CN1896571A - 具有气动致动器的伺服操作活塞阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服操作活塞阀，该阀包括具有通过形成阀座的中间管道彼此连通的用于待输送的流体的进口管道和出口管道的阀体，以及在所述阀座的关闭位置和打开位置之间移动的浮动的截止部件，其特征在于，该阀与位于轴线上并间接地连接到所述截止部件(21)以控制该截止部件在所述关闭位置和打开位置之间的运动的气动或液压致动器(27)相关联。

Description

具有气动致动器的伺服操作活塞阀

技术领域

本发明总体上涉及流体阀领域，尤其涉及设有可轴向移动的截止部件(shutter member)如活塞且尤其用于控制气态和液态高压流体的输送/截止的类型的阀。

背景技术

在所考虑的领域中，以下两种阀是公知的：具有在两个极限位置ON和OFF之间转动的截止部件的球阀；以及包括在阀座上操作并在关闭和打开位置如活塞般轴向移动的截止部件的阀。

可以通过应用具有可变行程的气动或液压致动器使球阀伺服操作，所述气动或液压致动器可以遥控并能够在关闭位置和打开位置转动球截止部件。以此方式工作的阀也可以用于控制高压流体的输送/截止。但是，如果球截止部件不受两相对侧的约束且不保持在轴线上，则该球截止部件可能由于流体压力而不能很好的定位，导致其周围的密封垫快速磨损，因此对该阀的密封能力有不利影响。这样球阀的实际效率最终降低，并且只能确保有限数量的周期。

为了即使在高压下也能控制流体的输送/截止，可以使用带有与活塞类似的可移动的截止部件的阀，因为这些阀的构造和操作使得它们关于密封件磨损的问题比球阀少。根据公知的技术，仅利用与连接到所述截止部件的杆相关联且同轴的电磁致动器也可以伺服操作并遥控这些阀。因而，这些阀就是所谓的电磁阀，其中截止部件通常通过至少一个弹簧保持在关闭位置，而启动电磁致动器可使得该截止部件从关闭位置移动到打开位置。

但是，这种用于具有活塞截止部件的阀的电磁控制在控制以200Bar左右或更高压力流动的高压流体的输送时，由于工作中的很大的力而出现问题，除非可以使用高性能的磁致动器；但是使用磁致动器具有耗电多、成本高、体积大的缺点。

就我们所知，与球阀不同，气动或液压致动器从未与具有活塞截止部件的阀一起使用，更不用提将两者结合以用于输送高压流体。

发明内容

本发明的目的在于弥补此欠缺，并因此提供一种与气动致动器相结合的具有活塞截止部件的阀，该阀尤其可用于控制处于200Bar量级的高压和更高压力下的气态和液态流体的流动，并具有在该应用中也能够利用这些阀典型的效率和耐久性长的特征的优点，并且即使在使用低成本且尺寸不大的致动器的情况下也可具有足够的能力操纵这些阀。

根据本发明的阀包括具有通过形成阀座的中间管道彼此连通的用于待输送的流体的进口管道和出口管道的阀体，以及在所述阀座的打开位置和关闭位置之间移动的浮动(不固定，floating)的截止部件，其中，该阀与位于轴线上并间接地连接到所述截止部件以控制该截止部件在所述关闭位置和打开位置之间的运动的气动或液压致动器相关联。

附图说明

结合参照所附示意性而非限制性的附图对本发明的描述，可更清楚地看出根据本发明的阀，附图中：

图1示出组件的纵向截面；

图2仅示出气动致动器的外部视图。

具体实施方式

在此提出的阀包括限定用于沿图1中的箭头方向输送的流体的进口管道12和出口管道13的阀体11。进口管道12和出口管道13通过限定阀座15的中间管道14彼此连通。

在阀体11上固定有与中间管道14(轴线)对齐的套筒16，该套筒具有限定与阀座15相邻的中间腔18的部分17以及限定所述腔的延伸部内的导孔20的颈部19，所述中间管道14相对于进口管道12和出口管道13垂直或成一定角度。

在中间腔18内设置有可在关闭位置和打开位置之间轴向移动的浮动的主截止部件21，该主截止部件21在所述关闭位置靠置在密封垫22上的阀座15上，在所述打开位置远离所述阀座。

在主截止部件21中形成有轴向孔23，该轴向孔是一侧朝向流体的出口管道13而在另一侧具有面向位于截止部件上方的中间腔18的小孔(orifice)23’的通孔。此外，在主截止部件21中，远离轴向孔23钻有标定孔24，该标定孔24的一侧与流体进口管道12连通，另一侧与上方的中间腔18连通。

在中间腔18内，设有通过主截止部件21的轴向孔23的小孔23’上的密封件26操作的第二截止部件25。第二截止部件25在小孔的关闭位置和打开位置之间移动，并与组装在固定到阀体的套筒16的自由端上的气动致动器27相关联。

在所示示例中，气动或液压致动器27为单效类型。该致动器包括在气缸29内操作的活塞28，一根杆30由密封垫31导向并保持在由所述套筒16的颈部19形成的导孔20内。第二截止部件25固定到所述杆30的端部，并响应于活塞28的运动而在小孔的关闭位置和打开位置之间移动。活塞28通过设置在气缸内的至少一个弹簧32沿一个方向移动，并借助于通过侧孔33来自气缸的处于输送/卸载压力下的流体沿相反方向移动。

在一种常闭阀中，通过一个或多个作用在活塞上的弹簧32使第二截止部件25保持在位于主截止部件21的轴向孔23的小孔上的关闭位置，并且当启动时通过所述活塞使第二截止部件25移动到远离所述小孔的打开位置。

在一种常开阀中，通过一个或多个弹簧使截止部件保持打开，通过活塞使其关闭。

此外，气动致动器27也可以是双效类型，其中，未设置弹簧，并且打开和关闭控制仅由作用在活塞上的压力流体完成。

从图1可以看出，主截止部件21具有面向流体的进口管道12的表面，该表面的面积小于面向上方的中间腔18的表面的面积。这样，当第二截止部件25靠在小孔23’上并阻塞该小孔时，既通过活塞又通过待输送的流体的相同压力使阀关闭并保持其关闭状态。

实际上，第二截止部件25以此方式推靠在主截止部件上，推动该第二截止部件并保持主截止部件在阀座15上关闭，以阻止流体从阀体的进口管道流到出口管道。在另一侧到达进口管道12的高压流体穿过标定孔24流到位于主截止部件上方的中间腔18，在该中间腔内形成与进口管道内的压力基本相同的压力。

但是，由于主截止部件21承受流体压力的相反表面的面积不等，所产生的力大小不同，从而直接有助于将主截止部件21推动并保持在关闭位置，与位于阀的上游即入口处的流体压力无关。该状况保持稳定，直到通过活塞将第二截止部件25移离小孔23’。这样，消除了作用在主截止部件21上的推力，同时流体可以穿过轴向孔23从中间腔18流到出口管道13。因此，进入阀内且作用在下表面的压力流体的力大于作用在相反面即主截止部件的上表面的力，从而主截止部件移到阀座的打开位置，以允许流体的正常输送。

Claims (4)

1.一种伺服操作活塞阀，该阀包括具有通过形成阀座的中间管道彼此连通的用于待输送的流体的进口管道和出口管道的阀体，以及在所述阀座的打开位置和关闭位置之间移动的浮动的截止部件，其特征在于，该阀与位于轴线上并间接地连接到所述截止部件(21)以控制该截止部件在所述关闭位置和打开位置之间的运动的气动或液压致动器(27)相关联。

2.根据权利要求1所述的伺服操作活塞阀，其特征在于，一套筒固定到所述阀体，该套筒具有形成与所述阀座(15)相邻的中间腔(18)的部分以及形成作为所述腔的延伸部的导孔的颈部；所述浮动的截止部件(21)设有轴向通孔(23)和标定孔(24)，该轴向通孔的一侧通向流体出口管道，另一侧具有面向所述中间腔(18)的小孔(23’)，该标定孔的一侧与流体的进口管道连通，另一侧与位于上方的中间腔(18)连通；一第二截止部件(25)与所述小孔相关联，并由所述气动或液压致动器(27)控制，从而，当所述致动器未被启动时，所述第二截止部件位于所述小孔的关闭位置，并在作用在主截止部件的相反面上的大小不等的力的配合下将该主截止部件推入所述阀座的关闭位置，而当所述致动器被启动时，所述第二截止部件移离所述小孔，从而能够在所述主截止部件的打开位置移动。

3.根据权利要求1或2所述的伺服操作活塞阀，其特征在于，所述气动或液压致动器为单效类型，并包括将所述阀保持在常闭或常开位置的至少一个弹簧。

4.根据权利要求1或2所述的伺服操作活塞阀，其特征在于，所述气动或液压致动器为双效类型。

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