专利名称：阀门驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来驱动在输送气态或液态物质的管道中提供的截流阀或切断阀的阀门驱动装置。
比如在煤气管道中，在管道所沿线路的多个位置上都装有截流阀。利用致动器驱动截流阀，而这种致动器是以从截流阀位置附近的管路中抽取的气体压力作为动力，这种驱动方式已为公众所知。然而在此情形中，装置本身是很不安全的，因为从致动器放射出的已用气体将被放入大气中，这样释放到大气中的煤气可能对人畜造成危害，而且管道中的煤气压力也不能作为动力来使用。因此实际中常常附加地提供一个单独的空气、氮气或二氧化碳的气缸，用此气缸作为致动器的动力源。
使用上述的这种压力气缸时，气缸的压力以大于煤气管道中的煤气压力驱动截流阀，因此它一定要比致动器所需的压力要高。由于气缸的容量有限，截流阀在切换过程中可能由于压力不足而停止动作。因此气缸需要有较大的能力来补充自身容量或进行自身置换，以满足新的需求。而且如果上述的气缸的补充或置换不完全，则可能导致压力气缸无法在需要的情况下驱动截流阀，并因此而出现故障，或者甚至危及煤气管道的运行。
本发明的目的之一是提供一种阀门驱动装置，它可安全地以气体管路的气体压力作为致动器的动力，来操纵管路中的截流阀或切断阀，而没有所用气体压力泄入大气、对人畜造成危害的危险，而且完全消除了对必须以空气、氮气或二氧化碳气缸作为动力源的依赖。
在如上所述的以使用管路中的气体作为致动器的动力源的驱动装置的情形中，包括有一个封闭的气体线路，以便气体返回到管路中，如果管路的压力降低，则截流阀将可能无法正常操作。
为此驱动装置提供一个充满不可燃气体的压缩气体的气箱和一个单独放置的增压器是不难想象的。如果气箱和增压器二者是通过一根管子相互连接起来，那么装置可能由于连接点的泄漏而出现不合格的操作。而且，由于增压器和气箱都是单独的实体，它们安装的空间要很大，以致于给驱动装置本身的紧凑性增添了很多麻烦。
本发明的另一个目的是提供一种阀门驱动装置，它通过将增压器置于气箱内部的方式，合理地提高装置的紧凑性。此阀门驱动装置在增压器的操作过程中，当气箱内的气体压力低于规定水平时，流体通过管路自动填充气箱，使得气箱内的气体压力保持恒定在规定的水平，因而完全消除了补充气箱或置换气缸的必要，仅出现了几个泄漏点的问题，而在安全和经济上都大有优势。
为实现上述目的，本发明提供了一种驱动气体管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其特性为，在从气体管路的基本端分支出来的气体管和致动器气缸之间设置一个气/油型增压器和一个液压泵，并将它们用一根管子连接起来，增压器以气体管路的基本端的压力作为动力源，将液体压力增高，借此驱动致动器，进而关闭截流阀或打开切断阀，同时，置于增压器和致动器之间的液压泵重新设置增压器，以使增压器内的气体经上述的气体管返回到气体管路中。
在此情形中，油箱与液压泵相连接，而且上述增压器的一个冲程所排出的油量应不少于上述气缸的两个冲程所排出的油量。
本发明的另一方面是关于打开或关闭气体管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其结构是将从气体管路的基本端分支出来的气体管和气/油型增压器的气室通过一个减压阀的中介连接起来，在减压阀和气/油型增压器之间设置一个逆止阀，同时将已与气室相通的气体管通过中介逆止阀，与上述气体管路的另一端相连接，使得气体管和增压器之间的气体压力关系满足表达式气体管路的基本端的压力＞气体管路的另一端的压力＞增压器的气室内的压力，在上述增压器的油室和致动器的气缸之间设置有一个油管，增压器以气体压力作为动力源，气体压力作用在增压器的气室上，使油管内的液体压力升高，压力升高后的液体压力使致动器动作，关闭或打开截流阀或切断阀，并使置于油管内的液压泵以更高的液体压力重新设置增压器，使增压器内的气体经过上述的气体管供到气体管路1的另一端。
在此情况下，气体也可以进入流有同样气体的另一管路，而不进入上述气体管路1的另一端。
本发明还涉及到一种阀门驱动装置，其结构包括在含有截流阀或切断阀的气体管路中，设置有一个液压缸型致动器，用采在管路的另一端的压力低于基本端的压力时，打开或关闭截流阀或切断阀，并将位于致动器液压缸的两端的油管分别与气/油型增压器的油室相连接，使一个增压器的气室与从气体管路的另一端分支出来的气体管相接，而另一个增压器的气室与从气体管路的基本端分支出来的气体管相接。
在此情形中，在上述缸的一端或另一端与增压器之间设置油管，以便有选择地与油箱接通，进而油箱内的油可经由液压泵的作用，返回到缸或增压器中。
本发明的另一方面涉及一种驱动位于输送流体的管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其结构为在一个气箱内部设置一个增压器，与一个阀门驱动致动器相连，借此使气箱和增压器之间在内部相连通，同时，借助一供给管，通过常压供给装置的中介，将气箱和管路连接起来，从而使经以上述气箱的压力为动力源的增压器加压后的压力驱动阀门驱动致动器，进而驱动截流阀或切断阀。
在此情形中，通过将一个反压阀的另一端与逆止阀的入口端相连接，同时将上述反压阀的基本端与逆止阀的出口端相连，形成常压供给装置，通过将反压阀的另一端与管路一端的供给管相连接，同时将反压阀的基本端与气箱一端的供给管相连的方式，以规定压力填充气箱的流体可以是空气、氮气、二氧化碳或惰性气体中的一种，它可与管路中的流体混合，而不会出现任何问题，当气箱内的气体压力低于规定水平时，流经上述管路的流体就会填充气箱，这样就能够使气箱的气体压力保持在恒定水平。
如上所述，由于本发明的阀门驱动装置利用气体管路的气体压力作为动力源，驱动截流阀或切断阀，它既不需要压力缸这样的动力源，也不需要补充或置换气缸所需的动力，因此由于补充或置换的准备不足而导致装置出现问题或问题加重的可能性不复存在。而且，由于装置不将所用气体放入大气，所以它既不会浪费气体，也不会对环境造成危害，可以安全使用。本装置中所使用的一种Y分支型管路足够用来从管路中抽取气体，并将气体返还至管路中，使设备如管路简单化。
更进一步，由于作为动力源的压力通过增压器供给致动器，并且增压器和致动器的选择可以进行优化，因此所提供的阀门驱动装置结构紧凑，价格合理。当气体压力不存在或动力供给停止时，重新设置增压器的液压泵可被用来作为动力源，使气体返回到气体管路。此泵可以手动操作，也可以自动运行。
由于本发明阀门驱动装置增压器设置在气箱内，所以装置本身可以制作紧凑。而且，气箱绝对不需要进行气体补充或气缸置换，因为它可以通过常压供给装置的中介，以规定压力提供管路气体。气箱内的气体在任何情况下都不可能泄漏到大气中，因此不会污染环境。综上所述，本发明能够提供一种无需维护且在安全性、经济性和可靠性方面都有很大优势的阀门驱动装置。
图1是本发明阀门驱动装置的第一个实施例的管路系统图，图2是图1中所示装置在阀门关闭状态下的部分管路系统图，图3是阀门驱动装置的输出扭矩的对照图，图4是一个致动器的输出扭矩的辅助说明图，图5是本发明阀门驱动装置的第二个实施例的管路系统图，图6是本发明阀门驱动装置的第三个实施例的管路系统图，图7是本发明阀门驱动装置的第四个实施例的管路系统图，图8是图7中的常压供给装置的供气方法的一个实例的部分管路系统图，图9是截流阀关闭状态下液压线路转换状态的部分管路系统图，图10是增压器配置在气箱内的情形下的一个实例的截面视图，图11是气箱压力和致动器输出扭矩的对比图。
图1是本发明阀门驱动装置的第一个实施例的管路系统图。
图中气体管路1沿箭头表示的方向输送气体。截流阀2位于气体管路1中，液压缸式阀门驱动装置3与截流阀2相连接，适用于打开或关闭截流阀2。截流阀2的打开或关闭是通过此致动器3的活塞3b在缸3a内的液力移动来实现的。图1所示为截流阀2处于打开位置的情形。一个气/油型增压器6介于气体管路4和油管5之间，其中气体管路4是从气体管路1的基本端分支出来的，油管5与缸3a相连。致动器3借助于油管5内的液体压力产生动作，驱动截流阀2，而油管5内的液压是利用增压器6得以提升压力的，增压器6以气体管路1的基本端的压力作为动力源。
对于截流阀2能够产生多种(例如，两种或三种)运动的情况，增压器6就必须有能力产生这些运动所必需的油量。
油管5有一个液压泵7，并且与油箱8相连。压力经液压泵7的加压达到高于油管5内的压力水平后，油管5内的油包括油箱8内的油向前推进，进入增压器的油室6a，来重新设置增压器，并使增压器6的气室6b内的气体通过气体管路4返回到管路1中。
关于增压器6的增压比率，阀门在正常运作时不与线路的压力条件发生联系，只要供抽取作为动力源的线路的气体压力的变化范围，借助于增压器的增压比率，通过适当地增大阀门驱动装置(缸的直径和臂的长度)所得到的扭矩被保持在超过阀门在线路气体压力的变化范围内所必需的扭矩水平，如图3所示。
下面将参照图4说明此情形。以使用一个必需扭矩为2200千克米的球形阀和一个活塞式止转棒轭系统的致动器为例。运行中需要的动力源压力在进入致动器之前由增压器增压，运行的输出扭矩T的计算如下效率μ设定为1。
T＝π/4×d2×L×P×M×2(2限于止转棒轭系统)＝π/4×92×10×70×2.58×2＝229,785千克厘米＝2,297千克米＞2,200千克米当动力源压力P为70千克力/厘米2表压时，它大于必需扭矩，如图4所示。用于危急关闭的此致动器维持阀门在常开状态，并产生三种动作，即开关开关，甚至在动力源断掉期间。
图1中，9表示的是一个开关限位电磁阀，10代表的是一个转换限位电磁阀。电磁阀9和10可以选择使用四通电磁阀，也可以使用一对二通电磁阀。11和12分别代表一个速控器，13代表一个减压阀，14是一个逆止阀，而15代表一个截止阀，16表示的是一个流量控制阀，17是一个压力开关，18也是一个逆止阀，19和20分别代表一个截止阀，21代表动力源。虚线表示控制电路线。
上述的开关限位电磁阀9的结构最好要保证即使在转换限位电磁阀10泄漏的情况下，也能维持增压器6的工作。特别是当其采用无泄漏(密封良好)式结构时能够长时间地维持增压器6的位置。
下面将描述一下上述实施例的运行情况。
如图1所示，油管5被设置在增压器6和缸3a的两端之间，其上有开关限位电磁阀9、转换限位电磁阀10、液压泵7、速度控制器11和12、逆止阀14和减压阀13。开关限位电磁阀9和转换限位电磁阀10都分别安装有手动操纵杆，它们由危急信号或来自控制室的操作信号驱动而产生动作。关于危急信号，将在下面进行专门的说明。
图1中，截流阀2保持在打开状态，允许正常状态气体沿箭头表示的方向在管路1中流动。
从气体管路1的基本端分支出的气体管路4向气/油型增压器6的气室6b排放气体，向其施加气体压力。增压器6的油室6a通过油管5与缸3a的阀门打开压力端3c相连，增压器6以气体压力作为动力源，将液体压力提升，并施加到活塞3b的阀门打开压力端3c。缸3a的另一面即阀门关闭压力端3通过转换限位电磁阀10与油箱8相连。由于开关限位电磁阀9保持在关闭位置，截流阀2也就保持打开状态，同时限定了增压器的位置。
如果气体管路1的下游端出现故障，泄漏了大量气体，导致流量控制阀16的下游端的压力降低，或者下游端的压力由于某些原因而升高，压力开关17反映这一故障，并发出危急切断或断开截流阀2的信号，或者控制室发出驱动截流阀2的信号。在此情形下，转换限位电磁阀10改变限定位置，同时开关限位电磁阀9打开，使缸3a的阀门打开压力端3c与油箱8接通，使得缸3a的阀门打开压力端3c内的油排入到油箱8。这样，经增压器6加压的液体压力施加在缸3a的阀门关闭压力端3e上，向右推动活塞3d，如图1所示，关闭截流阀2。
在接下来的情形中，液压泵7发生动作，油箱8内的油打开逆止阀14，并向前进入增压器6的油室6a，液体压力大于增压器6的气室6b内的气体压力，气室6b内的气体返回至管路1，重新设置增压器6。
此外，当截流阀2由于响应来自控制室的操作信号或手动操作而打开时，转换限位电磁阀10改变限定位置，使得来自增压器6的液压被施加在缸3a的阀门打开压力端3c上，并且开关限位电磁阀9打开，使得油从缸3a的阀门关闭压力端3e内排入到油箱8。这样的结果是，上述的来自增压器6的油室6a的液压使缸3a动作，打开截流阀2。打开截流阀2之后，虽然开关限位电磁阀9恢复到图1所示的位置，但增压器6的液压仍继续施加在缸3a的阀门打开压力端3c上，因为转换限位电磁阀10仍保持不动的状态。要关闭截流阀2，需通过改变转换限位电磁阀10的限定位置，并同时打开开关限位电磁阀9。通过使用这两个电磁阀9和10的手动杆，可以同样实现打开和关闭截流阀2。
在气体管路1的气体压力的正常变化范围内，需要增压器6具有一个恒定的增压比率，使得相对于由气体压力变化引起的控制截流阀2所必需的扭矩的变化范围，足够用来驱动缸3a，使截流阀2产生动作。截止阀15、19和20用于维护、检查等操作，减压阀13保证管路包括油管5的安全。这种阀门驱动装置除了可应用在气体管路中之外，还可用在输送液体物质的管路中，与截流阀配套使用。
上述的第一个实施例描述了阀门驱动装置用于关闭截流阀的情形，它还可以用于驱动气体管路中的切断阀。更详细地说，如图2所示，这种阀门驱动装置的结构是将气/油型增压器6和液压泵7置于从气体管路1的基本端分支出的气体管4和致动器3的缸3a之间，并将它们与油管5相连，从而如图1所示的那样，增压器6以气体管路的基本端的压力为动力源，将液压提高，借此驱动致动器3，打开切断阀2。同时将液压泵7置于增压器6和致动器3之间，从而利用液压泵7重新设置增压器6，并使增压器6内的气体通过气体管4返回气体管路。除了此例中切断阀的作用代替了前述第一个实施例中的截流阀的作用之外，本实施例的结构、操作及功能都大体与第一个实施例相同。
图5是本发明阀门驱动装置的第二个实施例的管路系统图。此图中，与图1第一个实施例中相同的部分都用相同的参考数字来表示，并且它们与第一个实施例中的相应部分一样，表示同样的操作，起到相同的作用，因此在下面的描述中将省略对这些部分的描述。
减压阀22与从气体管路1的基本端分支出的气体管4相连，逆止阀23沿同一方向连接在减压阀22的前端，逆止阀23的前端接到气/油型增压器6的气室6b上，逆止阀25沿同一方向接在另一根与气室6b相连接的气体管24上，逆止阀25的进气端接在气体管路1的另一端。在此情况下，压力关系的设置要满足下面的表达式管路1基本端的压力＞管路1另一端的压力＞增压器6的气室6b的压力。
如图5所示，油管5设置在增压器6的油室6a和致动器3的缸3a之间，以使增压器6以加在气室6b上的气体压力作为动力源，将油管5内的液体压力增高，来使致动器3产生动作，进而打开或关闭截流阀2。
油管5内设有液压泵7，并与油箱8相连，这样经液压泵7加压到高于油管5内的压力的液体压力可以向前推动液压管5内的油包括油箱8内的油，使其进入增压器6的油室6a内，进而重新设置增压器6，并通过气体管24，使增压器6的气室6b内的气体向前推进到管路1的另一端。
下面将描述上述第二个实施例的操作过程。
气体管4从截流阀2所在气体管路1的基本端分支出来，经过减压阀22，与气/油型增压器6的气室6b相连，经减压后的气体压力加在气室6b上。逆止阀23的设置只允许来自减压阀22的气体通过。
气室6b还与另一根气体管24相连，该气体管24的另一端接在气体管路1的另一端。逆止阀25沿管路1的方向设置在气体管24的中间部位。
压力关系满足表达式管路1基本端的压力＞管路1另一端的压力＞增压器6的气室6b的压力，这一表达式的成立是因为相对于气体管4与管路1相连接的位置，流量控制阀16位于上游端。
增压器6的气室6b接受来自从气体管路1的基本端分支出来的气体管4的压力。增压器6的油室6a通过油管5与缸3a的阀门打开压力端3c相接，这样增压器以气体压力作为动力源，使液体压力增高，压力增高后的液压施加在活塞3b的阀门打开压力端3c上。另一方面，即缸3a的阀门关闭压力端3e通过转换限位电磁阀10，与油箱相接，截流阀2保持其打开状态，同时保持增压器6的位置，因为开关限位电磁阀9保持在关闭状态。
当气体管路1的下游端出现故障，泄漏了大量气体，导致流量控制阀16的下游端的压力降低时，或者下游端的压力由于某种原因而升高时，压力开关17反映这一故障，并发出危急切断或断开截流阀2的信号，或者控制室发出驱动截流阀2的信号。在此情形下，转换限位电磁阀10换位，同时开关限位电磁阀9打开，使缸3a的阀门打开压力端3c与油箱8接通，使得缸3a的阀门打开压力端3c内的油排入到油箱8内。这样结果是，经增压器6加压的液体压力施加在缸3a的阀门关闭压力端3e上，向右推动活塞3d，如图5所示，关闭截流阀2。
接下来，液压泵7发生动作，油箱8内的油打开逆止阀14，并向前进入增压器6的油室6a，当所产生的液体压力大于加在增压器6的气室6b上的气体压力，并大于管路的另一端的压力时，气体会向前进入管路的另一端，增压器6由设置在气体管24中的逆止阀25的动作而得到重新设置。
为更详细地说明上述实施，假定气体管路1的基本端的压力为70千克/厘米2，气体管路1的另一端的压力为40千克/厘米2，在不同压力状况下产生必需的阀门扭矩所需的增压器6的气室6b的压力为30千克力/厘米2。气体管路1的另一端的线路上装有逆止阀25。在增压器6的运行中，流向减压阀的反向流由逆止阀23阻止，增压器由液压泵7重新设置。当气体压力大于气体管路1的另一端的压力时，气体通过逆止阀25，流向气体管路1的另一端。
这样的结果是，在增压器的运行过程中所需的气体既没有被消耗掉，也没有被放入大气中。
增压器6的废气也可以被供到流有同样气体的另一根管路26中，如图5中点划线所示，而不进入上述的气体管路的另一端。
图6是本发明阀门驱动装置的第三个实施例的管路系统图。此图中，与图1和图5中第一个和第二个实施例中相同的部分都用相同的参考数字来表示，并且它们与第一个实施例中的相应部分一样，表示同样的操作，起到相同的作用，因此在下面的描述中将省略对这些部分的描述。
油管5a和5b位于致动器3的缸3a的两端，分别与气/油型增压器6、27的油室6a、27a相连接。切换阀28是一个四通电磁阀，它位于这两个增压器6、27的气室6b、27b之间。气体管4和25分别从气体管路1的基本端和另一端分支出来，这样气室6b和27b中的一个可以与从气体管路另一端分支出的气体管25相连，而另外一个与从气体管路基本端分支出的气体管4相连。图6中，29、30和31分别代表截止阀。
下面将说明图6所示的第三个实施例的操作过程。
作为四通电磁阀的切换阀28目前的状态是从气体管路1的基本端分支出的气体管4与增压器6的气室6b接通，而增压器6的气室6b本身又与缸3a的阀门打开压力端3c相连，与缸3a的阀门关闭压力端3e相连的增压器27的气室27b又与从气体管路1的另一端分支出的气体管25接通。位于管路1中的截流阀2是打开状态。由于直接位于截流阀2之后的控制阀16的作用，管路1的另一端的压力(比方说，3～40千克力/厘米2)，即使在截流阀2位于打开状态下，也要比管路1的基本端的压力(比方说，20～70千克力/厘米2)低。
接下来，切换阀28变换到使从管路1的基本端分支出来的气体管4与增压器27的气室27b相接，而增压器27的气室27b又与缸3a的阀门关闭压力端3e相连接；切换阀28的变换同时使增压器6的气室6b与从管路1的另一端分支出来的气体管25相接，而增压器6的气室6b又与缸3a的阀门打开压力端3c相连接，由管路1的基本端的气体压力使其增压的液体压力向着阀门关闭压力端3e的方向推动缸3a的活塞3d，将缸3a的阀门打开压力端3e侧的油推进入增压器6，将增压器6的气室6b内的气体推进入管路1的另一端，从而关闭截流阀2。
在此情况下，接在阀门打开压力端3c上的增压器6也将由管路1的另一端的压力使其增压的液体压力施加在阀门打开压力端3c上。为达到如上所述的使缸3a动作，从而打开截流阀2的目的，由气体管路1的基本端的气体压力和另一端的气体压力分别作用在增压器6和增压器27上所产生的液体压力之间的差值必须足够大，大到使缸3a能够产生打开截流阀2所需要的操作力。当管路1的另一端的压力比基本端的压力低时，就具备了这个条件。
更进一步地，由于本实施例中的致动器3的结构是为位于缸3a的两端的压力管5a和5b分别提供了单独的增压器6和增压器27，因此增压器6和增压器27可允许有各自的最佳状态能力。
图7是具有本发明的应用于管路中的截流阀的阀门驱动装置的第四个实施例的管路系统图。此图中，与第一至第三个实施例的相关系统图中相同的部分，都以相同的参考数字表示，并且它们与第一个实施例中的相应部分一样，表示同样的操作，起到相同的作用，因此在下面的描述中将省略对这些部分的描述。
上面说到的致动器3由借助增压器6提升气箱32的气体压力所产生的液体压力驱动，并且致动器3与增压器6通过油管5连接起来。在此情形下，气箱32内密封有惰性气体如氮气或空气。在气箱32内部设置有气/油型增压器6，对于增压器6，下面还将进行更详细地说明。
缸3a的阀门打开压力端3c和阀门关闭压力端3e分别与油管5c和油管5d相连，分别接到油箱8上。与油箱8相连接的油管5e上设置有液压泵34，液压泵34根据从传感器33那里得到增压器6的位移的检测信号而自行动作。
压力经液压泵34加压到高于油管5c内的压力水平，借助于这一压力，油管5内的油包括油箱8内的油向前进入增压器6的油室6a中，导致增压器6被重新设置，并且增压器6的油室6a内的油量也将自动补充。增压器6的油室6a内的油的补充也可以通过在油管5c的中间位置设置手动转换阀35和在油管5e上设置手动泵7来实现。
电磁阀10作为油管5的切换阀设置在油管5c和5d的中间部位。截流阀2的打开和关闭由致动器中的活塞3b和3d的移动来完成，而这一移动是由电磁阀10实现的油管5的切换而产生的。图7中，参考数字36代表一个截止阀。
在此实施例中，气箱32和管路1通过一个供给管101连接起来，并且在此供给管101的中间部位设置有常压供给装置100。常压供给装置100是由一个反压阀103和一个逆止阀104并联组合而成。更详细地说，装置构成时，反压阀103的另一端与逆止阀104的入口端连接在一起，同时，反压阀103的基本端与逆止阀104的出口端连接在一起。反压阀103的另一端与管路1一端的供给管101相连，而反压阀103的基本端与气箱32一端的供给管101相连。管路1一端的供给管101上设置有截止阀102。
假定此情形中，反压阀103和逆止阀104在各自规定的可以设置为任意大小的气体压力下运行。应该说明的是，前面描述中提到的常压供给装置100仅是一个例子，不构成对其具体结构的任何限制，因此，此装置在保证能产生与上述结构相同的运动的情况下可以是任意的其它结构。与常压供给装置100一并提供的供给管101可以不与管路1相连，而与图7中以点划线表示的管路1′相连接。
附带说一下，气体填充气箱32的完成效率随着填充压力的增加而提高，因此，与气箱32相接的供给管101最好是与具有较高压力的管路1的部分相连。在本实施例中，可以另外提供一个如图8所示的辅助回路。
辅助回路中，供给管101a的一端与管路1中截流阀2的入口端相接，供给管101b的一端与截流阀2的出口端相接，而后二供给管101a和101b的剩下的那两端接在一个往复阀107上。供给管101接在往复阀107的输出端上，再通过常压供给装置100与气箱32连接。参考数字105和106各代表一个喷射阀。有了这样的结构，气箱32就可以在需要的情况下，被有效填充，因为往复阀107能够自动选择管路1具有较高压力的那一端，并将其与供给管101接通。
为例举一个气箱32和气/油型增压器6结合在一起的例子，在图10中描述了一个置于气箱32内部的气/油型增压器6。利用焊接或使用0型垫圈的方式，以球形盖37b和37c密封气缸37a的两端。连结杆37d的使用使它们之间的连结更紧密，增强了密封条件。油缸38a与气缸37a同轴设置。围绕油缸38a的空间作为气箱32的气室37e。活塞38b和活塞杆38c设置在增压器6的内部。油缸38a和活塞杆38c之间的空间作为空气室38d使用。与气孔37h一同提供的通孔37g使气室37e和气室37i相通。在置于活塞杆38c的前端的油室38e的前端，有一个油孔38f。它与致动器3的缸3a相连接。为了检测活塞杆38c的移动位置，设置了一个利用空气孔38g的装置(比如说，一个传感器33)。
下面将讨论使用图7和图10所示的气箱32作为动力源的情形。用下述公式表示初始压力和容积。用于危急切断的致动器3，通常阀门保持在打开状态，并能产生三种动作，即打开关闭打开关闭，即使是在出现动力故障期间。在此情况下，第二种动作关闭打开具有较大的扭矩，需要达到前述的必需扭矩。
致动器3的运动油量如下π/4×92×10×2＝1,272.3cm3增压器6的杆的运动量如下1,272.3/π/4×11.22×1111＝12.91cm动力源端的容积W，增压器6的杆的一个动作所需要的W＝π/4×182×12.91
＝3,285cm3≈3.31假定气箱32的容积是20升，初始压力为80千克力/厘米2表压，一个动作完成之后(第二个动作之前)的气箱32的压力P1将如下式所示P1＝(80+1033)×20/20+3.3＝69.556千克力/厘米2＝68.523千克力/厘米2(表压)两个动作之后(第三个动作之前)的气箱32的压力P2如下P2＝(68.523+1.033)×(20+3.3)/20+3.3+3.3＝60.927千克力/厘米2＝59.894千克力/厘米2(表压)三个动作完成之后的气箱32的压力P3如下P3＝(59.894+1.033)×(20+3.3+3.3)/20+3.3+3.3+3.3＝54.203千克力/厘米2＝53.170千克力/厘米2(表压)在两个动作期间的输出扭矩T2为T2＝π/4×92×10×68.523×2.58×2＝224,937千克厘米＝2,249千克米在三个动作过程中的输出扭矩T3为T3＝π/4×92×10×59.894×2.58×2＝196,611千克厘米＝1,966千克米三个动作之后的输出扭矩T3为T3＝π/4×92×10×53.170×2.58×2＝174,538千克厘米＝1,745千克米这些结果均在图11中表示出来。
对本实施例的截流阀2，打开关闭动作过程中所需的扭矩大约为450千克米。从以上给出的数据可以看出，从以上计算发现的20升的容积和80千克力/厘米2表压的初始压力对气箱32来说是足够的，这一点是勿庸置疑的。
以上讨论的例子只是从前述实施例中选择的一个，当然没有任何意义上的限定作用。
下面将说明上述的第四个实施例的操作过程。
如图7所示，在增压器6和致动器3的缸3a的两端之间设置有油管5c、5d和5e，同时还设置了用来切换油管5的电磁阀10、液压泵34、手动泵7a、速度控制器11和12、逆止阀14和14a和减压阀13。虽然电磁阀10装备有手动的操纵杆，但它还是适用于由压力开关17发出的危急信号或控制室发出的操作信号来使其产生动作。
此结构中，气箱32中的气体压力由增压器6使其加压，此时所产生的液体压力用来驱动致动器3，从而打开和关闭管路1中的截流阀2。
气箱32内密封的惰性气体如氮气所产生的气体压力向前经过一个通孔6c，在规定的变化范围内，作用在气/油型增压器6的气室6b上。在增压器6的油室6a内，油口和致动器3的缸3a的阀门打开压力端3c通过油管5c连接起来。增压器6以气体压力做为动力，将液体的压力升高，压力升高后的液压作用在阀门打开压力端3c的活塞3b上。缸3a的另一面即阀门关闭压力端3b通过电磁阀10，并以油管5d为中介与油箱8相连。
当气体管路1的下游端出现故障，导致泄漏时，管路1中的压力会下降，压力开关17反映这一故障，并发出危急切断信号，或断开截流阀2，或者控制室发出驱动截流阀2的信号。在此情况下，电磁阀10接通油管5，如图9所示。
然后，缸3a的阀门打开压力端3c与油箱8相通，同时缸3a的阀门关闭压力端3e和增压器6的油室6a相通。这样，经增压器6增压的液体压力作用在缸3a的阀门关闭压力端3e上，向右推动活塞3d，进而关闭截流阀2，同时，与活塞3d相连结的活塞3b使缸3a的阀门打开压力端内的油排入油箱8。
传感器33或一个位置检测装置测出增压器6的活塞6d的位移变化时，液压泵34动作，油箱8内的油打开逆止阀14，向前进入增压器6的油室6a，产生的液体压力重新设置增压器6的活塞6d，迫使增压器6的气室6b内的气体返回到围绕增压器6的周边形成的气箱32中。
气箱32内的气体压力规定是由一种惰性气体如氮气密封在气箱32内形成，它经过通孔6c在规定的变化范围内，作用在气/油型增压器6的气室6b上。在增压器6的油室6a内，油口和致动器3的缸3a的阀门打开压力端3c通过油管5c相接。增压器6以气体压力为动力，将液体压力增压，增压后的液体压力作用在阀门打开压力端3c的活塞3b上。缸3a的另一面即阀门关闭压力端3b通过电磁阀10，以油管5d为中介，与油箱8相连接。
当气体管路1的下游端出现故障，导致泄漏时，管路1中的压力会下降；压力开关17反映这一故障，并发出危急切断信号或断开截流阀2，或者控制室发出驱动截流阀2的信号。在此情况下，电磁阀10接通油管5，如图9所示。
缸3a的阀门打开压力端3c与油箱8相通，同时缸3a的阀门关闭压力端3e和增压器6的油室6a相通。这样，经增压器6增压的液体压力作用在缸3a的阀门关闭压力端3e上，向右推动活塞3d，进而关闭截流阀2，同时，与活塞3d相连结的活塞3b使缸3a的阀门打开压力端内的油排入油箱8。
传感器33或一个位置检测装置测出增压器6的活塞6d的位移时，液压泵34动作，油箱8内的油经过逆止阀14，向前进入增压器6的油室6a，产生的液体压力重新设置增压器6的活塞6d，迫使增压器6的气室6b内的气体返回到围绕增压器6的周边形成的气箱32中。
为驱动增加器6，气箱32内的气体压力的大小应在规定的变化范围之内。当气箱32内的气体压力由于致动器3的重复操作(打开和关闭截流阀2)而减弱，并低于正常的变化范围时，气箱32由通过常压供给装置100导入管路1中的流体来补充。
更具体地说，由于常压供给装置100由反压阀103和逆止阀104组成，因此，当气箱32内的气体压力低于规定水平时，流经管路1的流体通过逆止阀104进入气箱32，直到气体压力升高到高于规定水平为止。当气箱32内的气体压力由于液压泵34的作用而高于规定水平时，反压阀103动作，将过剩的气体放入反压阀103的另一端(管路1)，这样就使得气箱32内的气体压力能够保持在规定的水平。如将供给管101与另一管路1′相连接，如图7中点划线所示，则上述的过剩气体将被放入另一管路1′。
这样结果是，气箱32内的气体压力能够在规定的水平保持稳定。所以气箱32绝对不需要再进行气体补充或缸的置换，而且还安全可靠，具有良好的经济性，即使在其中的气体压力高于规定水平的情况下，过剩的气体也将返回到管路1而不放入大气中。图8所示的辅助回路还使气箱32的气体填充能够高效率地完成，因为它能够自动选择管路1的压力较高的一端，将其接到供给管101上。
权利要求
1.一种驱动气体管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其特征在于在从气体管路的基本端分支出的一个气体管和致动器的缸之间，设置一个气/油型增压器和一个液压泵，并用一根管子将两者连接起来，增压器以气体管路的基本端的压力作为动力源，使液体压力升高，进而驱动致动器，关闭截流阀或打开切断阀，同时以置于增压器和致动器之间的液压泵重新设置增压器，使增压器内的气体通过上述气体管返回气体管路中。
2.根据权利要求1所述的一种阀门驱动装置，其特征在于有一个油箱与上述的液压泵相连接。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种阀门驱动装置，其特征在于上述的增压器的一个冲程所排出的油量足以用来引导不少于两个上述的缸的冲程。
4.一种用来打开或关闭气体管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其结构如下构成将从上述的气体管路的基本端分支出的一个气体管通过一个减压阀，与一个气/油型增压器的气室相连接，在减压阀和气/油型增压器之间设置有一个逆止阀，同时将与上述的气室相连接的气体管通过一个减压阀，接到气体管路的另一端，使上述的气体管和增压器之间的气体压力关系满足表达式，气体管路的基本端的压力＞气体管路的另一端的压力＞增压器的气室内的压力，在增压器的油室和致动器的缸之间设置有一个油管，增压器以施加在其气室内的气体压力作为动力源，将油管内的液体的压力增高，利用此液体压力使致动器动作，关闭或打开所说的截流阀或切断阀，使位于上述油管中的液压泵，用位于上述油管中的进一步被增压的液体压力重新设置上述增压器，使位于增压器中的气体，经上述气体管被导向上述气体管路的另一端。
5.根据权利要求4所述的一种阀门驱动装置，其特征在于上述的气体可以供到流有同样气体的另一个管路中，而不进入上述的气体管路的另一端。
6.一种阀门驱动装置，其结构为在气体管路中，提供一个截流阀或切断阀，设置一个液压缸式致动器，以便当上述的管路的另一端的压力低于基本端的压力时，打开或关闭截流阀或切断阀，并将置于致动器的缸的每一端的油管与上述各气油型增压器的油室相连接，从而使其中的一个增压器的气室与从上述的气体管路的另一端分支出的一个气体管相连接，而另一个增压器的气室与从上述的气体管路的基本端分支出的一个气体管相连。
7.根据权利要求6所述的一种阀门驱动装置，其特征在于在上述缸的一端或另一端与上述增压器之间设置的油管可以有选择地与上述的油箱接通或断开，进而油箱内的油可经由液压泵的作用，返回到上述的缸或增压器中。
8.一种用于驱动位于输送流体的管路中的截流阀或切断阀的阀门驱动装置，其结构为在一个气箱内部设置一个增压器，与一个阀门驱动致动器相连，借此使上述的气箱和增压器的部分在内部相连通，同时，借助一供给管，通过常压供给装置，将上述的气箱和上述的管路连接起来，从而使经以上述气箱的压力为动力源的增压器加压后的压力驱动阀门驱动致动器，进而驱动截流阀或切断阀。
9.根据权利要求8所述的一种阀门驱动装置，其特征在于反压阀的另一端与逆止阀的入口端相连接，反压阀的基本端与逆止阀的出口端相连，从而形成常压供给装置，并且上述反压阀的另一端与管路一端的供给管相连接，同时上述反压阀的基本端与气箱一端的供给管相连。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的一种阀门驱动装置，其特征在于以规定压力填充气箱的气体可以是空气、氮气、二氧化碳或惰性气体中的一种，它可与管路中的流体混合，而不会出现任何问题，当上述气箱内的气体压力低于规定水平时，流经上述管路的流体就会填充气箱，这样就能够使气箱的气体压力保持在恒定水平。
全文摘要
本发明涉及用于驱动位于输送气体或液体物质的管路中的截流阀或切断阀的一种阀门驱动装置。此阀门驱动装置的结构为,在从气体管路的基本端分支出的一气体管和一个致动器的缸之间设置有一个气油型增压器和一个液压泵,并用一管路将它们连接起来,增压器以气体管路的基本端的压力作为动力源,将液体压力增高,借此驱动致动器,关闭截流阀或打开切断阀,同时置于增压器和致动器之间的液压泵使增压器得到重新设置,从而使增压器内的气体能够通过气体管返回到气体管路中。
文档编号F16K31/122GK1171838SQ9519719
公开日1998年1月28日 申请日期1995年9月20日 优先权日1995年9月20日
发明者中西定之, 佐藤好治, 福永昭男 申请人:株式会社基茨