和所述执行器(2)；

单向阀(4)，设置于所述第一管路(3)，所述单向阀(4)包括单向阀本体和控制手柄(41)，所述单向阀本体具有第一状态和第二状态，所述控制手柄(41)用于驱动所述单向阀本体由所述第一状态切换至所述第二状态，当所述单向阀本体处于所述第一状态时，所述单向阀本体阻止所述流体由所述主管路(10)输送至所述执行器(2)，当所述单向阀本体处于所述第二状态时，所述单向阀本体允许所述流体由所述主管路(10)输送至所述执行器(2)。

2.根据权利要求1所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述第一管路(3)与所述主管路(10)的连接处位于所述切断阀(1)的上游。

3.根据权利要求2所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述切断阀的机械式自动控制装置还包括设置于所述第一管路(3)上的第一控制阀(5)，所述第一控制阀(5)用于将所述第一管路(3)打开或关闭。

4.根据权利要求1所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述流体为天然气，所述执行器(2)为气缸。

5.根据权利要求4所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述气缸包括缸体，与所述缸体滑动配合的活塞，连接所述活塞且滑动穿设于所述缸体上的活塞杆，以及弹簧，所述活塞将所述缸体分隔为有杆腔和无杆腔，所述弹簧设置于所述无杆腔内且与所述活塞和所述无杆腔的腔壁抵接，所述第一管路(3)与所述有杆腔连通；

所述缸体设置于所述切断阀(1)，所述活塞用于驱动所述切断阀(1)开启或关闭。

6.根据权利要求1所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述切断阀的机械式自动控制装置还包括与所述第一管路(3)连接的第二管路(6)，和设置于所述第二管路(6)上的溢流阀(7)，所述第二管路(6)位于所述单向阀(4)的下游。

7.根据权利要求6所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述切断阀的机械式自动控制装置还包括设置于所述第二管路(6)上的限压组件(8)。

8.根据权利要求7所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述限压组件(8)包括第一先导控制阀(81)和第二控制阀(82)，所述第一先导控制阀(81)的输入口通过第一输入管路(84)与所述第二管路(6)连接，所述第一先导控制阀(81)的输出口与外界连通，所述第一先导控制阀(81)的先导控制端与所述第二管路(6)连接，所述第二控制阀(82)设置于所述第一输入管路(84)上；

所述第一先导控制阀(81)被配置为仅当所述第二管路(6)中流体的压力大于上限阀值时开启。

9.根据权利要求8所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述限压组件(8)还包括第二先导控制阀(83)，所述第二先导控制阀(83)的输入口通过第二输入管路(85)与所述第二控制阀(82)连接，所述第二先导控制阀(83)的输出口与外界连通，所述第二先导控制阀(83)的先导控制端与所述第二管路(6)连接；

所述第二先导控制阀(83)被配置为仅当所述第二管路(6)中流体的压力下于下限阀值时开启。

10.根据权利要求1所述的切断阀的机械式自动控制装置，其特征在于，所述切断阀(1)的两端均通过法兰(9)连接于所述主管路(10)。

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