CN208703161U - 一种高性能自动控制锁渣阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高性能自动控制锁渣阀，包括球阀、驱动机构、控制机构；阀座由金属密封座和橡胶密封座组成，橡胶密封座设有压力腔；驱动机构采用气缸活塞驱动装置；主要是控制机构由集成控制器和电气控制电路组成；集成控制器由基座以及安装在基座内的气缸控制电磁阀、气压平衡电磁阀、三工位电磁阀、冲洗电磁阀、柱塞组成，基座内设置冲洗通道、气压通道、密封油注入通道、密封油吸出通道；由电气控制电路控制集成控制器，控制阀门缓启、缓闭，并在阀门启闭过程中实现对球体、阀腔冲洗和阀座充压、泄压控制，具有密封性能可靠、使用寿命长、启闭时阀门冲击和振动小、可消除球体卡住现象，以及开度控制和流量调节功能等特点。

Description

一种高性能自动控制锁渣阀

技术领域

本实用新型属于阀门领域，尤其涉及一种锁渣阀。本实用新型适用于煤化工装置排渣管道的控制阀。

背景技术

锁渣阀是煤化工装置中的重要控制设备，在煤化工装置的排渣管道系统上，介质有水和灰渣的混合物，具有高磨损、强腐蚀、易结焦等特点，所以一般采用具有全流通特性的气动球阀。如专利号为CN 201220103315.5的锁渣阀，在阀座上设置密封比压调节装置，在阀门开启前，使阀座离开球体密封面，在阀门关闭后将阀座压紧球体密封面，避免启闭过程中阀座与球体密封面的摩擦性磨损。但是，在煤化工装置的工况中，由于介质具有颗粒、结焦的特点，灰渣很易结焦在球体和阀座密封面上，硬质灰渣结焦在球体和阀座密封面表面后，导致阀座压不紧球体，致使球体关不到位发生泄漏事故。同时，硬质灰渣结焦物在球体与阀座密封面之间受压力时，容易对球体表面和阀座密封面产生损伤，造成密封面损坏。而且，气动球阀球体回转速度较快，启闭过程中快速旋转的球体很容易将细微颗粒吸入密封副，加速密封副磨损，产品使用寿命很短，当吸入较大硬颗粒时，球体容易被卡住，不能正常关闭而发生事故。另外，气动球阀在气缸活塞驱动球体关闭或开启运行过程中，活塞运行速度较快，加上球体较大的质量产生较大的惯性，对阀门产生较大的冲击和振动，不易实现开度控制和流量调节。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种自动清除表面结焦物，密封性能可靠、使用寿命长、启闭时阀门冲击和振动小、可消除球体卡住现象，并具有开度控制和流量调节功能的高性能自动控制锁渣阀。

本实用新型的技术方案包括球阀、驱动机构、控制机构；球阀包括阀体、阀座、球体、阀杆、支架，阀座由金属密封座和橡胶密封座组成，橡胶密封座设有压力腔，在阀腔底部设有排渣阀；驱动机构采用气缸活塞驱动装置，由气缸和活塞组成；主要是控制机构由集成控制器和电气控制电路组成；集成控制器由基座以及安装在基座内的气缸控制电磁阀、气压平衡电磁阀、三工位电磁阀、冲洗电磁阀、柱塞组成，基座内设置冲洗通道、气压通道、密封油注入通道、密封油吸出通道；冲洗通道进口通过三工位电磁阀的一工位控制口、柱塞与阀腔冲洗口连通，冲洗通道进口同时通过冲洗电磁阀、三工位电磁阀的第二工位控制口、柱塞与球体冲洗口连通；气压通道进口通过气缸控制电磁阀与活塞一侧的腔体连通，活塞两侧的腔体之间通过气压平衡电磁阀连通，在气压平衡电磁阀进出口两端的气压通道上分别安装关阀电磁阀和开阀电磁阀；密封油注入通道通过三工位电磁阀的环形控制口与橡胶密封座压力腔和柱塞上腔连通；密封油吸出通道通过三工位电磁阀的环形控制口与橡胶密封座压力腔和柱塞上腔连通。

最好是，阀杆上端设有制动器，该制动器由制动环、锁紧弹簧、开锁凸轮、开锁电磁阀组成，制动环具有开口环臂，开口环臂的一侧固定安装在支架上，制动环的圆环与阀杆同心安装，锁紧弹簧由锁销安装在开口环臂的一侧，开锁凸轮嵌装在开口环臂中间，开锁凸轮中心通过连杆与开锁电磁阀的传动杆连接。

最好是，基座上设有冲洗电磁阀，该冲洗电磁阀进口与冲洗通道进口连通，冲洗电磁阀出口直接与球体冲洗口连通；在冲洗电磁阀线圈得电时，其进口与出口连通，冲洗电磁阀线圈失电时，其进口与出口断开。

最好是，排渣阀采用排渣电磁阀，排渣电磁阀的线圈与排渣位置开关的常开开关串联后连接在二次电路电源两端，排渣位置开关安装在基座上，在排渣位置开关处的基座上设置开关控制器，所述开关控制器由排渣柱塞、排渣弹簧组成，排渣柱塞由排渣弹簧安装在基座内，其上端面与基座之间具有排渣腔，该排渣腔连通阀腔冲洗口和冲洗通道，排渣柱塞下端面设有与排渣位置开关相互配合的档杆。

最好是，在基座上安装锁定电磁阀，该锁定电磁阀的锁杆与三工位电磁阀阀芯上所制的Z型槽相互配合，在锁定电磁阀线圈无电状态下，锁杆端部顶触在三工位电磁阀阀芯上的Z型槽斜面上；在锁定电磁阀线圈得电状态下，锁杆端部离开三工位电磁阀阀芯表面。

最好是，电气控制电路由一次电路和二次电路组成，二次电路电源两端与第一变压器次级线圈两端连接，二次电路包括开阀继电器电路、关阀继电器电路和调节继电器电路；开阀继电器、关阀继电器和调节继电器线圈的一端共同接二次电路电源的一端；开阀继电器线圈的另一端通过全开极限开关的常闭触头、开阀按钮常开触头、关阀按钮常闭触头、总按钮常闭触头与二次电路电源的另一端连接，开阀继电器常开触头与调节继电器常闭触头串联后并联在开阀按钮常开触头的两端；关阀继电器线圈的另一端通过全闭极限开关的常闭触头、关阀按钮常开触头、开阀按钮常闭触头连接在总按钮常闭触头与关阀按钮常闭触头之间的节点上，关阀继电器常开触头与调节继电器常闭触头串联后并联在关阀按钮常开触头的两端；调节继电器线圈的另一端通过全开极限开关的常闭触头、全闭极限开关的常闭触头、调节按钮常开触头连接在总按钮常闭触头与关阀按钮常闭触头之间的节点上，调节继电器常开触头并联在调节按钮常开触头两端；开锁电磁阀和气压平衡电磁阀的线圈相互并联后通过开阀继电器常开触头和关阀继电器常开触头组成的并联支路连接二次电路电源两端；气缸控制电磁阀的线圈与关阀继电器常开触头串联后连接二次电路电源两端；三工位电磁阀的线圈与开阀继电器常开触头串联接在二次电路电源两端，开阀继电器常开触头两端并联连接关阀继电器常开触头和调节继电器常开触头；冲洗电磁阀的线圈与调节继电器常开触头、冲洗按钮常开触头串联后接在二次电路电源两端；排渣电磁阀的线圈与排渣位置开关的常开触头串联接在二次电路电源两端；关阀电磁阀的线圈通过关阀继电器常开触头与二次电路电源两端连接；开阀电磁阀的线圈通过开阀继电器常开触头与二次电路电源两端连接；锁定电磁阀的线圈通过调节继电器常开触头连接在二次电路电源两端。

最好是，在关阀电磁阀线圈和关阀继电器常开触头组成的串联支路以及开阀电磁阀线圈和开阀继电器常开触头组成的串联支路与二次电路电源两端之间设置脉冲开关电路，该脉冲开关电路与二次电路电源两端之间设置设有桥式整流电路；所述脉冲开关电路由第一开关三极管、第二开关三极管和电容-电阻充放电电路组成；第一开关三极管采用PNP型，其基极通过第一电阻和第二电阻组成的分压电路接桥式整流电路输出端，第一开关三极管发射极和关阀电磁阀线圈一端、开阀电磁阀线圈一端、第一电阻一端共同接桥式整流电路正输出端，第一开关三极管集电极与桥式整流电路负输出端之间连接第一电容器和第三电阻的并联电路；第二开关三极管采用NPN型，其基极与第一开关三极管集电极连接，发射极与桥式整流电路负输出端连接，集电极与关阀继电器常开触头的一端、开阀继电器常开触头的一端连接成为一个支点，关阀继电器常开触头的另一端与关阀电磁阀线圈另一端连接，开阀继电器常开触头的另一端与开阀电磁阀线圈另一端连接；在关阀电磁阀线圈两端和开阀电磁阀线圈两端各连接一个二极管，两个二极管负极共同与桥式整流电路正输出端连接。

最好是，锁定电磁阀线圈与调节继电器常开触头串联后接桥式整流电路输出端，在锁定电磁阀线圈两端并联第二电容器；在桥式整流电路输出端连接开度表。

本实用新型的优点是控制机构由集成控制器和电气控制电路组成，由电气控制电路控制集成控制器，控制阀门缓启、缓闭，并在阀门启闭过程中实现对球体、阀腔冲洗和阀座充压、泄压控制，具有密封性能可靠、使用寿命长、启闭时阀门冲击和振动小、可消除球体卡住现象，以及开度控制和流量调节功能等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型图1中电气控制电路的原理图。

图3是本实用新型图1中制动器的局部结构放大图。

具体实施方式

如图1所示的高性能自动控制锁渣阀，包括球阀、驱动机构、控制机构；球阀包括阀体1、阀座2、球体3、阀杆24、支架，阀座2由金属密封座和橡胶密封座组成，橡胶密封座设有压力腔4，在阀腔底部设有排渣阀；驱动机构采用气缸活塞驱动装置5，由气缸和活塞组成；其特征是控制机构由集成控制器和电气控制电路组成；集成控制器由基座6以及安装在基座6内的气缸控制电磁阀D3、气压平衡电磁阀D2、三工位电磁阀D7、冲洗电磁阀D9、柱塞7组成，基座6内设置冲洗通道8、气压通道9、密封油注入通道10、密封油吸出通道11，柱塞7下端由弹簧20安装在基座6内，在弹簧20压缩状态下，柱塞7上端面与基座6之间具有上腔17；冲洗通道8进口通过三工位电磁阀D7的第一工位控制口12、柱塞7与阀腔冲洗口15连通，冲洗通道8进口同时通过三工位电磁阀D7的第二工位控制口13、柱塞7与球体冲洗口14连通,当三工位电磁阀D7线圈无电时，其第一工位控制口12将冲洗通道8与阀腔冲洗口15连通；当三工位电磁阀D7线圈得电时，其第二工位控制口13将冲洗通道8与球体冲洗口14连通；柱塞7上腔17泄压后，其上控制口18将冲洗通道8与阀腔冲洗口15连通，柱塞7上腔17充压后，其下控制口19将冲洗通道8与球体冲洗口14连通；气压通道9进口通过气缸控制电磁阀D3与气缸活塞驱动装置5活塞一侧的腔体连通，活塞两侧的腔体之间通过气压平衡电磁阀D2连通，在气压平衡电磁阀D2线圈无电时，活塞两侧的腔体相互连通，保持活塞两侧的腔体气压平衡；在气压平衡电磁阀D2进出口两端的气压通道9上分别安装关阀电磁阀D5和开阀电磁阀D6，气缸控制电磁阀D3线圈无电时，气压通道9与关阀电磁阀D5出口连通，气缸控制电磁阀D3线圈得电时，气压通道9与开阀电磁阀D6出口连通；开阀操作时，气压平衡电磁阀D2线圈和开阀电磁阀D6线圈得电，气缸控制电磁阀D3线圈无电；关阀操作时，气压平衡电磁阀D2线圈、关阀电磁阀D5线圈和气缸控制电磁阀D3线圈得电；密封油注入通道10通过三工位电磁阀D7的环形控制口16与橡胶密封座的压力腔4和柱塞7的上腔17连通，密封油吸出通11通过三工位电磁阀的环形控制口16与橡胶密封座压力腔4和柱塞7的上腔17连通，在柱塞7的上腔17出口通道上设置流量调节阀，控制柱塞7移动速度；当三工位电磁阀D7的线圈无电时，橡胶密封座的压力腔4和柱塞7的上腔17与密封油注入通道10连通，与密封油吸出通11截断；当三工位电磁阀D7的线圈得电时，橡胶密封座的压力腔4和柱塞7的上腔17与密封油吸出通11连通，与密封油注入通道10截断。

阀杆24上端设有制动器，该制动器由制动环21、锁紧弹簧22、开锁凸轮23、开锁电磁阀D1组成，制动环21具有开口环臂，开口环臂的一侧固定安装在支架上，制动环21的圆环与阀杆24同心安装，锁紧弹簧22由锁销25安装在开口环臂的一侧，开锁凸轮23嵌装在开口环臂中间，开锁凸轮23中心通过连杆26与开锁电磁阀D1的传动杆连接。开锁凸轮23采用椭圆结构，在开锁电磁阀D1线圈无电时，开锁凸轮23椭圆的短轴在开口环臂的两侧臂之间，制动环21两侧的开口环臂被锁紧弹簧22压紧，使制动环21锁紧阀杆24，阀门处于制动状态；当开锁电磁阀D1线圈得电时，开锁凸轮23椭圆的长轴在开口环臂的两侧臂之间，制动环21被撑开，阀杆24解除制动状态。阀杆24上设有开位极限开关XK和关位极限开关XG，如图3所示。

基座6上设有冲洗电磁阀D9，该冲洗电磁阀D9进口与冲洗通道8进口连通，冲洗电磁阀D9出口直接与球体冲洗口14连通；在冲洗电磁阀D9线圈得电时，其进口与出口连通，冲洗电磁阀D9线圈失电时，其进口与出口断开。

排渣阀采用排渣电磁阀D8，排渣电磁阀D8的线圈与排渣位置开关LX串联后连接在二次电路电源两端，排渣位置开关LX安装在基座6上，在排渣位置开关LX处的基座6上设置开关控制器，所述开关控制器由排渣柱塞27、排渣弹簧28组成，排渣柱塞27由排渣弹簧28安装在基座6内，其上端面与基座6之间具有排渣腔29，该排渣腔29连通阀腔冲洗口15和冲洗通道8，排渣柱塞27下端面设有与排渣位置开关LX相互配合的档杆，排渣位置开关LX为常开开关，在排渣柱塞27移动到下端位置时，档杆触碰排渣位置开关LX闭合，排渣电磁阀D8得电开启，排放阀体1内腔的渣物。排渣柱塞27与基座6之间的排渣腔29为圆锥体结构，提高对排渣柱塞27的推力。

在基座6上安装锁定电磁阀D4，该锁定电磁阀D4的锁杆与三工位电磁阀D7阀芯上所制的Z型槽相互配合，在锁定电磁阀D4线圈无电状态下，锁杆端部顶触在三工位电磁阀D7阀芯上的Z型槽斜面上，控制锁杆在Z型槽斜面向下轴向移动，限制三工位电磁阀D7阀芯在第一工位和第二工位之间交替变换；在锁定电磁阀D4线圈得电状态下，锁杆端部离开三工位电磁阀D7阀芯表面，在三工位电磁阀D7线圈得电时，其阀芯移动到最下端，切断冲洗通道8、气压通道9、密封油注入通道10、密封油吸出通11，三工位电磁阀D7处于第三工位，对阀门流量调节。

电气控制电路由一次电路和二次电路组成，一次电路由接触器QC、常开按钮CK、常闭按钮CB和第一变压器B1初级线圈组成，二次电路电源两端与第一变压器B1次级线圈两端连接，二次电路包括开阀继电器JK、关阀继电器JG和调节继电器JT；开阀继电器JK、关阀继电器JG和调节继电器JT线圈的一端共同接二次电路电源的一端；开阀继电器JK线圈的另一端通过全开极限开关XK的常闭触头、开阀按钮KA常开触头、关阀按钮GA常闭触头、总按钮ZA常闭触头与二次电路电源的另一端连接,开阀继电器JK常开触头与调节继电器JT常闭触头串联后并联在开阀按钮KA常开触头的两端，组成自锁电路，在开阀继电器JK线圈与全开极限开关XK的常闭触头之间连接关阀继电器JG的常闭触头，组成相锁电路；关阀继电器JG线圈的另一端通过全闭极限开关XG的常闭触头、关阀按钮GA常开触头、开阀按钮KA常闭触头连接在总按钮ZA常闭触头与关阀按钮GA常闭触头之间的节点上，关阀继电器JG常开触头与调节继电器JT常闭触头串联后并联在关阀按钮GA常开触头的两端，组成自锁电路，在关阀继电器JG线圈与全闭极限开关XG的常闭触头之间接开阀继电器JK常闭触头，组成相锁电路；调节继电器JT线圈的另一端通过全开极限开关XK的常闭触头、全闭极限开关XG的常闭触头、调节按钮TA常开触头连接在总按钮ZA常闭触头与关阀按钮GA常闭触头之间的节点上，调节继电器JT常开触头并联在调节按钮TA常开触头两端，组成自锁电路；开锁电磁阀D1和气压平衡电磁阀D2的线圈并联后通过开阀继电器JK常开触头和关阀继电器JG常开触头组成的并联支路连接二次电路电源两端；气缸控制电磁阀D3的线圈与关阀继电器JG常开触头串联后连接二次电路电源两端；三工位电磁阀D7的线圈与开阀继电器JK常开触头串联接在二次电路电源两端，在该开阀继电器JK常开触头两端并联连接关阀继电器JG常开触头和调节继电器JT常开触头；冲洗电磁阀D9的线圈与调节继电器JT常开触头、冲洗按钮CA常开触头串联后接在二次电路电源两端；排渣电磁阀D8的线圈与排渣位置开关LX的常开触头串联接在二次电路电源两端；关阀电磁阀D5的线圈通过关阀继电器JG常开触头与二次电路电源两端连接；开阀电磁阀D6的线圈通过开阀继电器JK常开触头与二次电路电源两端连接；锁定电磁阀D4的线圈通过调节继电器JT常开触头连接在二次电路电源两端，如图2所示。全开极限开关XK和全闭极限开关XG固定安装制动器上。全开指示灯KQ与全开极限开关XK的常开触头串联接在二次电路电源两端；全关指示灯GQ与全闭极限开关XG的常开触头串联接在二次电路电源两端。当阀门处于全开位置时，全开极限开关XK的常开触头闭合、常闭触头断开，全开指示灯KQ亮；当阀门处于全关位置时，全闭极限开关XG的常开触头闭合、常闭触头断开，全关指示灯GQ亮。

在关阀电磁阀D5线圈和关阀继电器JG常开触头组成的串联支路以及开阀电磁阀D6线圈和开阀继电器JK常开触头组成的串联支路与二次电路电源两端之间设置脉冲开关电路31，该脉冲开关电路31与二次电路电源两端之间设置设有桥式整流电路；所述脉冲开关电路31由第一开关三极管GB1、第二开关三极管GB2和电容-电阻充放电电路组成；第一开关三极管GB1采用PNP型，其基极通过第一电阻和第二电阻组成的分压电路接桥式整流电路输出端，第一开关三极管GB1发射极和关阀电磁阀D5线圈一端、开阀电磁阀D6线圈一端、第一电阻一端共同接桥式整流电路正输出端，第一开关三极管GB1集电极与桥式整流电路负输出端之间连接第一电容器C1和第三电阻的并联电路；第二开关三极管GB2采用NPN型，其基极与第一开关三极管GB1集电极连接，发射极与桥式整流电路负输出端连接，集电极与关阀继电器JG常开触头的一端、开阀继电器JK常开触头的一端连接成为一个支点，关阀继电器JG常开触头的另一端与关阀电磁阀D5线圈另一端连接，开阀继电器JK常开触头的另一端与开阀电磁阀D6线圈另一端连接；在关阀电磁阀D5线圈两端和开阀电磁阀D6线圈两端各连接一个二极管，两个二极管负极共同与桥式整流电路正输出端连接，为关阀电磁阀D5线圈和开阀电磁阀D6线圈提供放电回路。桥式整流电路的输入端与第二变压器B2次级线圈两端连接，第二变压器B2初级线圈两端与第一变压器B1次级线圈两端连接。当关阀继电器JG常开触头或开阀继电器JK常开触头闭合时，由第一电容器C1和与其并联的第三电阻组成的充放电电路，使第二开关三极管GB2处于交替导通截止状态，该关阀电磁阀D5线圈或开阀电磁阀D6线圈提供脉冲电源，控制驱动机构缓闭、缓开，如图2所示。

锁定电磁阀D4线圈与调节继电器JT常开触头串联后接桥式整流电路输出端，在锁定电磁阀D4线圈两端并联第二电容器C2，使锁定电磁阀D4延时动作；在桥式整流电路输出端连接开度表30，显示球阀的开度。

以上所述的开阀继电器JK的常开触头或常闭触头在不同位置，都是一个独立的常开触头或常闭触头。同样，所述的关阀继电器JG和调节继电器JT的常开触头或常闭触头，在不同位置都是一个独立的常开触头或常闭触头。因为一个继电器具有许多常开触头和常闭触头，描述时在不同位置同样叫“常开触头”，但不能理解为是同一个常开触头，而是不同位置的“常开触头”都是独立的常开触头，常闭触头也一样，这是公知技术。

工作原理：首先按下常开按钮CK，接触器QC线圈得电，其常开触点闭合实现自锁，第一变压器B1有信号工作。

一、关阀操作时：按下关阀按钮GA，其常开触头闭合，关阀继电器JG线圈得电，其常开触头闭合实现自锁，常闭触头断开，实现与开阀继电器JK互锁；开锁电磁阀D1、气压平衡电磁阀D2、气缸控制电磁阀D3、关阀电磁阀D5和三工位电磁阀D7的线圈得电，制动器解除制动，气压平衡电磁阀D2阀芯切断气缸两端气体的通路，高压气体经过气缸控制电磁阀D3的阀芯进入活塞一侧，活塞另一侧气体经关阀电磁阀D5阀芯泄放，脉冲开关电路31控制关阀电磁阀D5间歇通断，实现平缓关闭，降低冲击和振动，在活塞两侧形成一定的压力差，当压力差达到设定值时推动活塞移动，并推动球体转动关闭阀门。同时，三工位电磁阀D7的阀芯由第一工位换向到第二工位，并在锁定电磁阀D4控制下维持在第二工位工作，其阀芯接通橡胶密封座压力腔4与密封油吸出通11通路，橡胶密封座的前端被吸入阀座支撑圈内脱离与球体3密封面地接触，消除或减小在球体3转动过程中与橡胶密封座密封面之间产生接触摩擦。同时，三工位电磁阀D7阀芯接通冲洗通道8和球体冲洗口14，高压力的水气向转动的球体3密封面喷射清洗球体3密封面。同时，柱塞7的上腔17内的液压油受到弹簧20的推力和负压吸力共同作用下流出柱塞7的上腔17，其流量的大小受到流量调节器的调节，控制柱塞7上升的速度；当柱塞7上升到上端位置时，切断冲洗通道8与球体冲洗口14的通路，停止向球体3密封面喷水，接通了冲洗通道8与阀腔冲洗口15的通路。当球体3转至全关闭位置时，全闭极限开关XG的常开触头闭合、常闭触头断开，全关指示灯GQ亮，开度表显示为0。同时，关阀继电器JG线圈失电，其常开触头断开、常闭触头闭合。开锁电磁阀D1线圈失电，制动器抱紧阀杆将球体固定；气压平衡电磁阀D2线圈失电，其阀芯接通活塞两端的气路，平衡活塞两侧气体压力；气缸控制电磁阀D3线圈失电，其阀芯复位；关阀电磁阀D5线圈失电，其阀芯复位关闭；三工位电磁阀D7的线圈失电，其阀芯在推力弹簧推动向上移动，接通密封油注入通道10与橡胶密封座压力腔4，将橡胶密封座压紧与球体3密封面形成密封。同时，高压水气流流经柱塞7流入排渣柱塞27上端的排渣腔29内，推动排渣柱塞27下移，将排渣位置开关LX常开触头压合，排渣电磁阀D8得电开启，排放阀体1内腔的渣物。同时，柱塞7的上腔17与密封油注入通道10连通，高压油又进入柱塞7的上腔17内推动柱塞7下行，经过设定的时间柱塞7向下移动切断了阀腔冲洗口15与冲洗通道8的通路，停止冲洗阀体内腔。同时，排渣柱塞27上端的排渣腔29内水气压力降低，排渣弹簧28推动向上端移动，排渣位置开关LX常开触头断开，排渣电磁阀D8失电停止排水。柱塞7又继续移动接通球体冲洗口14与冲洗通道8的通路，冲洗球体3。

二、开阀操作时：按下开阀按钮KA，开阀继电器JK线圈得电，其常开触头闭合、常闭触头断开，实现自锁；开锁电磁阀D1、气压平衡电磁阀D2、开阀电磁阀D6和三工位电磁阀D7的线圈得电，制动器解除制动，气压平衡电磁阀D2阀芯切断气缸两端气体的通路，高压气体经过气缸控制电磁阀D3的阀芯进入活塞一侧，活塞另一侧气体经开阀电磁阀D6阀芯泄放，脉冲开关电路31控制开阀电磁阀D6间歇通断，实现平缓关闭，降低冲击和振动，在活塞两侧形成一定的压力差，当压力差达到设定值时推动活塞移动；并推动球体转动关闭阀门。同时，三工位电磁阀D7的阀芯由第一工位换向到第二工位，并在锁定电磁阀D4控制下维持在第二工位工作，其阀芯接通橡胶密封座压力腔4与密封油吸出通11通路，橡胶密封座的前端被吸入阀座支撑圈内脱离与球体3密封面地接触，消除或减小在球体3转动过程中与橡胶密封座密封面之间产生接触摩擦。同时，三工位电磁阀D7阀芯接通冲洗通道8和球体冲洗口14，高压力的水气向转动的球体3密封面喷射清洗球体3密封面。同时，柱塞7的上腔17内的液压油受到弹簧20的推力和负压吸力共同作用下流出柱塞7的上腔17，其流量的大小受到流量调节器的调节，控制柱塞7上升的速度；当柱塞7上升到上端位置时，切断冲洗通道8与球体冲洗口14的通路，停止向球体3密封面喷水，接通了冲洗通道8与阀腔冲洗口15的通路。当球体3继续转动到全开位置时，全开极限开关XK的常开触头闭合、常闭触头断开，开阀继电器JK线圈失电，其常开触头断开、常闭触头闭合，全开指示灯KQ亮，开度表显示为100。同时，开锁电磁阀D1线圈失电，制动器抱紧阀杆将球体固定；气压平衡电磁阀D2线圈失电，其阀芯接通活塞两端的气路，平衡活塞两侧气体压力；开阀电磁阀D6线圈失电，其阀芯关闭；三工位电磁阀D7的线圈失电，其工作过程与关阀时相同。

三、流量调节操作时：本发明可以根据工况要求对流经球阀的流量进行调节，为了防止本发明在流量调节过程中阀体1内腔高压介质流入基座6内，在阀腔冲洗口15与冲洗通道8出口之间设置一止回阀；按下调节按钮TA，调节继电器JT线圈得电，其常开触头闭合、常闭触头断开，组成自锁电路；三工位电磁阀D7、锁定电磁阀D4和冲洗电磁阀D9的线圈得电，锁定电磁阀D4的阀芯三工位电磁阀D7的阀芯移到下端处于第三工位工作，其阀芯切断了冲洗通道8，接通了密封油吸出通11与橡胶密封座压力腔4的通路，将橡胶密封座吸入阀座2内。按下开阀按钮KA，系统进入开阀控制程序工作；阀门开启到需要的开度时，松开开阀按钮KA，系统立即停止开阀工作，制动器锁紧阀杆24，实现开度调节。

当在球体3关闭过程中密封副间被较大的硬质颗粒卡住，导致球体3不能关闭到位时。按下调节按钮TA，再按下开阀按钮KA，然后松开开阀按钮KA，停止球阀的开启，按下冲洗按钮CA向球体3表面喷水清洗掉较大的硬质颗粒，按下关阀按钮GA 使球体3转到全关闭位置。

Claims (8)

1.一种高性能自动控制锁渣阀，包括球阀、驱动机构、控制机构；球阀包括阀体（1）、阀座（2）、球体（3）、阀杆（24）、支架，阀座（2）由金属密封座和橡胶密封座组成，橡胶密封座设有压力腔（4），在阀腔底部设有排渣阀；驱动机构采用气缸活塞驱动装置（5），由气缸和活塞组成；其特征是控制机构由集成控制器和电气控制电路组成；集成控制器由基座（6）以及安装在基座（6）内的气缸控制电磁阀（D3）、气压平衡电磁阀（D2）、三工位电磁阀（D7）、冲洗电磁阀（D9）、柱塞（7）组成，基座（6）内设置冲洗通道（8）、气压通道（9）、密封油注入通道（10）、密封油吸出通道（11），柱塞（7）下端由弹簧（20）安装在基座（6）内；冲洗通道（8）进口通过三工位电磁阀（D7）的第一工位控制口（12）、柱塞（7）与阀腔冲洗口（15）连通，冲洗通道（8）进口同时通过三工位电磁阀（D7）的第二工位控制口（13）、柱塞（7）与球体冲洗口（14）连通，气压通道（9）进口通过气缸控制电磁阀（D3）与气缸活塞驱动装置（5）活塞一侧的腔体连通，活塞两侧的腔体之间通过气压平衡电磁阀（D2）连通，在气压平衡电磁阀（D2）进出口两端的气压通道（9）上分别安装关阀电磁阀（D5）和开阀电磁阀（D6），气缸控制电磁阀（D3）线圈无电时，气压通道（9）与关阀电磁阀（D5）出口连通，气缸控制电磁阀（D3）线圈得电时，气压通道（9）与开阀电磁阀（D6）出口连通；密封油注入通道（10）通过三工位电磁阀（D7）的环形控制口（16）与橡胶密封座的压力腔（4）和柱塞（7）的上腔（17）连通，密封油吸出通道（11）通过三工位电磁阀（D7）的环形控制口（16）与橡胶密封座压力腔（4）和柱塞（7）的上腔（17）连通。

2.根据权利要求1所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是阀杆（24）上端设有制动器，该制动器由制动环（21）、锁紧弹簧（22）、开锁凸轮（23）、开锁电磁阀（D1）组成，制动环（21）具有开口环臂，开口环臂的一侧固定安装在支架上，制动环（21）的圆环与阀杆（24）同心安装，锁紧弹簧（22）由锁销（25）安装在开口环臂的一侧，开锁凸轮（23）嵌装在开口环臂中间，开锁凸轮（23）中心通过连杆（26）与开锁电磁阀（D1）的传动杆连接。

3.根据权利要求2所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是基座（6）上设有冲洗电磁阀（D9），该冲洗电磁阀（D9）进口与冲洗通道（8）进口连通，冲洗电磁阀（D9）出口直接与球体冲洗口（14）连通；在冲洗电磁阀（D9）线圈得电时，其进口与出口连通，冲洗电磁阀（D9）线圈失电时，其进口与出口断开。

4.根据权利要求3所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是排渣阀采用排渣电磁阀（D8），排渣电磁阀（D8）的线圈与排渣位置开关（LX）串联后连接在二次电路电源两端，排渣位置开关（LX）安装在基座（6）上，在排渣位置开关（LX）处的基座（6）上设置开关控制器，所述开关控制器由排渣柱塞（27）、排渣弹簧（28）组成，排渣柱塞（27）由排渣弹簧（28）安装在基座（6）内，其上端面与基座（6）之间具有排渣腔（29），该排渣腔（29）连通阀腔冲洗口（15）和冲洗通道（8），排渣柱塞（27）下端面设有与排渣位置开关（LX）相互配合的档杆，排渣位置开关（LX）为常开开关。

5.根据权利要求4所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是在基座（6）上安装锁定电磁阀（D4），该锁定电磁阀（D4）的锁杆与三工位电磁阀（D7）阀芯上所制的Z型槽相互配合，在锁定电磁阀（D4）线圈无电状态下，锁杆端部顶触位于三工位电磁阀（D7）阀芯上的Z型槽斜面上，控制锁杆在Z型槽斜面向下轴向移动。

6.根据权利要求5所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是电气控制电路由一次电路和二次电路组成，二次电路电源两端与第一变压器（B1）次级线圈两端连接，二次电路包括开阀继电器（JK）、关阀继电器（JG）和调节继电器（JT）；开阀继电器（JK）、关阀继电器（JG）和调节继电器（JT）线圈的一端共同接二次电路电源的一端；开阀继电器（JK）线圈的另一端通过全开极限开关（XK）的常闭触头、开阀按钮（KA）常开触头、关阀按钮（GA）常闭触头、总按钮（ZA）常闭触头与二次电路电源的另一端连接,开阀继电器（JK）常开触头与调节继电器（JT）常闭触头串联后并联在开阀按钮（KA）常开触头的两端；关阀继电器（JG）线圈的另一端通过全闭极限开关（XG）的常闭触头、关阀按钮（GA）常开触头、开阀按钮（KA）常闭触头连接在总按钮（ZA）常闭触头与关阀按钮（GA）常闭触头之间的节点上，关阀继电器（JG）常开触头与调节继电器（JT）常闭触头串联后并联在关阀按钮（GA）常开触头的两端；调节继电器（JT）线圈的另一端通过全开极限开关（XK）的常闭触头、全闭极限开关（XG）的常闭触头、调节按钮（TA）常开触头连接在总按钮（ZA）常闭触头与关阀按钮（GA）常闭触头之间的节点上，调节继电器（JT）常开触头并联在调节按钮（TA）常开触头两端；开锁电磁阀（D1）和气压平衡电磁阀（D2）的线圈并联后通过开阀继电器（JK）常开触头和关阀继电器（JG）常开触头组成的并联支路连接二次电路电源两端；气缸控制电磁阀（D3）的线圈与关阀继电器（JG）常开触头串联后连接二次电路电源两端；三工位电磁阀（D7）的线圈与开阀继电器（JK）常开触头串联接在二次电路电源两端，在该开阀继电器（JK）常开触头两端并联连接关阀继电器（JG）常开触头和调节继电器（JT）常开触头；冲洗电磁阀（D9）的线圈与调节继电器（JT）常开触头、冲洗按钮（CA）常开触头串联后接在二次电路电源两端；排渣电磁阀（D8）的线圈与排渣位置开关（LX）的常开触头串联接在二次电路电源两端；关阀电磁阀（D5）的线圈通过关阀继电器（JG）常开触头与二次电路电源两端连接；开阀电磁阀（D6）的线圈通过开阀继电器（JK）常开触头与二次电路电源两端连接；锁定电磁阀（D4）的线圈通过调节继电器（JT）常开触头连接在二次电路电源两端。

7.根据权利要求6所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是在关阀电磁阀（D5）线圈和关阀继电器（JG）常开触头组成的串联支路以及开阀电磁阀（D6）线圈和开阀继电器（JK）常开触头组成的串联支路与二次电路电源两端之间设置脉冲开关电路（31），该脉冲开关电路（31）与二次电路电源两端之间设置设有桥式整流电路；所述脉冲开关电路（31）由第一开关三极管（GB1）、第二开关三极管（GB2）和电容-电阻充放电电路组成；第一开关三极管（GB1）采用PNP型，其基极通过第一电阻和第二电阻组成的分压电路接桥式整流电路输出端，第一开关三极管（GB1）发射极和关阀电磁阀（D5）线圈一端、开阀电磁阀（D6）线圈一端、第一电阻一端共同接桥式整流电路正输出端，第一开关三极管（GB1）集电极与桥式整流电路负输出端之间连接第一电容器（C1）和第三电阻的并联电路；第二开关三极管（GB2）采用NPN型，其基极与第一开关三极管（GB1）集电极连接，发射极与桥式整流电路负输出端连接，集电极与关阀继电器（JG）常开触头的一端、开阀继电器（JK）常开触头的一端连接成为一个支点，关阀继电器（JG）常开触头的另一端与关阀电磁阀（D5）线圈另一端连接，开阀继电器（JK）常开触头的另一端与开阀电磁阀（D6）线圈另一端连接；在关阀电磁阀（D5）线圈两端和开阀电磁阀（D6）线圈两端各连接一个二极管，两个二极管负极共同与桥式整流电路正输出端连接。

8.根据权利要求6或7所述的高性能自动控制锁渣阀，其特征是锁定电磁阀（D4）线圈与调节继电器（JT）常开触头串联后接桥式整流电路输出端，在锁定电磁阀（D4）线圈两端并联第二电容器（C2），在桥式整流电路输出端连接开度表（30）。