CN1664427A - 气体·油压式驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体·油压式驱动装置。提供一种气体·油压式驱动装置，其不损伤气体·油－压力变换器的功能，并能抑制其尺寸及降低制造或运输成本。该装置具有供给压力气体的气体供给源；根据需要来供给来自气体供给源的压力气体的电磁阀；接收来自该电磁阀的压力气体并利用该压力气体产生油压的气体·油－压力变换器；包括设置在该气体·油－压力变换器与供给来自这里的油压的操作机之间的安全阀、切换阀、手动泵等在内的切换机构；以及利用来自该切换机构的油压使阀等工作的操作机，其特征在于，具有分割气体·油－压力变换器的室的缸体和设在各室内进行连动移动的活塞，对各室活塞的任何一侧或两侧供给来自气体供给源的压力气体、或充填油。

Description

气体·油压式驱动装置

技术领域

本发明涉及作为用于操作管道上的阀的传动装置来使用的气体·油压式驱动装置。

背景技术

以往，气体·油压式驱动装置作为管道球阀工作的动力源，使用了管道高压气体，并使用了将其变换成油压的气体·油-压力变换器。该气体·油-压力变换器在不使用活塞的情况下，如图8所示，垂直设置的立式罐状变换器72、74是分别相对于球阀的打开侧和关闭侧来使用的。这种情况下，在压力变换器内部通常没有隔离气体和油的隔壁。

不使用上面那种活塞的气体·油-压力变换器，在用于驱动装置的情况下，如图9所示，是将阀开放用变换器72、阀关闭用变换器74分别设置的，在其中，对于位于下方的油，气体是从管道向油的上方来供给的，由于要下压油，因而作为用于获得油压的变换器72、74需要设置罐。这样一来，由于在罐内没有隔壁，所以必须要进行立式设置。另外，其安装状态会使高度较高，从而运输的包装费用及运输费用也高。

在这种气体·油-压力变换器的罐内部，由于气体与油不直接接触，所以在阀切换时会产生由压力变化带来的气体·油的混合状态，这种混合状态或者会损失油或者会给运作造成影响。另外，必须具有使油集中于一方罐时的允许量。为了防止这些问题，罐体本身尺寸必须达到具有一定的允许范围，这样一来，不只是罐体本身的高度增加，而且也要提高成本。

发明内容

本发明是鉴于以上所述问题而提出的方案，目的在于提供一种气体·油压式驱动装置，其既不损害气体·油-压力变换器的功能，又能抑制其尺寸，从而降低制造或运输的成本。

为达到所述目的，本发明的气体·油压式驱动装置，具有供给压力气体的气体供给源，根据所需而供给来自该气体供给源的压力气体的电磁阀，接收来自该电磁阀的压力气体并利用该压力气体来产生油压的气体·油-压力变换器，和包括设置在该气体·油-压力变换器与供给来自这里的油压的操作机之间的安全阀、切换阀、手动泵等在内的切换机构，以及利用来自该切换机构的油压使阀进行工作的操作机，其特征在于，具备：具有分割气体·油-压变换器的室的缸体，和设在所述各室内进行连动而移动的单独活塞，把来自供给源的压力气体供给缸体任何一室的活塞一侧，并在被充填于活塞另一侧或缸体的另一室内的油中产生油压。

所述气体·油压式装置，其特征在于，气体·油-压力变换器的活塞是通过单独贯通缸体大致中央部位的分割壁的杆来相互连结的。

另外，所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，所述油被充填在气体油-压力变换器中的两个缸体室的活塞分割壁侧的室内，压力气体切换后供给与两个活塞分割壁相反侧的室内，并能够把供给压力气体的活塞侧的活塞分割壁侧的油供给操作机。

另外，所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，压力气体切换后被供给气体·油-压力变换器中一方缸体室的活塞任何一侧，同时，在另一缸体室的活塞两侧充填了油，从而能够把与供给压力气体的活塞相对应侧的油供给操作机。

另外，所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，在供给气体·油-压力变换器压力气体的一方缸体室内，与活塞连结的杆对缸体内径来说在改变其直径后能够由压力气体产生更高的油压。

另外，所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，气体·油-压力变换器的油流通路是朝向缸体的分割壁下方开口，并且，操作机的阀开闭用缸体的油流通路是向上方开口，气体·油-压力变换器的油流通路与操作机的油流通路具有接近操作机缸体的排气阀，并通过导管来连接起来。

所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，在气体·油-压力变换器的缸体两个油室上壁设置有排气兼供油口，在该排气兼供油口这两方都有阀，这些阀被连接在还带有其他阀的导管上。

另外，所述气体·油压式驱动装置，其特征在于，气体·油-压力变换器设置成顺着操作机的纵向平行配置。

发明效果

本发明的气体·油压式驱动装置，具有供给压力气体的供给源，根据所需而供给来自气体供给源的压力气体的电磁阀，接收来自电磁阀的压力气体并利用该压力气体来产生油压的气体·油-压力变换器，和包括设置在气体·油-压力变换器与供给这些油压的操作机之间安全阀、切换阀、手动泵等在内的切换机构，以及通过来自该切换机构的油压使阀进行工作的操作机，还具备，具有分割气体·油-压力变换器的室的缸体和设在各室内进行连动移动的活塞，把来自气体供给源的压力气体供给缸体任何一方室的活塞一侧，并在被充填于活塞另一侧或缸体另一室内的油中产生油压，因而，即便使用流过管道的压力气体，但该压力气体对于具有缸体和活塞的气体·油-压力变换器上的活塞也会起到作用，当产生油压时不会与油进行直接接触，所以不会损失油或对运作产生影响，另外，不需要因气体与油的关系将气体·油-压力变换器进行垂直安装且不用留间隔，这样就无需增加运输上的成本。

所述气体·油压式驱动装置，由于气体·油-压力变换器的活塞依靠单独贯通缸体大致中央部之分割壁的杆来相互连结的，所以没有必要因阀等的操作来设置用于开、闭的各个气体·油-压力变换器，主体能像单独缸体那样成为一体结构，因而可提供非常小型的气体·油-压力变换器。

另外，所述气体·油压式驱动装置，是把油充填在气体·油压力变换器上的两个缸体室的活塞分割壁侧的室内，压力气体切换后供给与两个活塞的分割壁相反一侧的室，由于能把供给压力气体的活塞上的活塞分割壁侧的油供给操作机，所以能使油侧的配管集中地设置在分割壁侧。而且，当对一方缸体室的活塞一侧供给气体时，活塞另一侧的油就作为压油从油流通路中进行供给，同时，油被吸引后被充填在另一缸体室内，由于活塞杆在两个缸体室中是相同直径，所以能相互进行同量移动，从而减少了油的需要量，另外，由于能抑制缸体的尺寸，所以能使装置整体达到更小型化。

另外，所述气体·油压式驱动装置，在把压力气体切换后供给气体·油-压力变换器上的一方缸体室的活塞任何一侧的同时，把油充填在另一缸体室的活塞两侧，通过供给压力气体就能使活塞任何一侧的压油供给操作机，因此，根据阀的打开侧或关闭侧的操作转矩不同，在需要改变操作机的缸体直径时，因油量也要改变，所以作为对策通过改变活塞的杆径就能实现，因而可容易地提供对应条件的最适宜的气体·油-压力变换器。

另外，所述气体·油压式驱动装置，气体·油-压力变换器的油流通路是朝向缸体的分割壁下方开口，而且，操作机的阀开闭用缸体的油流通路是向上方开口，由于气体·油-压力变换器的油流通路和操作机的油流通路具有与所述操作机的缸体接近的排气阀并由导管来连接，所以，即使气体混入到油侧，但因气体积集在缸体上部，所以把从气体·油-油-压力变换器中没有混入气体的油从缸体下部导出后供给操作机的缸体上部，可在气体影响达到最低限度的情况下来向操作机的缸体供给油。

所述气体·油压式驱动装置，由于在气体·油-压力变换器的缸体两个油室上壁设置排气兼油供给口，在该排气兼油供给口的两方都有阀，这些阀被连接在带有其他阀的导管上，所以能够从两个缸体室的油侧同时进行排气，另外，依靠阀的开闭能容易地使两油一侧的油量达到共通化。

所述气体·油压式驱动装置，其气体·油-压力变换器设置成顺着操作机的纵向平行地配置，所以，当把气体·油压力变换器顺着操作机的缸体平行地配置后就不需要垂直地配置长度较长的构成部件，从而能使驱动装置达到小型化。

本发明的其他目的、特征及优点将从与附图有关的以下本发明的实施例记载中得到明确解释。

附图说明

图1是本发明一实施例的气体·油压式驱动装置说明图。

图2是图1的气体·油压式驱动装置主要部分的概略俯视图。

图3是本发明的气体·油压式驱动装置中的气体·油-压力变换器的截面图。

图4是同气体·油-压力变换器上的排气兼油供给口的截面图。

图5是同气体·油压式驱动装置中的气体·油-压力变换器及操作机的截面图。

图6是同气体·油压式驱动装置中的油系统的流量阀截面图。

图7是本发明的一实施例的气体·油压式驱动装置中的气体·油-压力变换器的其他实施例的概略截面图。

图8是以往的气体·油压式驱动装置的侧视图。

图9是说明同以往的气体·油压式装置中的气体·油·压力变换器的概略截面图。

符号说明

10-管道，12-球阀，14-过滤器/分离器，20-电磁阀，22-安全阀，30-气体·油-压力变换器，31-缸体，32-活塞，33-分割壁，34-关闭侧的缸体盖，35-打开侧的缸体盖，36-关闭侧的位置确认棒，37-打开侧的位置确认棒，38-安全阀，40-并列切换回路，41-打开侧切换阀，42-关闭侧切换阀，43-手动泵，44-流量调整阀，45-相位调整阀，46-安全阀，47-排气，50-操作机，51-排气阀，52-操作机缸体，53-限位开关，46-安全阀，47-排气，50-操作机，51-排气阀，52-操作机缸体，53-限位开关，54-油罐，72-以往的打开侧气体·油-压力变换器，74-以往的关闭侧气体·油-压力变换器，314-关闭侧缸体，324-打开侧活塞密封件，325-关闭侧活塞密封件，331-打开侧油流通路，332-关闭侧油流通路，333-分割壁活塞缸体侧密封件，334-分割壁活塞杆侧密封件，341-关闭侧盖体内气体流通路，342-缸体关闭侧盖体内密封件，351-打开侧盖体内气体流通路，352-缸体打开侧盖体密封件。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施例进行说明。

本发明的气体·油压式驱动装置，如图1～图7所示，一般情况下是为了操作设置在用于运送高压气体管道10上的球阀而使用的。为此，具有介由过滤器、分离器14而连接在成为气体供给源的管道10上的电磁阀20；连接在该电磁阀20上的气体·油-压力变换器30；并列切换机构40；操作球阀12以开闭管道10的操作机50。

操作球阀12开闭的操作机50虽没有详述，但如图1及图2所示，具有将油压缸52内的杆56的活塞运动形成的直线运动转变成回转运动的转矩机构55，在该转矩机构55上具有限位开关53，其可用来检测开闭的操作。该操作机50的作用是，通过来自气体·油-压力变换器30的油压使油缸52内的杆56进行工作、其直线运动通过转矩机构55转变成摇动运动后能进行球阀12的开闭工作。

对操作机50生成油压的气体·油-压力变换器30，如图3所示，以缸体31上的分割壁33为中心左右对称地在其左侧有球阀12的关闭用工作部、在其右侧有球阀12的打开用工作部。关闭用工作部其构成是，用盖体34把缸体314的外侧顶部关闭后形成缸体室，具有贯通支撑于分割壁体33上的杆323的活塞322可滑动地设置在其室内，在活塞322的盖体34侧的室内，高压气体介由电磁阀20上的关闭侧电磁阀26，经过设在盖体34上的气体流通路341而被供给，油被充填在活塞322的分割壁体33侧的室内，并经过设在分割壁体33上的油流通路332，或被供给用于油压或被吸引到室内。该关闭侧工作部上，在盖体34上设有可凸入室内的位置确认棒36，以能够确认活塞322的位置，并决定两室的油量，同时能对活塞设定初期工作位置。

另外，气体·油-压力变换器30的打开侧工作部，其缸体312的外侧端部是由盖体35来关闭的，设有滑动于室内的活塞321，上述那种关闭侧工作部的杆323的端部是一体的，并与活塞322构成连动。在由缸体312的活塞321分开的盖体35侧的室内，高压气体介由电磁阀20上的打开侧电磁阀24、且经过设在盖体35上的气体流通路351而被供给，油被充填在分割壁体33侧的室内，经由设在分割壁体33上的油流通路331来供给油压，同时能向油室内吸引。而且，与关闭侧工作部一样，位置确认棒37向室出凸入地被设在盖体35上，当确认活塞321的位置后，如图3所示，在决定缸体312内油量的同时，能够设定活塞321的初期工作位置。

其位置确认棒36、37，如图3所示，设置在盖体34、35是使从管道10供给气体的供给回路成为密封式，以便确认左右一体的活塞321、322的位置。活塞321、322由于是在图3所示的范围内进行工作，因此，位置棒36、37如果位于离盖体34、35的距离W₁、W₂的位置的话，是属于正常状态。如果某一处有异常而产生漏油时应增加其距离W₁或W₂。当这种增加超过允许的一定量时，可通过后述的手动泵43进行复元。这个操作，由于工作时间之外对气体室没有压力，所以，通过轻轻敲打位置确认棒36、37就能容易地进行移动，并能够通过其移动确认活塞的位置。

另外，对着缸体31、314，在分割壁体33、盖体34、35、活塞321、322上设置有用于密封的密封圈333、333、342、352、324、325，以用来防止气体、油的泄漏。另外，对着位置确认棒36、37，在盖体34、35上、对着杆323在分割壁体33上设置了密封圈344、334，以用来防止气体、油的泄漏。

这种气体·油-压力变换器30与操作机50之间的油压回路设有并列切换机构40，并分别具有一对切换阀41、42及流量调节阀44、以及安全阀46、排气47、油罐54，(这些配件)由配管连接在操作机50的打开侧及关闭侧的缸体室上。另外，经过流量调节阀44的两配管的操作机50侧介由相位调节阀45来相互连接的，当气体·油-压力变换器30的活塞32的位置与操作机50的杆的关系位置发生移动情况下可进行相位调整。

在图3中，该相位调整，在活塞321、322向右侧靠近，L₂小于规定尺寸，相位确认棒37的盖体35的伸出量W₂变大后回到原位置的情况下，在切换阀41被切换，相位调整阀45打开，且手动泵43进行工作时，缸体31内的油就会从缸体31→切换阀41→手动泵43→切换阀41→流量调整阀44→相位调整阀45→流量调整阀44→切换阀42→缸体314进行供给，由杆323形成一体的活塞321、322向图中左侧移动，这样能使L₂、W₂回到原有的长度。这时，由于两个缸体31、314处于相同状态，所以操作机50不进行工作。同样，在向活塞321、322相反侧的移动时，依靠向相反侧的流动可以进行工作。另外，其他的相位调整，如图4所示，在设置了排气兼油供给口312、312的情况下能使用设在那里的阀V₁、V₂来进行调整。

另外，相位调整的其他方法，如图4所示，气体·油-压力变换器30的缸体31上，在接近分割壁体33且处于水平的状态下，其上方位置上分别设置了排气兼油供给口311、312，具有阀V₁、V₂的配管分别连接在供给口311、312上，在这些配管上还可以连接具有阀V的用于合流的配管。本来，这些供给口311、312是用来进行排气、或供油、补充的供给口，但是，在打开阀V₁、V₂后，如果把压力气体供给油量较多一侧的缸体气体室，那么，利用借助两个阀V₁、V₂的配管使油移动后就能调整相位。

在并列切换机构40上，如图1所示，设置了手动泵43，通过切换阀41、42就可用手动向气体·油-压力变换器30、操作机50进行供给，在不从管道10供给气压时可以开闭球阀12。另外，如果使用该手动泵43，那么，通过切换阀41、42、相位调整阀45就能容易地矫正相位。

在所述构成的气体·油压式驱动装置上可进行以下的工作。

通常，介由过滤器/分离器14而连接在管道10上的电磁阀20为成为非激磁，如图1所示，其气体·油-压力变换器30的两个缸体31、314内的气体室是与大气相通的。由于这点，在气体·油-压力变换器30中，油也处于大气压状态。在这点状态下，注视图1及图3中的左侧的关闭侧工作部。当使电磁阀20上的关闭侧电磁阀26通电后处于激磁状态时，来自管道10的气体介由过滤器/分离器14进入左侧缸体314的气体室内后使活塞322向右侧移动，活塞322右侧油室的油经过油流通路332来供给操作机50的缸体52。这时，操作机20上的缸体52打开侧的油经过并列切换机构40返回到气体·油-压力变换器30上的打开侧工作部的缸体31的油室。而且，在油通过气体·油-压力变换器30关闭侧的活塞被送出的同时，由于打开侧活塞321是利用关闭侧活塞322和杆323成为一体的，因此，通过吸入由操作机20的活塞工作带来的油来完成回到油室内的工作。这是由于操作机20的缸体52中活塞两侧上的油量是相同的。另外，由操作机50启动的球阀12的打开工作时，电磁阀20中的打开侧电磁阀24被激磁后，气体经过气体流通路351提供给气体·油-压力变换器30打开侧工作部中的缸体31的活塞321，之后使活塞321相反侧的油经过分割壁体33的油流通路331后、再通过并列切换机构40来提供给操作机50的缸体52，在转矩机构55工作后就能开放球阀12。

另外，在气体·油-压力变换器30中，缸体314、31中的气体室与油室根据杆323的存在，其作用压力具有以下关系。即，当把杆323的直径设为d、把缸体314、31的内径设为D时，相对于气体压P₁、油侧的压力P₂由公式P₂＝P₁×(π/4)D²/(π/4)(D²-d²)来表示。因此，气体侧的压力P₁＜油侧压力P₂。这在打开侧工作中也是相同的。而且，在操作机50的缸体52上、对供给气体压力P₁供给P₂/P₁增压的油压。因此，如果输出转矩是相同的，那么所需油量就会减少，这样就能使驱动装置达到小型化。

另外，设置在并列切换机构40内的手动泵43的输出，其安全阀46的设定压力对于常用压力来说，如果是在P₂/P₁以上，那么就能得到同样的输出转矩。

在气体·油-压力变换器30中，如图3所示，当把关闭侧工作部上的位置确认棒36的气体室内长度设为l₂，把油室的杆323长度设为L₁，把打开侧工作部上的油室的杆323长度设为l₁，把位置确认棒37的气体室长度设为L₂时，这些长度L₁、L₂、l₁、l₂、对于所需油量而言是为了有余量而进行设定的，与油室相比在气体室内需要有余量，所以保持L₁＜L₂、l₁＜l₂。

另外，气体·油-压力变换器30与操作机50的缸体52的油配管，虽然图中是为便于说明的而省略了，但如图5所示，利用气体积存在上部这点，可以把从气体·油-压力变换器30的下部送出的油供给操作机50的缸体52的上部。这时，在操作机50的缸体52的上部可设置排气。另外，由于设置了用于调整操作机50工作速度的油系统流量调整阀44，所以如图1所示，在并列切换机构40上的分别设置了关闭侧、打开侧，具体地讲，如图6所示，是被设置在驱动装置上的一例。

所述气体·油压式驱动装置上的气体·油-压力变换器30，为了便于说明是用略图来表示的，但如图7所示，在中央部，其设在由分割壁体33隔开的缸体31的一方缸体室内的活塞322两侧室内充填了油，也可以向另一方的缸体室的活塞321两侧室内供给气体。这种情况下，油侧的缸体室中，在分割壁体33、盖体34上，其下部分别设置了用于阀的关闭侧、打开侧的油流通路，另外，在分割壁体33和气体侧的盖体35上，其上部设置了气体流通路，利用电磁阀20把来自管道10的气体导入到活塞321任何一侧的缸体室内后移动活塞321，使一方缸体室的活塞322任何一侧油室的油能够供给操作机50的缸体52。

图7所示的实施例是，气体侧的杆323，通过把靠近没有支撑分割壁体33的活塞321的部分直径缩小就能调节作用于活塞上的气压作用面积，就能使油压高于图7所示的情况，利用根据所需而形成的直径就能得到高压或低压的油压。

该气体·油-压力变换器30中，根据球阀12的关闭侧及打开侧的转矩不同，在通过改变操作机50的缸体52直径来进行处理时，由于油量分别不一样，所以通过改变图示的杆径d就能调整油量。因此，根据操作机的工作转矩不同能够提供最适合的气体·油-压力变换器20。

另外，所述实施例中，驱动装置是操作球阀的装置，但不只限于球阀那样的回转式阀，即使像闸阀那种往复式滑阀如能改变操作机50的操作形式就能使用本发明的气体·油-压力变换器。

所述记载是关于本实施例的，但本发明不局限于这点，可在本发明的精神和附加的要求范围内进行各种变更及修改。

Claims (8)

1.一种气体·油压式驱动装置，具有供给压力气体的气体供给源，根据所需而供给来自该气体供给源的压力气体的电磁阀，接收来自该电磁阀的压力气体并利用该压力气体产生油压的气体·油-压力变换器，和包括设置在该气体·油-压力变换器与供给来自这里的油压的操作机之间的安全阀、切换阀、手动泵等在内的切换机构，以及利用来自该切换机构的油压使阀进行工作的操作机，其特征在于：

具有分割所述气体·油-压力变换器的室的缸体、和设在所述各室内进行连动而移动的活塞，对所述缸体任何一室的活塞一侧供给来自所述气体供给源的压力气体，在被充填于所述活塞的另一侧或所述缸体另一室内的油中产生油压。

2.根据权利要求1所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：所述气体·油-压力变换器的活塞通过单独贯通缸体大致中央部的分割壁的杆来相互连结。

3.根据权利要求1或2任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：所述油被充填在所述气体·油-压力变换器中的两个缸体室的活塞分割壁侧的室内，所述压力气体切换后供给与所述两个活塞的分割壁相反一侧的室内，同时，通过所述压力气体的供给能使所述任何一个活塞分割壁侧的所述油供给所述操作机。

4.根据权利要求1或2任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：所述压力气体切换后被供给所述气体·油-压力变换器中一方缸体室的活塞任何一侧，同时，在另一缸体室的活塞两侧充填了所述油，通过所述压力气体的供给把所述另一方缸体室内活塞任何一侧的所述油供给所述操作机。

5.根据权利要求3或4任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：在供给所述气体·油-压力变换器的压力气体的一方缸体室内，与所述活塞连结的杆对于所述缸体内径而言在改变其直径后能够由所述压力气体产生更高的油压。

6.根据权利要求1至5任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：所述气体·油-压力变换器的油流通路是朝向所述缸体的分割壁下方开口，而且，所述操作机的阀开闭用缸体的油流通路是向上方开口，所述气体·油-压力变换器的油流通路与所述操作机的油流通路具备接近所述操作机缸体的排气阀，并由导管连接在一起。

7.根据权利要求1至6任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：在所述气体·油-压力变换器的缸体两个油室上壁设置有排气兼油供给口，在该排气兼油供给口的双方都有阀，并且该阀被连接在具有阀的导管上。

8.根据权利要求1至7任何一项所述的气体·油压式驱动装置，其特征在于：所述气体·油-压力变换器设置成顺着所述操作机的纵向平行配置。

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