CN1042221A - 用于在线阀更换的阀***和装置 - Google Patents

Abstract

公开几个自动截止阀装置的实施例；该截止阀装置用于在不影响整个***工作的情况下允许从安装基座上拆卸、修理或替换控制阀。另外，公开一种备用装置；其中，截止阀装置和至少两个控制阀被并联使用，这样，当一个控制阀失灵或被拆卸、修理，或者被替换时，由几个控制阀控制的装置可保持继续工作。

Description

本发明涉及流体***的控制阀装置。尤其是提供了提高生产率、正常运行时间以及对这样的阀进行维修更换的方法。

在许多流体***中（如果不是全部的话），一个或多个控制阀对于***的运行是极端重要的。这对于控制阀在其中控制一定操作功能的各类机床或其他生产设备尤其如此。由于其重要性和需要高的性能非常理想的是保证所提供的***在控制阀的其中之一发生故障时不停止全部操作。因此，本发明的主要目的之一是提供一种用于这样设备的改进控制阀装置和替换***。其中，***中的一个控制阀失灵将不会导致整个***不能工作。

对于这类***，非常重要的是在被使用的装置中，对发生故障或失灵的控制阀可迅速、方便地替换。即，重要的是保证损坏的控制阀能迅速地拆除以便维修和拆除这一控制阀而不关闭整个***;因此，本发明旨在提供一种改进的简易装置用来简便地拆卸控制阀以便维护或修理***而不会使整个***停止工作。

本发明的原理有几种形式的实施方式。通常它属于四种普通类型的其中之一。在这样一种类型中，在所提供的装置中，控制阀的失灵或拆卸仍将保持整个***的“现状”即，保持“进气”持压状态。在这一普通类型中，与下面讨论的其它类型一样，实现这一效果的装置可有选择地把分离装置或块装在控制阀和***基座间。这样的***基座有许多流口，其尺寸和形状与控制阀上的流口匹配和对应。如果没有本发明，控制阀通常直接装到***基座上。因此，为使这样的块装在控制阀和基座之间，该块必须在与控制阀相接触的一侧面及和基座相接触的一侧面上有对应尺寸和形状的流口。另外，***块的功能特征可被直接设置或体现在***基座内，这样可将控制阀直接装到基座上。

在第二普通类型中，装有一对满负载控制阀。这对控制阀的其中之一对于另一个而言是额外的或备用的。这样，一次仅一个控制阀起作用。每一这样的控制阀都装在与上述稍微类似并体现本发明的分离块上。该块以***联系的方式依次被装到***基座上，以便万一控制阀出现失灵或需拆卸时自动地停止工作並将其关闭，同时启动备用控制阀以便把它连接到***中，使***继续工作。另外，分离***块的功能特性可被直接安装或体现在***基座内，这样能以类似上面讨论的第一普通类型的方式直接安装控制阀。

第三普通类型的功能类似于上面讨论的第二普通类型（一次只有多个满负载控制阀的其中之一起作用），不同点只是把分离***块的功能特征体现在装在两个控制阀和***基座间的共同块上。另外，这些功能特征也能体现在***基座上。这样的装置至少在功能上大体与上述第二普通类型的可替换装置相同。

最后，第四普通类型设有若干在正常情况下同时起作用的控制阀。然而，每一控制阀对于这样的正常情况其尺寸是加大的，这样一个控制阀的失灵或拆卸仍能使控制阀保留足够的能力使流体***完全正常地操作。在这样的装置中，就失灵的或被拆卸的控制阀而言，本发明以上面对第一普通类型描述的类似方式实现维持“现状”。

属于上述第四普通类型的一个装置的例子包括3个或更多的半负载控制阀;这样，即使控制阀的其中之一失灵或被拆卸维修也能使***正常操作。根据本发明，在全部控制阀工作和少于全部控制阀工作两者之间的“转换”自动完成，以便基本上消除***停机或者至少把***停机减至最小。与上述其它类型一样，本发明的功能特性可安装或体现在分离***块、共用***块或者***基座内。仅通过示范性的实施例，在此举例说明的本发明的特点都属于上述4种普通类型的至少一种。

本发明实施例以及本发明优选的最接近于控制阀和基座的截止阀和其它元件的主要优点（即使不是全部优点）是使操作压力下的控制阀和基座当***在线操作期间启动一个或者其它的控制阀时压力降减到最小。这样可交替使用控制阀，以避免任何一个控制阀的长期空闲。另外，从一个控制阀到其他的控制阀的交替转换可定期对***元件进行重要的在线功能检验。

本发明的一种装置适用于以控制阀控制具有如气缸或液压缸的动力装置***。该动力装置有多个可选择地与工作流体压力源或排出口连接的开口。第一控制阀在至少两个位置之间移动。同样，第二控制阀也在至少两个位置之间移动。流体回路使并联的第一、第二控制阀和工作流体压力源动力装置的开口连接并且最好也与排出口连接。第一和第二截止阀装在流体回路中并同第一和第二控制阀一起操作，以便为了控制阀的其中之一与控制动力装置的其它控制阀替换有选择地使控制阀与工作流体压力源，动力装置开口关闭而有时也与排出口关闭，这样可有效地从正常状态“转换”成备用状态。

本发明的实施例适于和具有安装面的基座和控制阀结合使用，其中，截止阀装置被装在控制阀和基座之间或者合并在基座内。截止阀装置包括一外壳和带有该外壳的内部工作元件。该外壳具有在其上可拆卸地安装控制阀的安装表面。匹配的供给口和输出口形成在这些表面上并且与壳体内的供给和输出通道连接。截止阀装置为控制这些通道被可替换地装在壳体中并且在不动或开启位置和关闭位置之间移动。截止阀装置响应由于从截止阀表面拆除控制阀安装面所引起的流体压力变化，以便使截止阀装置从正常状态改变成关闭状态。另外至少有些实施例，使截止阀装置能通过手工操作从正常状态改变成关闭状态。

以下面说明和结合所附的权利要求，本发明的其他目的、优点和特征将更加明显。

图1以框图的形式表示本发明4种普通类型的其中之一。图中，控制阀失灵或被拆卸，即使控制阀不工作***仍将保持“进气”持压状态。

图2表示另一框图。图中，本发明的功能特征包含在分离的***块中，每一块装在额外的控制阀和***基座之间或者选择把***块合并到其基座中。

图3类似于图2，只是分离***块由共用***块代替这一点除外。

图4以框图的形式表示本发明的另一普通类型，其中，许多负载有余量的控制阀同时正常起作用并被装在分离或共用***块上或者被直接装在***基座上。如果一个或多个控制阀失灵或被替换，那么剩余的阀对于满负载的***操作是足够的。

图5是示意图或原理图。它表示把图4或图3的控制***回路用于如气动或液压马达装置的一个例子。

图6是示意图或原理图。它表示把图3或图4的控制***回路用于如气动或液压马达装置的另一个例子。

图7是示意图或原理图。它也表示把图3或图4的控制***回路用于如气动或液压马达装置的又一个例子。

图8是示意图或原理图。它也表示把图3或图4的控制***回路用于如气动或液压马达装置的其它一个例子。

图9是装在管路基座上的控制阀典型结构的俯视图。

图10是表示在其不起作用或开启位置让管路基座和控制阀的其中之一连接的截止阀装置（用于图9结构）的一个实施例的剖视图。

图11是部分类似图10的剖视图。它表示控制阀被拆卸并且截止阀装置变换到关闭管路基座开口的关闭位置。

图12是类似图10的剖视图。它表示本发明的另一实施例。其中，截止阀装置的壳体与基座结合。

图13是使用提动阀的本发明另一实施例的俯视图。

图14是沿图13的14-14线剖切的垂直剖视图。它表示阀的其中之一的结构以及柱塞控制。

图15是沿图13的15-15线剖切的图13结构的放大剖视图。

图16是通过按照本发明另一实施例构成的截止阀装置剖切的剖视图。它表示阀处于不起作用或开启位置。

图17是部分类似图16的剖视图。它表示截止阀装置处在关闭位置。

图18是沿图16的18-18线截取的剖视图。

图19是部分类似图16的局部剖视图，表示本发明另一实施例。

图20是部分类似图16和图19的局部剖视图，也表示本发明的另一实施例。

下面结合附图和实施例，详细说明本发明。

本申请所公开的是许多截止阀装置以及应用这样的装置大体减少或完全消除各种控制回路中的停机。各种控制回路包括流体压力源，回路、气动操纵装置（或其他流体操纵装置）和用于控制压力源、气动操纵装置和排出口之间连通的控制阀。应注意，尽管为了说明的目的，本发明被描述应用于气动***，但是，本发明的原理也可应用于其他流体***和机械结构，而不只是在此说明和表示的实例。

在图1中，以框图的形式示意表示***10a。***10a包括控制阀11。它装在为控制阀11和***基座13a间提供流体连通的选择***块12a上。该***适于控制气动或液压动力装置14，如气动或液压缸。在图1所示的本发明的形式表示上述第一普通类型。其中，控制阀11的失灵或拆除都导致***10a的“进气”持压状态，这样，基本上可维持“现状”以便方便地拆除和替换控制阀11而不必关闭整个***。动力装置14则是整个***的一部分。

在图2中，以框图示意表示***10b。其中，动力装置14由一对满负载控制阀11控制，而控制阀的其中之一相对于另一个是额外的或备用的。因此，仅控制阀11的其中之一在给定的时间起作用。每一控制阀11被装在分离选择***块12b上而所装的块12b用来与***基座13b流体连通。如果发生故障或需拆卸，***10b自动起作用停止和关闭最初起作用的控制阀11同时启动额外或备用的控制阀11并把它连接到连续操作动力装置14的***。

在图3中，以框图的形式表示上述第3普通类型。该类型以类似图2所示的第2普通类型的方式起作用;只是分离选择***块12b的功能特征包含或体现在用于控制阀11和***基座13c间流体连通的共用选择***块12c内这一点除外。

在图4中，上述第4普通类型以框图的形式表示。其中，许多控制阀11在正常情况下同时起作用。可是，每一控制阀11对于这样的正常状态其尺寸都是加大的，控制阀11的其中之一失灵或被拆卸仍保留控制阀的足够能力以保持动力装置14的正常操作，如上所述，图4所示的***10b以上面对图1所示***10a描述基本类似的方式相对于失灵或被拆除的控制阀保持“现状”。

应注意，选择***块12a、12b、12c或12d的任何一个都可被取消，而它们的功能特征直接合并在各个***基座13a、13b、13c或13d中。为此，余下附图所示的本发明原理的各个实施例不必区分是否在给定的应用中实现所需效果的功能元件是装在分离***块（***在一个或多个控制阀和***基座间）还是直接装在***基座自身中。然而，余下的附图至少大略地表示了图1至图4所示的4种普通类型的一般结构的各种实施例或其应用。关于这一点，应进一步注意，为达到对本发明所表示的各种原理加以说明的目的，在余下的附图中全部或部分地采用了图1至图4所示的一个或多个普通类型以及对熟悉本领域的技术人员将是显而易见的其它结构。

图5表示按本发明的许多示例结构或实施例的其中之一。图中，整个***20控制流体动力缸14（或其它这样的流体动力装置）。活塞15往复运动并把缸体14分成两个流体腔室16和17。***20包括***块21。该块可以是装在一对控制阀22和23与***基座25间的分离元件，也可有选择地直接并入***基座25中。可是，应该明白，图5中的本发明实例仅是示意或概略的。它既不以下面所述的任一机械结构为必要条件也不排除下述的任一机械结构。

在图5所示的实例中，位置传感器26或限位开关或其它这样的传感装置监视和检测流体动力缸14的位置（或其它***参数）。传感器26与信号处理装置27连接（微处理机或其它这类处理装置）用来操纵控制阀22和23以及转换或截止阀24的操作。传感器26和信号处理装置27间的联接以及信号处理装置27和控制阀22和23及截止阀24间的联接可由电气或电子装置、气动装置、液压装置完成或者以熟悉本领域的技术人员已知的其它方式完成。可是，在图5所示的示例中，信号检测及控制阀22、23和截止阀24的控制采用电子信号完成。

工作流体压力源30与进口31连接，而进口31与截止阀24一侧上的供给口32流体连通。在截止阀24上有相对应的出口33与第一控制阀22上的进口或供给口34流体连通。

当可移动的控制阀22处在图5所示位置时，提供供给口34和与往复阀36流体连通的负载口35间的流体连通。这样的流体连通如图5所示使往复阀移到左边，因而，允许控制阀22的负载口35和流体动力缸14的腔室16间连续的流体连通。这样的状况使流体腔室16承受压力，因此，迫使活塞如图5所示向左移动。在这一位置和在这种操作状态下，往复阀的相反侧被关闭，这样可防止与控制阀23上的负载口37流体连通并使控制阀23无法使流体动力缸14中的活塞15运动。相反，对于图5所示位置的控制阀23，控制阀23的负载口37通过供给口38和截止阀24上的一对开口39和40，与块或基座21上的排出41流体连通。在这种情况下，控制阀23和22上的排出口51和49也分别被阻塞。

在上述活塞15向左移动期间，流体腔室17通过第二往复阀42与控制阀22上的负载口43流体连通。而负载口43又与和排出口41流体连通的排出口44流体连通。这可使腔室16受压的同时腔室17卸压，因此，便于上述活塞15左移。

应注意，在这一活塞位置和上述操作情况下，控制阀23上的负载口45与控制阀23上的排出口46连通。而排出口46又与块或基座21的排出口41的相对端连接。然而，为了关闭控制阀22和23，第3往复阀48被设置在排出口41上并可转换地朝控制阀23移动（如图5所示），以便当额外或备用的控制阀23不起作用时，关闭该阀並使控制阀22继续操作。同样，第4往复阀53被设置在排出口50中以便分别关闭控制阀23和22的排出口51和49。如熟悉本领域的技术人员将知道的那样，往复阀48和53在各种应用中並不是必须的。

传感器26检测活塞15的预定运动（或其他预定***参数）之后，自传感器26并经信号处理装置27发出信号使起作用的控制阀22移动或转换到右边（见图5），这样流体缸右腔室16和负载口35与控制阀22上的排出口49连接，而排出口49又与块或基座21上的第二排出口50流体连通。因此，使流体腔室16卸压。同时，控制阀22的右移使供给口34与负载口43流体连通，因此，使流体缸左腔室17增压（通过往复阀42）。这样在流体缸左腔室17增压的同时流体缸右腔室16卸压，使活塞15向右移动，如图5所示。流体动力缸14以这种方式通过活塞15的往复运动起作用完成本发明给定应用中所需的操作。

如果原先起作用的控制阀22失灵或需拆除，这可以通过传感器26检测活塞15的预定故障位置或其他预定***故障参数来测定，那么，通过信号处理装置27发出信号使控制阀22不工作并同时启动控制阀23。在图5的实施例中，这种“转换”是这样完成的：通过信号处理装置27发生信号给转换阀24使其向右移动并相应地使转换阀24上的供给口32与供给口39连接而供给口39与控制阀23上的供给口38流体连通，这样通过往复阀36把经供给口37的供应流提供到流体腔室16中。在这种情况下，往复阀36向右移动以切断来自控制阀22的供应流，因而使控制阀22停止工作。在这种情况下，由于转换阀24的移动，控制阀22上的供给口35与排出口52和50流体连通（通过转换阀24上的开口33）。然后，控制阀23以大体与上面原先前起作用的控制阀22所描述的相同方式进行操作。

在图6中，以图解或示意的形式表示***70。该***以大体类似于上述图5所示的***20的方式起作用。可是，在***70中，图5中的转换阀24由一系列活塞或提动阀和电磁开关***所代替。图6中的功能控制阀开关元件被示意地表示为装在选择***块或整体基座71中用来自动转换流体动力缸的操作如在两个控制阀72和73之间转换;但是，它们也可替换地合并在***基座中。

在图6所示的情况下，工作流体压力源与供给口75流体连通，而供给口75又与开关或截止阀76流体连通。另外，开关或截止阀76既可以是其内具有活塞78的活塞式的阀，也可以是如熟悉本技术领域的技术人员已知的提动阀。截止阀76与一对电磁阀101和102并联地流体连通而电磁阀101和102依次与其内具有活塞81的阀的操纵腔室80并联地流体连通。活塞81与截止阀76中的活塞78机械连接。因此，根据哪一个电磁阀101或102被驱动到开启位置，活塞81和78可被压到其行程的最右端或最左端。这样，当活塞78处在其左边位置时，如图6所示，工作流体供给口75与控制阀73上的供给口83流体连通而控制阀73则处于起作用的状态以控制流进和流出流体动力缸14的工作流体。

通过控制阀负载口83，工作流体自控制阀73与缸体14连通。活塞式往复阀85（或提动阀）被设在控制阀负载口83和基座或块71中的负载口87之间。当控制阀73处于起作用的状态以便在开口83和87间提供工作流体时，活塞86和活塞式的阀85（或提动阀）被推到其左边位置，如图6所示，以便隔离或阻塞流体联通到控制阀72上的负载口96。同样，活塞式往复阀93（或提动阀）装在控制阀73上的负载口92和基座或块71的负载口95之间的流体连通。在图6所示的工作状态下，阀93中的活塞94也同样被推到左边位置以隔离或阻塞不工作的控制阀72的负载口99。类似的往复阀85a和93a分别在控制阀排出口88和98间，排出口90和100间以及排出口89和91间设置。这些往复阀以类似往复阀85和93的方式起作用分别关闭不工作控制阀的排出口。

流体动力缸14以类似有关上述图5的方式起作用。通过基座或连接块71的负载口87和95、控制阀73的排出口88和90、以及基座或连接块71的排出口89和91分别向右腔室16和左腔室17供给和排出工作液体。

当控制阀73发生故障时，或者如果以基座或连接块71上拆除控制阀73维修时，传感器26发出信号给信号处理装置27。该信号处理装置可以是微处理机、气动信号处理装置或其他适当的信号处理装置。适当的信号发给基座或连接块71以便使电磁阀101和102转换它们的位置，这样，电磁阀101开启而电磁阀102关闭和泄漏。由于电磁阀101和102与阀控制腔室80并联，活塞81被推到右边的位置，如图6所示。而活塞81又把往复活塞78相应推到右边的位置。这样使控制阀73的供给口83与***关闭，开通供给流体流到控制阀72的供给口96，使控制阀72经负载口97或99把工作流体提供到阀85和93而其各自的活塞86和94则相应地移动到它们各自的位置上。因此，控制阀72的负载口97和99与基座或块71的负载口87和95之间的流体连通是畅通的。如上述那样，通过代替失灵或被拆除的控制阀73起作用的控制阀72，该***工作使流体动力缸14中的活塞15往复运动。

图7示意或图解地表示***120。该***大体类似图6所示的***70。但不同的是：图6中与阀控制腔室80相连的活塞式开关或截止阀76（或提动阀）和电磁阀101和102，在图7中由用来开启或关闭以供给源124向控制阀122和123各自的供给口127和141供给流体的在线截止阀126和140所代替。这样的在线阀126和140可以是如图7所示的电磁阀。它们也可是气动操纵阀、液压操纵阀或其他熟悉本技术领域的技术人员已知的控制截止阀。

实际上在其它各个方面，***120以上面对图6所示的***70所描述的相同方式起作用。相应于图6***70中往复阀85和93的往复阀152和153分别用来开启或关闭控制阀122的负载口128和129与控制阀123的负载口142和143。另外，往复阀134和142被设置在控制阀122的排出口130和131与控制阀123的排出口145和144之间，因而分别关闭和开启各个控制阀和基座或块121的排出口136和149的泄流。单向阀135和148可选择地分别装在往复阀134和142和各自的排出口136和149之间。如熟悉本技术领域的技术人员将容易知道的那样，和如图6所示上述***70中所表明的那样，设置往复阀134和142不是必需的。

其它附加特征也包括在图7所示的***120中：如供给截止阀125、它可以是手动操纵或自动操纵阀;附加流量表132和146用于测量各个控制阀122和123的负载口128和142的流量。如在此所述的本发明其他各个实施例那样，各种元件可以用来转换控制阀，並在拆卸控制阀时，能隔离和维持***的“进气”状态。各种元件可包含在或装在一个或几个控制阀与***基座之间的可分离***块内，或者将这些元件直接合并到***基座中。

参考图8，流体操作装置如气动缸或马达一般由参考号221表示。该装置是属于往复式的。气动马达221有缸体222。在该缸体中支持着活塞223往复运动并还限定了一对相对的流体腔室224和225。活塞杆226被固定到活塞223上并且经缸体222的一端伸出以便实际操作已知类型的设备，如压力机、机体或其他传动装置。

缸体222有在活塞冲程端部与腔室224和225分别连通的开口227和228。导管229和231分别把开口227和228与由参考号234示意表示的基座或***连接块的开口232和233连接在一起。

基座或连接块234设有供给口235，该口与压力供给源相连结（图中未示出），它还有一对最好通过一个消音器（图中未示出）与空气连通的排出口236和237。

基座或连接块234进一步设有第一系列开口238，它们通过基座或连接块234中适当的内部通道与开口232、233、235、236和237连接。另外，第二系列开口239也通过类似的内部通道与开口232、233、235、236和237连接。这些通道使开口238和开口239相互并联。

装到连接块234的（或合并在基座234中的）是与第一系列开口238连接的第一截止阀241和与第二系列开口239连接的第二截止阀242。因此，截止阀241和242有其各自相互并联的开口。截止阀241和242分别适于和控制阀243和244安装连接。为举例说明控制阀243和244被表示为2位2通控制阀，但也可以是其他多位控制阀。

控制块或基座234的开口238和239分别与控制阀243和244的各个开口的联接可以通过截止阀241和242加以选择。截止阀241和242动作以便当它们处在不起作用或“开启”的位置时，开口238和239与控制阀243和244的开口联接。当截止阀241和242处在起作用或“关闭”的位置时，控制阀243和244分别与块或基座234的开口隔离。

截止阀241和242的具体结构在本发明的各种应用中是可以改变的。它们可以是如下面参考附图举例说明的目的所描述的类型。各种其它以本发明实施例类似方式起作用的截止阀也可被使用。

由于它们并联的关系，每一控制阀243和244将与流体马达221联接以便有选择地给开口227或开口228中的一个开口增压並使另一开口泄流。例如，控制阀243和244以及截止阀241和242可由电磁操纵或导向控制阀操作。

该***能以多种不同的方式操作。在其中一种可替换的方式中，截止阀241或242的其中之一将***作到关闭位置而它们中的另一个将***作到不起作用或“开启”的位置，这样，其所联接的控制阀243或244将控制流体马达221。设有各种不同的故障（检测）开关，它们是当控制阀243或244的其中之一不能正常控制流体马达221时能进行检测的传感器。通过导管229或231其中之一内的压力开关、检测活塞杆226位置的位置传感器、检测控制阀的实际位置或者检测有无某些机械动作的***都可以完成上述任务。由于这种传感器是众所周知的，所以，在附图中设有详细地表示它们。

当检测到故障时，与故障的控制阀相联的截止阀将移到关闭位置使有故障的控制阀可被替换。然而，由于是并联回路，余下的控制阀能继续操作流体马达221而不会停机或造成生产损失。根据本发明各种替换的应用，上述功能既可以在控制阀交替地正常操作（即，在给定时间内仅一个控制阀操作）的***中完成，也可以在控制阀以并联两个正常操作的控制阀的方式正常操作的***中完成。在后面的实例中，一个控制阀失灵或需拆卸不用全部关闭***而本发明可以用余下的控制阀连续操作，因此，即使生产能力略有减少仍能使***继续工作。

在图8的实施例中，设置一对并联的控制阀和截止阀装置用来控制每一气动马达。使用这样的并联装置，可保证以很少的操作时间或不损失操作时间就能替换故障的控制阀（或需日常维修的控制阀）。然而，这样的截止阀和控制阀的组合可连同本发明的其他应用一起使用以便于在不影响整个阀回路的其他机构操作的情况下拆卸和替换失灵的控制阀。此外，使用这样的截止阀能允许迅速替换控制阀而***中没有明显的流体压力损失。然而，其他的应用不一定具有完全避免***停机的优点。

图9表示本发明另一结构的典型情况。其中，管路板或基座由251表示而由252表示的若干控制阀则装在其上。例如，这些控制阀沿自动生产线（未示出）操作工具，不过该发明也可同在有不同操作者的几个单个工位上使用的每个控制阀一起使用，或者，如已知的那样，同图8所示的***一起使用。

为举例说明的目的，图10表示通过插在控制阀252的其中之一和管路基座251之间的一个截止阀装置的典型剖面图。每一控制阀252有壳体253并且与该发明实施例一起表示具有进口或供给口254，一对出口255和256以及一对排出口257和258。上述控制阀构成四通阀。它在一个位置上使压力流体以供给口254流向出口255，同时把出口256连接到排出口258。在相反的位置，供给口254将被连接到出口256而出口255则被连接到排出口257。例如，由控制阀252所供给和控制的机构可以是往复式动力缸，如图8的气缸或流体马达221。控制阀252可以由电磁控制的先导阀操纵（未示出）。该结构可以是这样，当电磁线圈断电时，该控制阀252将处在使开口256增压和使开口255泄流的位置。这将意味着出口256连接的工作体积充满压缩空气。反之，在上述实例结构中，电磁线圈通电则会出现上述相反的情况。

通常，控制阀252被直接装在管路板或基座251上而开口254通过开口258与管路板或基座的相应开口连接。例如，供给口254与管路基座中的开口259对正面开口259与供给管261相通。排出口257和258分别与管路板或基座上的开口262和263对正面开口262和263分别与排出管264和265连通，出口或工作口255和256分别与口266和267对正，在管路基座中，口266和267分别通向被控制的机器或装置的输出管268和269。

按常规，控制阀252由适当紧固装置，如图9所示的螺钉271，或者由其它装置，如快夹紧装置，被固定到管路基座251上。一般，在拆除需修理或替换的阀252之前，首先，必须确定阀的拆卸将不会出现生产或安全的问题。有时，必须为所有的控制阀252提供截止阀，这样导致不理想情况，即，直到所有控制阀恢复到位在控制阀上才有输入压力。因此，由于一个控制阀的故障、维修或替换，整个***必须关闭而使生产受到损失。

按本发明，一个截止阀装置（一般用272表示）插在每一控制阀252和管路基座251之间。截止阀装置272被例为自动操作。可是，在某些应用中，如下面将详细说明的那样，操作的其他形式是可能的。截止阀272最好具有与管路基座251上部的开口和控制阀252下部的开口相匹配的开口，以便可以使用相同的管路基座251和控制阀252;或者，可以把截止阀272装入管路板或基座251或其一部分中。截止阀具有壳体273。而壳体273有与管口259对正的供给口274，一对分别与管口266和267对正的出口275和276以及一对分别与管口262和263对正的排出口277和278。在壳体273的上部形成相应的开口。供给口279与控制阀口254对正。出口281和282分别与控制阀口255和256对正。排出口283和284分别与控制阀口257和258对正。

滑阀件285可滑动地装在壳体273内。该滑阀件可在图10所示的不起作用或“开启”位置和图11所示的起作用或关闭位置之间移动。滑阀件有第一凸起286。该凸起286在不起作用或“开启”位置离开供给口274，但在图11起作用或“关闭”的位置则阻塞供给口274。滑阀件285上的第二凸起287在不起作用或“开启”位置离开出口275而在关闭位置阻塞出口275。第三凸起288在不起作用或“开启”位置离开出口276而在图11的关闭位置阻塞这一出口。

第四凸起289设在滑阀件285的端部，它起活塞的作用。该活塞面对由壳体端盖292形成的腔室291。在另一端的第二端部件293用来支承滑阀件285在这端形成的导向部分并且还支承位于滑阀件285的导向部分上的孔295内装的螺旋压缩弹簧294的一端。这一弹簧把滑阀件285推向关闭位置。端盖293和凸起288之间形成腔室296。因此，该凸起288也起活塞的作用。而其有效面积小于由凸起289构成的活塞的有效面积。

一对通道297和298自供给口274通向壳体273的相对的两端。通道297经比较小的节流孔299通向腔室291而相对不被节流的通道301以腔室291通到壳体273的顶部。垫302通常放在阀252和壳体273之间。它有与通道301对正的孔303。这样，当控制阀252夹紧在如图10所示的位置时，通道301将被阻塞。而当阀252被拆除时，通道301将被敞开以致立即使腔室291泄流。通道278相对不被节流地通到腔室296因而可帮助弹簧294不断地把滑阀件285推向其关闭的位置。然而，凸起289的有效面积应足够大，以便当腔室291具有压力时能克服凸起288和弹簧294的力。

操作时，假定控制阀252被安装并将正常地操作，腔室291中的流体压力将滑阀件285保持在图10所示的不起作用的位置。当在这一位置时，通过凸起286和287之间的空间，供给口274和279之间有畅通的连接。同样，在出口275和281之间和出口276和282之间也有畅通的通道。通过连接开口277和283的通道304，连接排出口257和262，而排出口258则通过连接开口278和284的通道305被连接到排出口263。因此，所有的控制阀252可以正常方式***作。

如为了修理或替换需拆除任何控制阀252，仅需拆除紧固件271或者如果它是由夹紧装置保持定位的话松开控制阀252。一但阀252脱离其垫302，腔室291将泄压，因为节流孔299比通道301窄。阀芯285由于弹簧294和腔室296中压力的作用立即移位到左边。这将有效地立即关闭来自管路基座251的供给压力并且也关闭两出口266和267。这有助于避免供给压力的压降，而该压降会有害地影响其余控制阀252。因此，在不停止全部操作的情况能迅速替换控制阀，以致很少或没有造成***生产的损失。

当已前拆除的控制阀被252恢复原位时，一但由紧固件271将它夹紧或固定到位以便紧密地封闭通道301，流体压力在腔室291中再次建立。在很短的预定时间间隔之后，截止阀将以图11的关闭位置推回到图10其不起作用或开启的位置。尔后，控制阀252可照常工作。

显然，知果在给定的应用中需要的话，对控制阀252的电连接也能通过壳体273和壳体253引入，以便当控制阀252被拆除时，电连接也可自动断开。

应该理解，截止阀装置272也能用于图8所示类型的结构。在这样的应用中，该阀能以关于图9至图11的实施例所述的方式操作。然而，如果在上述应用中的截止阀装置，象图8所述的那样，用电操纵，它将更加有利。当然，对于图9至图11所示的实施例，电或者其他形式的操纵也是可能的。

图12表示本发明另一实施例。它由参考号351表示，并且它类似于图9至图11的实施例。但是，该实施例351把截止阀壳体与管路基座结合在一起。参考号352表示已结合为一体的截止阀和基座的壳体。参考号353表示截止阀阀芯。这一实施例的操作大体相同于上述实施例。

图13、图14和图15表示按本发明又一实施例构成截止阀。它利用提动阀代替滑阀而且不是通过卸压而是通过增压操纵各阀。截止阀装置一般由参考号401表示并且它被装在具有供给通道403和一对工作通道404和405的基座402上（在图15中部分表示）。控制阀406（图15中部分地表示）装在截止阀401的阀壳407上并且具有供给通道408、工作通道409和411以及排出通道412和413。阀壳407中的通道414使排出通道412与大气相通而通道415把排出通道413与大气相通。

供给通道416设置在阀壳407中并把基座供给通道403与控制阀供给通道408相连接。同样，工作通道417和418连接基座402和控制阀406的相应工作通道。

参考号419、421和423所表示的三个提动阀分别设置在通道416、417和418上。典型的提动阀结构在图14中表示。提动阀装置有面对阀座425并由隔膜426携带的阀件424。隔膜426把上腔室427与下腔室428分开。阀座425位于下腔室428中。通道416的两部分（416a和416b）通到这一下腔室428。例如，如图15所示，上通道部分416a从阀壳407上表面429环绕到阀座425外侧的下腔室428。通道416的下通道部分416b从阀座425内侧通向阀壳407的下表面431。因此，只要上腔室427内没有压力，通道部分416a或通道部分416b的压力将使阀件424从阀座425上抬起。弹簧432装在隔膜426上面以便把阀件424压到和推到阀座425上。阀座425内的有效面积小于腔室427的有效面积，因此，腔室427中的压力将保持阀件424闭合。

通道433（见图14）以下通道部分416b通向腔室434。阀435装在通道433和腔室434之间。当通过杆437压下弹簧时，弹簧436保持该阀435封闭状态。当没有安装控制阀406时，杆437的上端438伸出到垫的安装面429之上。排出通道439从腔室434与空气连通。当弹簧436使杆437充分抬高时，如充分抬高的位置如437a表示的那样，该排出通道439由杆437上的密封部411阻塞。通道442、443和444（见图13自腔室434分别通到每个阀419、421和423的上腔室427。

在图13至图15的实施例的操作过程中，当控制阀406装在截止阀装置401上时，部件将处于图15所示的位置。杆437被压下而阀435被封闭。截止阀419、421和423上面的三个腔室427将泄漏並处于开启状态，以便让控制阀406正常操作。应注意，截止阀421和423的两个工作通道在空气压力的发生增减波动时可以打开和关闭。但是，这将不妨碍该***的操作。

当为了修理或更换，拆除控制阀406时，弹簧436将立即把杆437抬起到位置437a，因而，封闭通孔439并让阀435抬起。这将允许流体给腔室427加压以使三个截止阀419、421和423立即关闭防止泄漏并且让***的其余部分正常操作。这样，避免或者至少使损失的生产时间显著地减至最小。阀419、421和423将保持其关闭位置直至控制阀406恢复原位，因而压下杆437，泄漏腔室427并关闭阀435且相应地让三个截止阀419、421和423都移动到其不起作用的位置。

在图1至图15的实施例中，如至此所述，当拆除控制阀时，截止阀立即动作关闭基座和控制阀（或大气）之间的联系。在各种情况下，这一点通过一种装置来完成。该装置检测控制阀的在位并当控制阀被拆除时驱动截止阀到其封闭或关闭的位置。在一些实施例中，可以理想地操作截止阀以致在控制阀被实际拆除之前就关闭基座和控制阀之间联系。使用至此所述的截止阀可以采用遥控器或自控器，截止阀既可以手动操作也可以自动操作，它可以响应某些信号如故障信号，而不是响应控制阀的拆除信号。

图16至图18表示截止阀装置的另一实施例。该截止阀装置可通过导阀或其他响应各种条件的启动装置来操作。图19和图20表示这种装置能如何改进以响应控制阀拆除的信号进行自动操作。如果需要的话，也可（和/或）手动操作。上述手动或其它方式的自动操作可方便地用于已述的截止阀装置。应再次强调，在本发明的任一实施例中，截止阀装置可以装在控制阀和基座间的连接块中或者被合并在控制阀被直接装在其基座中。

参考图16至图18，参考号501表示按本发明这一实施例构成的截止阀装置。如上述实施例，截止阀装置501用来插在控制阀和基座之间以选择地操作流体操作装置。但是，它也能替换地合并在基座中。控制阀501包括一个阀壳502，该阀壳502表现为由几个部分组成构成并且形成有供给通道503，一对工作通道504和505和一对排出通道506和507。如上述实施例，供给通道503适于装在基座的供给口和控制阀的供给口之间並与之对齐。而工作通道504和505与基座和控制阀的工作通道有类似关系。同样，排出通道506和507与基座和控制阀的排出通道也有类似关系。

由参考号508表示的弹性件安置在阀壳502内，具有上边缘509和下边缘511並被夹紧在阀壳502的各零件之间。弹性件508还形成多个与通道503至通道507分别对正的通道512、513、514、515和516。

剪刀状的操纵机构与弹性件508配合以共同封闭通道512至516。这一剪刀状操纵机构包括第一或下滑动支承板517（见图18）。该支承板517带有几个独立的指状件518延伸到与弹性件的通道512至516相邻处。板517有在其一端形成的活塞部分519。活塞可滑动地安装在阀壳502中形成的孔521中。在本实施例中，连接件522穿过阀壳502延伸通过先导控制阀（未示出）把孔521连接到空气压力源。比较轻的螺旋压缩弹簧523也装在孔521中以把件517推到右边，如图17所示。

图18所示的直角杠杆524在阀壳502的相反的一端它可转动地支承在支承轴525上。该支承轴525由已知的方法安装固定到阀壳502之内的杆、销等构成。枢销526可转动地把下滑动支承板517的一端与直角杠杆524的一个臂相连接，这样板517的往复运动将使直角杠杆524转动。

直角杠杆524的相反的臂与上滑动支承板527衔接。同板517一样，上板527也带有几个在通道512至516之间延伸的指状件528。板527有凸出端部529装在阀壳502的凹孔531内。比弹簧523弹性强的螺旋压缩弹簧532装在凹孔531内并且连接到板527上的台肩533以便相对直角杠杆524的臂推动该板。

当截止阀301处在开启或不起作用的位置时，通过连接件522使孔521承受压力，把板件517推到右边。如已提到的那样，这一移动引起直角杠杆524的转动，以致把板527推到左边并且导致指状件518和528不使弹性件508弯曲的状况。而通过512至516保持畅通的位置，如图16和18。

如希望关闭截止阀装置501，通过经连接件522通向大气使腔室521卸压。当希望拆除控制阀时，或者当有关的控制阀工作不正常时，可以实现卸压。在响应检测预定的条件时泄漏发生，在这一实施例中，通过把有关的先导控制阀操纵到其关闭的位置可实现这一卸压。当腔室521减压时，弹簧532的作用力将克服弹簧523的作用力而板527将被移动到右边，如图17所示。这一运动结果导致直角杠杆524沿顺时针方向以图18所示位置转动到板517移到左边的位置。因此，指状件518和528将移到图17所示的位置，其中，它们弯曲弹性件508并把通道512至516收缩到闭合的位置。这样，在没有压力损失或其余***零件正常工作的情况下，能够拆除控制阀。

图19表示基本上与图16至图18的实施例相同的另一实施例。但是，其中，由手动操作者提供对截止阀501的自动控制。如在这一实施例中所见，孔521与阀的腔室601相连。该腔室601有与通道603相联的下节流孔602。通道603适于同供给口，如图9至图11的实施例开口或通道259相对正。因此，孔521通过孔603、节流通道602和阀腔室601增压以保持截止阀501在其开启位置。排气通道604设置在阀体601的上端，它通常由球型阀605封闭而球型阀605则由螺旋压缩弹簧606推到这一封闭位置。

操纵杠杆607在阀体中可转动地支承在水平伸出的枢销608上。扭簧609通常推动操纵杠杆607沿逆时针方向转动，这样杠杆607的伸出部分611将通过放在截止阀501和有关的控制阀（未示出）之间的垫612向上伸出。当控制阀在位时，伸出部分611将被向下压而杠杆607将沿顺时针方向转到图19所示的位置。

杠杆607相对于伸出部分611的这端有相关的圆柱零件613。该圆柱零件613与推杆614接合而该推杆614可滑动地支承在孔604中并且当在扭簧609作用下杠杆607转动时，推杆314适于同球605结合。在这种情况下，球605将打开面孔521将通往空气以使这一腔室卸压并让阀501移到如图17所示的关闭位置。这一操作过程很类似图9至图12实施例的操作。

杠杆607还带有伸出部分615。该伸出部分615在外面使用，以便只要控制阀不在其位置上和防止这样的移动时，操作者可压下伸出部分615以转动杠杆607到打开球阀605和腔室521的卸压位置。

图20表示一般类似于图19实施例的实施例。在这一实施例中，设有滑动杆701。该杆701具有为手动打开球阀605适于作用杠杆607的楔形端部702。

至此所述的截止阀装置特别适用于在不关闭或不切断整个***的情况下容许更换控制阀。如已提到过的，至此所述的每一截止阀装置能***作自动关闭流体连接以响应控制阀的拆除。然而，如熟悉本技术领域的技术人员现在将知道的那样，截止阀装置也能通过诸如先导控制、微处理机电路等进行操作以响应很多种其它的因素，其中，如果在有关的控制阀或者整个***的任何地方有被检测的故障，截止阀装置在事故中能移动到其关闭的位置。可是，这些截止阀装置的每一个可非常有利地用于这样的***;在该***中，如果在如各附图所示的操纵回路的控制阀中有故障，甚至***作的有关装置也不需停止工作。

根据上述说明，很显然，开关或截止阀的一些实施例已被举例说明。这些阀在控制阀拆除时可被自动地操纵并且以另一方式被关闭以便容许拆除控制阀。而且，它们能相互结合在一起使用以便提供即使其控制阀不能工作时也能连续操作流体装置的***。虽然已举例说明了一些本发明的实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，如所附权利要求所限定的那样，可以做出各种变化和改进。

Claims (15)

1、一个用于具有动力装置和与动力装置流体联接的***基座的控制阀装置，该动力装置有多个开口用来有选择地与工作流体压力源或排出口连接，第一控制阀为控制动力装置在至少两个位置之间移动，第二控制阀为控制动力装置在至少两个位置之间移动，回路装置为连接与上述工作流体压力源和上述动力装置开口并联的第一和第二控制阀，开关阀装置位于上述回路装置上并与上述第一、第二控制阀协同操作有选择地使各个控制阀与上述工作流体压力源和动力装置的开口隔离，以便允许替换上述控制阀的其中之一而其余上述控制阀控制动力装置。

2、按权利要求1所述的控制阀装置，其中，上述截止阀装置包括多个适于与各个控制阀开口连接的开口，上述截止阀装置装在控制阀和***基座间的块上。

3、按权利要求1所述的控制阀装置，其中，上述截止阀装置包括多个适于与各个的控制阀开口连接的开口。上述截止阀装置在***基座上。

4、在流体控制***中至少一对控制阀和至少一个控制阀基座的一种组合，该控制阀有控制阀安装面，其特征在于，包括置于控制阀和基座间的截止阀装置，上述截止阀装置有至少一个截止阀装置表面，上述控制阀安装面装到上述截止阀装置表面上并且可拆卸地装到上述截止阀装置表面上，以匹配上述控制阀安装面和上述截止阀装置表面上的供给口和输出口，上述截止阀装置内的供给通道和输出通道分别连接到上述控制阀安装面和截止阀装置表面上的供给口和输出口，截止阀可拆换地装在上述供给通道和输出通道上并在开启和关闭的位置间移动，截止阀响应上述流体控制***中第一预定状态使上述截止阀驱动到关于上述其中之一的控制阀的关闭位置和关于上述其他控制阀的开启位置，上述截止阀也响应上述流体控制***中第二预定状态使上述截止阀驱动到关于上述一个控制阀的开启位置和关于其他控制阀的关闭位置。

5、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述截止阀包括滑阀。

6、按权利要求5所述的一种组合，其中，上述滑阀包括柱式滑阀。

7、按权利要求5所述的一种组合，其中，上述滑阀包括活塞式滑阀。

8、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述截止阀包括提动阀。

9、按权利要求8所述的一种组合，其中，上述提动阀是隔膜传动的。

10、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述第二预定状态是上述一个控制阀不正常工作的状态。

11、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述截止阀装置合并在上述基座中。

12、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述截止阀装置是放在上述控制阀和上述基座间的分离结构。

13、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述流体控制***与流体动力装置的操作相联系，流体动力装置有响应流体控制***控制的移动件，上述第一预定状态是上述移动件的第一预定位置，上述第二预定位置是上述移动件的第二预定位置。

14、按权利要求4所述的一种组合，其中，上述关闭位置位于上述控制阀其中一个安装面和上述截止阀装置上的供给和输出开口之间，它分别截止流过上述供给和输出开口的流体流通。

15、按权利要求14所述的一种组合，其中，上述截止阀装置包括至少一条分别连接上述控制阀安装面和上述截止阀装置表面上的相应的各个排出口的排出通道，上述关闭位置也分别关闭上述控制阀其中一个安装面和上述截止阀装置表面上的上述排出口之间的流体流通。

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