一种适用于快速隔离阀的直行程气液联动执行机构的制作方法

本实用新型属于阀门控制技术，具体涉及一种隔离阀的联动执行机构。

背景技术：

快速隔离阀执行机构驱动型式主要分为两类：介质自驱式和气液驱动式。介质自驱式的动力源来源于系统而非外部。而百万千瓦级压水堆核电站的快速隔离阀以大口径闸阀结构为主，执行机构需满足主蒸汽隔离阀长行程(≥600mm)、大推力(≥1000KN)、不同工况快速关闭(≤5s)、慢开、慢关的可靠动作要求，目前气液驱动型式成为快速隔离阀执行机构的主流型式。

执行机构快速关闭后，容易对装置、仪器仪表等造成冲击。同时，其抗震、噪音、老化、抗辐照、电磁兼容、安全可靠性等问题也亟须解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适用于快速隔离阀的直行程气液联动执行机构，只需要进行一次蓄压，后续阀门的缓慢启闭过程无需再重复进行蓄压，能够满足主蒸汽隔离阀的使用要求。

本实用新型的技术方案如下：

一种适用于快速隔离阀的直行程气液联动执行机构，包括阀门支架、固定于阀门支架上方的框架结构件和液压缸、固定设于阀门支架的活塞式蓄能器，以及固定于框架结构件上的油箱、油泵和主阀块；

所述的活塞式蓄能器有两个，对称设于阀门支架两侧；

执行机构还包括快关进油阀块A组件、快关进油阀块B组件，其对称固定设于在框架结构件两侧的上端，且与相应一侧的活塞式蓄能器通过管路连通；

执行机构还包括安装在油箱下端的快关排油阀块A和快关排油阀块B，其对称固定设于在框架结构件两侧的下端，且通过管路与液压缸的下腔连接

所述的快关进油阀块A、快关排油阀块A组成通道A；快关进油阀块B、快关排油阀块B组成通道B，A、B通道围绕油箱和电机对称布置；

所述的油泵的吸油口通过管路连接油箱，油泵的出油口通过管路连接到主阀块，主阀块通过管路分别连接液压缸的上腔和下腔以及油箱。

所述的主阀块通过管路与活塞式蓄能器的油侧连接，通过固定于框架结构件上的电机驱动油泵对活塞式蓄能器中进行充油。

所述的主阀块与活塞式蓄能器连接的油侧管路上设有单向阀，锁住活塞式蓄能器中的液压油。

所述的主阀块与活塞式蓄能器连接的油侧管路上设有压力开关，主阀块中设有两个二位三通电磁阀，分别通过电机驱动，压力开关的开关。

所述的框架结构件上固定设有充气阀块，所述的充气阀块通过管路连接两个活塞式蓄能器的气侧。

所述的充气阀块与活塞式蓄能器连接的管路上设有氮气压力表、压力开关。

所述的框架结构件上设有铰链门板，其数量为4～8块，每个铰链门板均通过铰链连接，均沿着框架结构件上下端的法兰边沿进行转动开合。

所述的液压缸包括固定连接的缸筒和缸盖、设于缸筒下方的缸头，以及缸筒内的活塞和活塞杆，所述活塞外表面与缸筒内表面紧密接触。

所述活塞杆外部设有缓冲套，位于活塞下方，所述的活塞杆下端设有导向套，导向套固定于缸头内部。

所述的缸头底部设有挡圈，挡圈位于导向套下方，拖住导向套。

本实用新型的有益效果如下：

设计阀门支架，活塞式蓄能器直接安装在支架两侧，框架结构件和液压4安装在阀门支架的上表面，电机、泵固定在阀门支架上法兰，其余所有零部件都安装在框架结构件中，且尽量安装在框架结构件的位置较低处，减少体积、减轻重量、降低重心，提高整机自振频率。

采用独立蓄压的原理，油泵的出口通过管路连接到活塞式蓄能器的油侧，通过单向阀锁住活塞式蓄能器中的液压油，活塞式蓄能器的油口通过管路连接两路快关进油阀块，通过管路连接到液压缸的上腔，活塞式蓄能器中的气体充当永不失效的气弹簧，充当快关动作的动力源，并且可以实现只需要进行一次蓄压后，后续的阀门的缓慢启闭过程无需再重复进行蓄压。

采用铰链门板的设计，发生意外时可以阻挡执行机构内部弹出的零件击伤人体或其他设备，拆装方便。

采用完全独立双通道液压控制，满足单一故障准则的要求，同时具有冗余设计，保证功能安全可靠性。

活塞部分设有缓冲结构，减少了快速关闭时对阀门的冲击力，提高了执行机构的使用性能和可靠性。

附图说明

图1为适用于快速隔离阀的直行程气液联动执行机构示意图；

图2为适用于快速隔离阀的直行程气液联动执行机构正视图；

图3为双快关通道示意图；

图4为铰链门板示意图；

图5为液压缸活塞缓冲结构示意图；

图中：1.支架；2.框架结构件；3.活塞式蓄能器；4.液压缸；5.主阀块组件；6.快关进油阀块A；7.快关进油阀块B；8.充气阀块；9.电机；10.油泵；11.压力开关；12.电气接线盒；13.油箱；14.快关排油阀块A；15.快关排油阀块B；16.油温表；17.油压表；18.氮气压力表；19.铰链门板；20.缸盖；21.活塞；22.缓冲套；23.活塞杆；24.缸筒；25.导向套；26.缸头；27.挡圈。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，在阀门支架1两侧各固定一个活塞式蓄能器3，阀门支架1上方固定安装液压缸4和框架结构件2。电机9、泵10分别通过螺栓固定在阀门支架1上法兰的上表面和下表面。液压缸4用于驱动隔离阀进行启闭动作。

另外其余所有零部件(包括油箱13)都安装在框架结构件2中，且尽量安装在框架结构件2的位置较低处，减少体积、减轻重量、降低重心，提高整机自振频率。

如图2和图3所示，该框架结构件2为圆筒形的框架结构，快关进油阀块A组件6、快关进油阀块B组件7均与相应一侧的活塞式蓄能器3通过管路连通，且安装在该框架结构件2的上端，快关进油阀块A6和快关进油阀块B7分别通过管路连接到液压缸4的上腔。快关排油阀块A14和快关排油阀块B15均安装在框架结构件2的下端，分布在油箱13的两侧，快关排油阀块A14和快关排油阀块B15通过管路与液压缸4的下腔连接，并且通过管路与油箱13连接，从而实现执行机构的快关动作。

如图3所示，执行机构设计有两个快关通道，即上述的快关进油阀块A6、快关排油阀块A14组成的通道A；快关进油阀块B7、快关排油阀块B15组成的通道B，A、B通道围绕油箱13和电机9对称布置，且A、B通道互为冗余设计，大幅提高了执行机构快关功能的可靠性。

如图1和图2所示，油泵10的吸油口通过管路连接油箱13，油泵10的出油口通过管路连接到主阀块5，主阀块5通过管路分别连接液压缸4的上腔和下腔以及油箱13。

油压表17安装在主阀块5的开关通道，用于监测油压，油温表16安装油箱13的管路上，用于检测油箱13中液压油的温度。

主阀块5还通过管路与活塞式蓄能器3的油侧连接，通过电机9驱动油泵10对活塞式蓄能器3中进行充油，并且通过安装在管路中的单向阀锁住活塞式蓄能器3中的液压油，以储存活塞式蓄能器3中的高压油。活塞式蓄能器3中的气体充当永不失效的气弹簧，充当快关动作的动力源，并且可以实现只需要进行一次蓄压后，后续的阀门的启闭过程无需再重复进行蓄压。

在框架结构件2中安装充气阀块8，位于电机9一侧，充气阀块8通过管路连接两个活塞式蓄能器3的气侧，并通过管路一次连接氮气压力表18、压力开关11。充气阀块8配有充气接口，将充气接口连接外部气源，可以对活塞式蓄能器3进行充气，氮气压力表18和压力开关11用于监测活塞式蓄能器3中的气体压力。

上述的主阀块5中安装两个二位三通电磁阀，通过电机9驱动，控制主阀块5管路上的压力开关11的开关。

接线盒12安装在框架结构件2中，位于电机9的上方。执行机构中的电磁阀和电机的电线均接入接线盒12中，接线盒12通过电线与外部控制柜进行连接。

如图4所示，框架结构件2的外围设计有铰链门板19，数量为6块，每个铰链门板19均通过铰链连接到框架结构件2上，且铰链门板19可以绕铰链沿着框架结构件2上下端的圆形法兰边沿进行转动开合，铰链门板19关上后通过螺钉固定在框架结构件2上。发生意外时，铰链门板19能够阻挡执行机构内部弹出的零件击伤人体或其他设备，并且此设计方案也比较美观，拆装也很方便。

如图5所示，液压缸4设计有缓冲结构，液压缸4的缸筒24和缸盖20固定连接，缸头26安装在缸筒24下方，活塞21和活塞杆23安装在缸筒24内，活塞21外表面与缸筒24内表面紧密接触。

缓冲结构包括安装在活塞杆23外部的缓冲套22，缓冲套22位于活塞21下方，其下端面加工成圆锥面。为了对活塞杆23定位，其下端安装有导向套25，导向套25固定于缸头26内部。同时为了防止缸头26掉落，在缸头26底部固定安装挡圈27，挡圈27位于上述导向套25下方，拖住导向套25。

当活塞21、缓冲套22与活塞杆23整体向下进行快速运动时，缓冲套22的锥形结构与导向套25的锥形结构进行配合，可以逐渐降低活塞21、缓冲套22与活塞杆23的运动速度，从而对执行机构的快关动作起到缓冲作用。