CN218348438U - 一种气液联动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液联动执行机构，包括通过加压管路相连通的高压储能器和低压储能器；在加压管路上还设置有两个单向阀，在两个单向阀之间的加压管路上设置有加压泵，所述加压泵用于将低压储能器中的液压油泵入高压储能器；还包括执行机构，所述执行机构包括与阀门相配合的执行油缸，所述执行油缸的供油口与供油管相连通，回油口与回油管相连通；还包括换向阀，换向阀分别与高压储能器、低压储能器、供油管以及回油管相连通。本实用新型所述结构体积小，可靠性高，效率高。

Description

一种气液联动执行机构

技术领域

本实用新型涉及一种阀门设备，尤其是涉及一种用于快关阀门系统的气液联动执行机构。

背景技术

气体的输送通常是采用管道运输，为了提高输送效率，通常要使管路内保持一定的高压（输送管路中的高压气体压力范围在0.5-5Mpa，通常在0.5-2.5Mpa）。同时为了在需要时阻断管路，还需要在管路上设置一定数量的阀门，为了有效的控制阀门，需要利用执行机构进行控制。随着输送距离的加长，管路必然会经过野外等基础条件很差的区域，而在上述区域中，如何保证控制阀门的可靠性就显得尤为重要。

现有技术中，较为普遍的是采用气液联动执行机构，如授权公告号CN 207796236U所述的“气液联动执行机构”，以及公告号：CN209511245U所述的“分体叠加式气液两相介质同步输出的气液联动执行器”等。执行机构是一种安装在天然气等高压管道上的，用于控制天然气管道阀门开启或关闭的装置，其主要以天然气管道内的高压天然气为动力，以储存的液压油为驱动介质进行控制，通常的作法是利用气液混合储罐进行蓄能，将储罐上部与输气管路相连通，利用管路中的气体，对储罐下部的液体施加压力，进而通过控制阀等的配合下在需要时驱动液体执行器动作。

但上述结构中，存在如下不足：1、受输气管路中的气体压力限制，控制系统压力低，所需气液储罐体积庞大，耗气量大；2、在工作过程中气液接触，容易造成液压油等液体污染，并进而影响执行机构的精度及可靠性；3、气体可能会混入液体中，影响执行器的可靠性；4、执行器的工作压力小于输送的高压气体的压力，导致执行压力较小，而为了获得较大的执行力，就需要提高面积，从而导致设备体积庞大。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种气液联动执行机构，以解决现有技术中的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种气液联动执行机构，其特征在于：包括通过加压管路相连通的高压储能器和低压储能器；在加压管路上还设置有两个单向阀，在两个单向阀之间的加压管路上设置有加压泵，所述加压泵用于将低压储能器中的液压油泵入高压储能器；

还包括执行机构，所述执行机构包括与阀门相配合的执行油缸，所述执行油缸的供油口与供油管相连通，回油口与回油管相连通；

还包括换向阀，换向阀分别与高压储能器、低压储能器、供油管以及回油管相连通。

进一步的：还包括手动泵，手动泵设置在加压管路上，且位于两个单向阀之间。

进一步的：在供油管以及回油管上分别设置有限流阀。

进一步的：换向阀三种状态：停止状态，工作状态，回复状态，使管路在工作状态、停止状态与回复状态之间进行切换；其中，工作状态下，高压储能器与供油管相连通，且低压储能器与回油管相连通；回复状态下，低压储能器与供油管相连通，且高压储能器与回油管相连通；停止状态下，高压储能器及低压储能器油路均被截止，油缸处于锁止状态。

进一步的：所述加压泵通过控制阀与高压气体管路相连通，加压泵包括T形活塞，T形活塞较大一侧朝向气体腔，较小一侧朝向液体腔。

进一步的：所述加压泵为气动泵或者往复式气动活塞。

进一步的：所述执行油缸为直行程油缸或旋转型油缸。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型采用气液分离式高压储能器为执行端提供高压液体，该液体压力高，从而节省了体积；

2、气液不接触，避免了污染，提高了系统的可靠性。

3、无气体做为动力时，可通过手动泵实现蓄能；且可在空闲时间提前进行蓄能，防止影响效率。

4、采用高压执行器，整体体积较小，可靠性好。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中序号说明：1为高压储能器、2为低压储能器、3为加压泵、4为加压管路、5为执行机构、6为执行油缸、7为供油口、8为供油管、9为回油口、10为回油管、11为换向阀、12为手动泵、13为单向阀、14为限流阀、15为控制阀、16为T形活塞。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型一种气液联动执行机构，其包括通过加压管路4相连通的高压储能器1和低压储能器2；在加压管路上还设置有两个单向阀13，单向阀13在从低压储能器2到高压储能器1方向上是导通的，在两个单向阀13之间的加压管路4上设置有加压泵3，所述加压泵3用于将低压储能器2中的液压油增压后泵入高压储能器1中；

还包括执行机构5，所述执行机构包括与阀门相配合的执行油缸6，执行油缸的执行端与阀门配合，用于控制阀门的开启或关闭；所述执行油缸6的供油口7与供油管8相连通，回油口9与回油管10相连通；

还包括换向阀11，换向阀11分别与高压储能器1、低压储能器2、供油管8以及回油管10相连通。

优选的：所述执行油缸6为直行程油缸或旋转型油缸。图中是两组直行程油缸，油缸中间有可移动的齿条，在阀门的芯轴上部设置有齿轮，齿轮位于两油缸的齿条中部，并分别与齿条啮合配合。两油缸在液压油的作用下，带动齿条异向移动，从而通过齿轮控制阀门的开合。

优选的：所述加压泵3为气动泵或者往复式气动活塞。

优选的：还包括手动泵12，手动泵12设置在加压管路4上，且位于两个单向阀13之间。手动泵可以在加压泵失效的情况下，手动进行增压。

优选的：在供油管8以及回油管10上分别设置有限流阀14。

优选的：换向阀有三种状态：停止状态，工作状态，回复状态，换向阀在外部信号的作用下进行切换，可使管路在工作状态、停止状态与回复状态之间进行切换；其中，工作状态下，高压储能器与供油管相连通，且低压储能器与回油管相连通，执行机构运行，使阀门关闭；回复状态下，低压储能器与供油管相连通，且高压储能器与回油管相连通，执行机构反向运行，使阀门开启；停止状态下，高压储能器及低压储能器油路均被截止，油缸处于锁止状态，阀门保护当前状态。

优选的：所述加压泵3通过控制阀15与高压气体管路相连通，加压泵3包括T形活塞16，T形活塞较大一侧朝向气体腔，较小一侧朝向液体腔。气体腔中为高压气体管路的高压气体，其作用的活塞面积较大，产生较大的压力，活塞向图1中右侧移动，而液体腔中为液压油等，在活塞的作用下被压缩，达到一定压力后打入高压储能器中存储。活塞移动到位后，左侧的高压气体被排出，压力降低，低压储能器中的液压油在压力的作用下，进入活塞右侧，并将活塞向左推动，到一定位置后，左侧再次充入高压气体，完成循环。在单向阀的作用下，将液压油打入高压储能器。

优选的：所述加压泵的T型活塞工作的气缸筒的两端设有气控限位开关，高压气体受电磁阀控制接通后，T型活塞受两端的气控限位开关相互控制，往复运动，通过T型活塞及油缸将低压油转换成高压油，直到高压储能器油压压力达到设定要求，此时电磁阀控制高压气体断开，加压泵停止工作。

下面结合具体结构对本实用新型的工作过程说明如下：

本实用新型所述结构包括储能部分和工作部分；

所述储能部分包括高压储能器和低压储能器；在加压管路上还设置有加压泵，所述加压泵可以将低压储能器中的液压油泵入高压储能器，具体步骤为：气动控制阀控制T形活塞左侧的气室排气，活塞向左侧移动，低压储能器中的液体被吸入至右侧液体腔室，然后气动控制阀控制T形活塞左侧的气室与输气管路连通进行充压，T形活塞右移，液体对应T形活塞较小的端面，根据压力压强与面积的关系，可以对液体施加一个特别大的力，从而将液体打入高压储能器的液体腔室加压管路上设置有单向阀，保证了液体只能由低压储能器流向高压储能器，从而达到了蓄能的目的；所述的高压储能器和低压储能器均为气液式储能器，根据其工作压力的不同而区分，本方案所称的高压储能器，其最高压力可达20MpaA，低压储能器，其最高压力为1MPa；储能器结构包括壳体和位于壳体内部的活塞，活塞的一侧为独立的高压气源，另一侧为液体，二者不接触，且液体侧与加压管路以及执行机构相连通。本方案中，高压储能器中的高压液体，在最大储存体积的时候，足以支撑执行机构完成两次阀门的开闭过程，安全性高。同时，手动泵作为在没有外部能源的前提下，进行手动补充压力的手段。比如在管路维修后未进气前，或者管路突然大面积破裂气体迅速流失的情况下。本方案中，可以随时通过手动泵进行补压蓄能，将高压储能器中的高压液体充满，从而在需要时可以快速投入使用，提高了效率。而现有的手动泵，补压时即会带动阀门旋转，因此只能在需要开闭阀门时才可进行补压，且补压耗时极长，效率低下。

所述工作部分，主要是双齿条旋转油缸，该油缸中部为两端带有活塞的齿条，两端为缸体。以图1为例，两齿条相对设置，且中间设置有齿轮，两齿条与齿轮啮合，齿条与阀体的转轴固定连接。当需要关闭阀门时，高压储能器中的液体在换向阀的分配下，经供油管分别进入供油口，供油口位于两个油缸的异向端，即图中指的是左侧缸体上端和右侧缸体下端，回油口是指右侧缸体上端和左侧缸体下端，带动两个齿条异向移动，进而带动齿轮旋转达到开启或关闭的目的。此时，与加油管相连通的油缸内的液体排出油缸并通过回油管流至低压储能器中。

需要说明的是，本方案中，进油管、回油管、进油口、回油口等术语，仅仅是表示各部件的名称，并非限定其用途。如回油管与高压储能器连通时，其作用是向缸体内供油。根据阀门开启或关闭的不同，进油口也可能是排出油缸内多余的油液。

Claims (7)

1.一种气液联动执行机构，其特征在于：包括通过加压管路（4）相连通的高压储能器（1）和低压储能器（2）；在加压管路上还设置有两个单向阀（13），在两个单向阀（13）之间的加压管路（4）上设置有加压泵（3），所述加压泵（3）用于将低压储能器（2）中的液压油泵入高压储能器（1）；

还包括执行机构（5），所述执行机构包括与阀门相配合的执行油缸（6），所述执行油缸（6）的供油口（7）与供油管（8）相连通，回油口（9）与回油管（10）相连通；

还包括换向阀（11），换向阀（11）分别与高压储能器（1）、低压储能器（2）、供油管（8）以及回油管（10）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：还包括手动泵（12），手动泵（12）设置在加压管路（4）上，且位于两个单向阀（13）之间。

3.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：在供油管（8）以及回油管（10）上分别设置有限流阀（14）。

4.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：换向阀三种状态：停止状态，工作状态，回复状态，使管路在工作状态、停止状态与回复状态之间进行切换；其中，工作状态下，高压储能器与供油管相连通，且低压储能器与回油管相连通；回复状态下，低压储能器与供油管相连通，且高压储能器与回油管相连通；停止状态下，高压储能器及低压储能器油路均被截止，油缸处于锁止状态。

5.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：所述加压泵（3）通过控制阀（15）与高压气体管路相连通，加压泵（3）包括T形活塞（16），T形活塞较大一侧朝向气体腔，较小一侧朝向液体腔。

6.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：所述加压泵（3）为气动泵或者往复式气动活塞。

7.根据权利要求1所述的一种气液联动执行机构，其特征在于：所述执行油缸（6）为直行程油缸或旋转型油缸。

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