一种基于气液组合弹簧的阀门执行器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，包括执行器和动力缸，所述动力缸安装在执行器一侧上，所述执行器另一侧上设置有气液组合弹簧缸，所述气液组合弹簧缸包括弹簧缸体、弹簧活塞和弹簧活塞杆，所述弹簧活塞杆设置在弹簧缸体内，所述弹簧活塞固定设置在弹簧活塞杆上，所述弹簧缸体上设置有气液组合弹簧装置，所述气液组合弹簧装置包括压力容器罐，所述压力容器罐上端设置有气体输入口，所述压力容器罐内的上部和下部分别为压缩气体腔和液压油腔，所述压缩气体腔内填充压缩气体，所述液压油腔内填充有液压油，所述压力容器罐下端设有液压油出口。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种阀门执行器领域，具体涉及一种基于气液组合弹簧的阀门执行器。
技术介绍
阀门执行器是实现阀门开启或者关闭的驱动机构，其结构一般包括动力执行件、执行箱体，和弹簧缸体，一般在紧急情况下的工况使用工艺和管道应用系统中，在出现紧急情况的时候，同时控制系统又失去电源、或者气源时，单作用执行机构能自动复位，驱动阀门到预先设计的故障安全位置，从而把整个装置潜在危险降到最低。单作用执行器通常是用压缩的金属弹簧储存的能量、UPS应急电源、或者储能器罐、还有重锤等其他预先储存的能量来作为执行器驱动的动力。其中压缩的金属弹簧是使用最多的一种执行器驱动方式。执行器弹簧缸是一种利用压缩弹簧的弹性来工作的机械组件。弹簧是用弹性材料制成的零件，在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。弹簧一般用弹簧钢制成。随着系统整体安全等级的提高和执行器整体安全水平的不断提升，用作阀门执行器的弹簧要求也必须有足够的机械寿命、疲劳强度和重复使用寿命，更不能够发生弹簧断裂的严重事故。然而在实际应用中的情况是，管线阀门愈来愈多使用大口径、高磅级大扭矩，在异常情况下打开或者关闭这些紧急切断阀，我们采用传统弹簧作为配套需要的阀门执行器越来越不适应：重量重、体积大、占用空间、弹簧长期处于受压状态，刚度减小、弹力降低、容易疲劳失效、弹簧变形、运动异响、甚至发生弹簧折断的严重事故。现场更换困难、制造过程中消耗能源。采用传统弹簧缸作为配套需要的阀门执行器(如图1所示)主要存在以下缺陷：1.驱动大尺寸阀门的执行器弹簧缸一直是一个难题：质量重、体积大、占用空间、浪费资源。2.根据单作用弹簧执行器的工作特点，弹簧长期处于压缩状态，容易压缩变形，出现弹簧疲劳，弹簧失去原有的弹性，降低紧急情况下动作的可靠性。3.正常使用过程中随着使用时间推移和动作频度的增加，簧会疲劳失效，推力逐步减小或者降低。执行器动作可靠性和富裕安全系数在不断降低。4.执行器需要的弹簧的力量无法进行精确量化处理，驱动阀门的时间和速度不可以精细控制。弹簧一旦成形输出力就确定了，弹簧力不可能调整，更不可能增加。5.弹簧容易变形和产生异响，给人造成不安全的心理负担；执行器弹簧断裂也是时有发生。6.由于单作用执行器的工作特点，弹簧输出到底时还必须有相当量的力驱动阀门，因此传统金属弹簧缸装配到执行器上面的时候需要专用工装压缩装配、装配效率、装配风险大。7.弹簧缸组件一旦需要在现场进行更换和维修就变得十分的不可能或者非常难。
技术实现思路
本技术的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，解决现有阀门执行器的采用传统弹簧缸质量重、体积大、占用空间、容易疲劳失效、安装麻烦等问题。本技术的通过下述技术方案实现：一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，包括执行器和动力缸，所述动力缸安装在执行器一侧上，所述执行器另一侧上设置有气液组合弹簧缸，所述气液组合弹簧缸包括弹簧缸体、弹簧活塞和弹簧活塞杆，所述弹簧活塞杆设置在弹簧缸体内，所述弹簧活塞固定设置在弹簧活塞杆上，所述弹簧缸体上设置有气液组合弹簧装置，所述气液组合弹簧装置包括压力容器罐，所述压力容器罐上端设置有气体输入口，所述压力容器罐内的上部和下部分别为压缩气体腔和液压油腔，所述压缩气体腔内填充压缩气体，所述液压油腔内填充有液压油，所述压力容器罐下端设有液压油出口。进一步的，所述动力缸采用液压油缸或气动缸。进一步的，所述弹簧活塞后端的弹簧活塞杆上设置有弹簧。在原有弹簧缸的基础上，将弹簧缸内的弹簧前端设置一个与弹簧活塞杆联动的弹簧活塞，同时，在弹簧缸上加设“气液组合弹簧装置”，通过加设“气液组合弹簧装置”可以大大减小原有弹簧缸的安装尺寸，原有设置的弹簧起主要弹力，而通过改进，现有设置的弹簧只是起到辅助作用。进一步的，所述动力缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述动力缸的缸体安装在执行器的箱体上，所述动力缸的活塞杆与执行器的拨叉联动，所述动力缸的活塞杆与气液组合弹簧缸的弹簧活塞杆同轴连接。进一步的所述气液组合弹簧装置的液压油出口通过油管与弹簧活塞后端的弹簧缸体连通，动力缸进气时，动力缸的活塞动活塞杆向前运动，活塞杆动拨叉打开阀门，同时，所述气液组合弹簧装置被压缩，动力缸泄气时，活塞在气液组合弹簧装置和动力缸共同作用下拉动活塞杆回缩，活塞杆带动拨叉反向活动关闭阀门。进一步的，所述气液组合弹簧装置的液压油出口通过油管与弹簧活塞后端的弹簧缸体连通，动力缸进气时，动力缸的活塞推动活塞杆向前运动，活塞杆推动拨叉打开阀门，同时，所述气液组合弹簧装置和弹簧被压缩，动力缸泄气时，活塞在气液组合弹簧装置、弹簧和动力缸共同作用下拉动活塞杆回缩，活塞杆带动拨叉反向活动关闭阀门。进一步的，所述压力容器罐上端还设置有实时监测其内部压力的压力表。进一步的，所述压力容器罐内的液压油出口处设置有油液过滤装置，用于过滤液压油内的杂质。进一步的，所述油管上设置有流量调节阀，通过流量调节阀调节液压油的流量，从而控制压力释放的速度，确保软弹簧的运动过程和动作速度精确可控。进一步的，所述油管上还设置有关断阀用于随时关闭或开启气液组合弹簧装置。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、将同样功能的“气液组合弹簧装置”来替代传统单作用阀门执行器用的金属弹簧或者金属弹簧缸。“气液组合弹簧装置”无论是结构设计、制造工艺、制造成本、安装工作难度、执行器驱动阀门应用效率、现场更换和故障维修都得到极大的改善。利用气液组合弹簧装置与替代传统的金属弹簧普通的金属弹簧比较，高压气体具有体积小、重量轻、容易压缩、不易疲劳、可重复使用、响应迅速、充压方便。无论现场在工厂安装还是现场替换更换过程中，都无任何意外，安全性比传统弹簧更加可靠、使用安全、安装方便、更换容易。节能环保、无污染、无干扰、无噪音等诸多无可比拟的优点。在油气储运、石油天然气、化工、冶金等广泛采用单作用执行器的阀门和其它工业领域，该装置用来替代弹簧作为输出控制装置使用，可以减少弹簧钢等系列金属材料的使用。气液组合弹簧装置采用液压油作为传动介质具有刚性大、弹性小、不易压缩、传动平缓、可实现无极调速、自带润滑、无锈蚀。2、在原有弹簧缸的基础上，将弹簧缸内的弹簧前端设置一个与弹簧活塞杆联动的弹簧活塞，同时，在弹簧缸上加设“气液组合弹簧装置”，通过加设“气液组合弹簧装置”可以大大减小原有弹簧缸的安装尺寸，原有设置的弹簧起主要弹力，而通过改进，现有设置的弹簧只是起到辅助作用。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为现有阀门执行器的结构示意图；图2为本技术采用气动缸的阀门执行器结构示意图；图3为本技术带有弹簧采用气动缸的阀门执行器结构示意图；图4为本技术采用液动油缸的阀门执行器结构示意图；图5为本技术带有弹簧采用液动油缸的阀门执行器结构示意图；附图中标记及相应的零部件名称：1-执行器，2-动力缸，3-气液组合弹簧缸，4-弹簧缸体，5-弹簧活塞，6-弹簧活塞杆，7-气液组合弹簧装置，8-压力容器罐，9-气体输入口，10-压缩气体腔，11-液压油腔，12-液压油出口，13-弹簧，14-缸体，15-活塞，16-活塞杆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，包括执行器(1)和动力缸(2)，所述动力缸(2)安装在执行器(1)一侧上，其特征在于：所述执行器(1)另一侧上设置有气液组合弹簧缸(3)，所述气液组合弹簧缸(3)包括弹簧缸体(4)、弹簧活塞(5)和弹簧活塞杆(6)，所述弹簧活塞杆(6)设置在弹簧缸体(4)内，所述弹簧活塞(5)固定设置在弹簧活塞杆(6)上，所述弹簧缸体(4)上设置有气液组合弹簧装置(7)，所述气液组合弹簧装置(7)包括压力容器罐(8)，所述压力容器罐(8)上端设置有气体输入口(9)，所述压力容器罐(8)内的上部和下部分别为压缩气体腔(10)和液压油腔(11)，所述压缩气体腔(10)内填充压缩气体，所述液压油腔(11)内填充有液压油，所述压力容器罐(8)下端设有液压油出口(12)。

【技术特征摘要】
1.一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，包括执行器(1)和动力缸(2)，所述动力缸(2)安装在执行器(1)一侧上，其特征在于：所述执行器(1)另一侧上设置有气液组合弹簧缸(3)，所述气液组合弹簧缸(3)包括弹簧缸体(4)、弹簧活塞(5)和弹簧活塞杆(6)，所述弹簧活塞杆(6)设置在弹簧缸体(4)内，所述弹簧活塞(5)固定设置在弹簧活塞杆(6)上，所述弹簧缸体(4)上设置有气液组合弹簧装置(7)，所述气液组合弹簧装置(7)包括压力容器罐(8)，所述压力容器罐(8)上端设置有气体输入口(9)，所述压力容器罐(8)内的上部和下部分别为压缩气体腔(10)和液压油腔(11)，所述压缩气体腔(10)内填充压缩气体，所述液压油腔(11)内填充有液压油，所述压力容器罐(8)下端设有液压油出口(12)。2.根据权利要求1所述的一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，其特征在于：所述动力缸(2)采用液压油缸或气动缸。3.根据权利要求2所述的一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，其特征在于：所述弹簧活塞(5)后端的弹簧活塞杆(6)上设置有弹簧(13)。4.根据权利要求2或3所述的一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，其特征在于：所述动力缸(2)包括缸体(14)、活塞(15)和活塞杆(16)，所述动力缸(2)的缸体(14)安装在执行器(1)的箱体(23)上，所述动力缸(2)的活塞杆(16)与执行器(1)的拨叉(17)联动，所述动力缸(2)的活塞杆(16)与气液组合弹簧缸(3)的弹簧活塞杆(6)同轴连接。5.根据权利要求4所述的一种基于气液组合弹簧的阀门执行器，其特征在于：所述气液组合弹簧装置(7)的液压油出口(12)通过油管(19)与弹簧活塞(5)后端的弹簧缸体(4)连通，动力缸(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正权，
申请(专利权)人：成都迈可森流体控制设备有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51