CN202493525U - 控制阀组件以及用于阀致动器的旁通装置 - Google Patents
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Abstract
一种控制阀组件,包括:阀;致动器,其沿第一和第二方向是可移动的,且流体地耦接至所述阀,所述致动器配置成使所述阀沿第一和第二方向移动;第一增压器,其与所述致动器流体连通,所述第一增压器具有第一供应通道、第一排放通道、和与所述第一供应通道流体连通的第一增压器输出旁通连接件;第二增压器,其与所述致动器流体连通,所述第二增压器具有第二供应通道、第二排放通道、和与所述第二供应通道流体连通的第二增压器输出旁通连接件;以及旁通阀,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件流体连通。 本实用新型还提供了一种用于致动器的旁通装置。
Description
技术领域
本实用新型一般地涉及一种增压器(volume booster)配置。更具体地,本实用新型涉及一种增压器输出旁通连接件,其能够允许在致动器上直接安装增压器。
背景技术
在本领域通常了解用于对过程***中的液体和/或气体的流动进行控制的控制阀。这些***通常使用致动器打开和关闭控制阀。控制阀的位置通常由***控制。增压器通常包括在控制阀***中,以提高致动器的冲程速度。
***的手动修调以允许进行致动器的手动控制和***的修调,通常需要使用与致动器流体连通的旁通阀。旁通阀可使致动器中的压强平衡,从而使致动器的手动操作成为可能。例如,在活塞致动器中,旁通阀通常设置在汽缸的第一与第二腔部之间。一旦上下汽缸中的压强达到平衡,活塞就响应于诸如手轮等手动操作装置而自由移动。
图1示出在活塞致动器上具有气动旁通的典型的旁通装置。旁通阀10通过三通管18和管道接头20连接至减压阀12、14和致动器16。图2示出具有设置在增压器12下游的手轮和旁通阀10的典型的旁通装置。如图1所示,使用三通管18将增压器12连接至旁通阀10。这种配置会产生另外的泄漏路径,从而增加装配成本和组装时间。
实用新型内容
为解决现有技术中的旁通装置会产生泄漏路径从而增加装配成本和组装时间的缺陷,本实用新型的实施例提供了旁通装置以及控制阀组件。
根据本实用新型一实施例,旁通装置包括:致动器,该致动器可沿第一和第二方向移动;以及增压器,该增压器与致动器流体连通。增压器包括供应通道、排放通道、和与供应通道流体连通的增压器输出旁通连接件。旁通装置还包括旁通阀,该旁通阀与增压器输出旁通连接件流体连通。
在一个例子中,所述旁通阀是针阀。
在一个实施例中,所述增压器直接安装在所述致动器上。
在一个实施例中,所述旁通装置还包括***、从所述***至所述增压器的管线,其中,所述***通过供应加压流体通过所述管线向所述增压器发出信号。
在一个实施例中,所述旁通装置还包括***诊断***,其与所述增压器输出旁通连接件流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
在一个实施例中,所述致动器是活塞致动器。
在一个实施例中,所述活塞致动器选自包括双动式活塞致动器、弹簧复位活塞致动器、和故障保护活塞致动器的组。
在一个实施例中,所述旁通装置还包括***诊断***,其与所述增压器输出旁通连接件流体连通。
根据本实用新型另一实施例,旁通装置包括:致动器,该致动器可沿第一和第二方向移动;以及第一和第二增压器,该第一和第二增压器与致动器流体连通。第一和第二增压器各包括第一和第二供应通道、第一和第二排放通道、和与第一和第二供应通道流体连通的第一和第二增压器输出旁通连接件。旁通装置还包括旁通阀,该旁通阀与第一和第二增压器输出旁通连接件流体连通。
在一个实施例中,所述旁通阀是针阀。
在一个实施例中,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
在一个实施例中,所述致动器包括腔和可移动的活塞杆,所述可移动的活塞杆设置在所述腔内,并将所述腔分隔成第一和第二腔部,所述第一增压器与所述第一腔部流体连通,且所述第二增压器与所述第二腔部流体连通,且所述旁通阀的打开使得所述第一和第二腔部中的压强平衡。
在一个实施例中,所述旁通装置还包括:***;从所述***至所述第一增压器的第一管线;以及从所述***至所述第二增压器的第二管线,其中,所述***通过供应加压流体通过所述第一和第二管线向所述第一和第二增压器中的一个或是多个发出信号。
在一个实施例中,所述旁通装置还包括***诊断***,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件中的一个或是多个流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
在一个实施例中,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
在一个实施例中,所述致动器是活塞致动器。
根据本实用新型又一实施例,控制阀组件包括:阀;致动器,该致动器可沿第一和第二方向移动且流体耦接至阀,该致动器配置成使阀沿第一和第二方向移动;第一增压器,该第一增压器与致动器流体连通,该第一增压器具有第一供应通道、第一排放通道、和与第一供应通道流体连通的第一增压器输出旁通连接件;第二增压器,该第二增压器与致动器流体连通,该第二增压器具有第二供应通道、第二排放通道、与第二供应通道流体连通的第二增压器输出旁通连接件;以及旁通阀,该旁通阀与第一和第二增压器输出旁通连接件流体连通。
在一个例子中,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
在一个例子中,所述控制阀组件还包括:***;从所述***至所述第一增压器的第一管线;以及从所述***至所述第二增压器的第二管线,其中,所述***通过供应加压流体通过所述第一和第二管线向所述第一和第二增压器中的一个或是多个发出信号。
在一个实施例中,所述控制阀组件还包括***诊断***,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件中的一个或是多个流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
本实用新型的各实施例中的旁通装置能够除去泄漏路径,并且能够减少成本和组装时间。
附图说明
图1是在增压器的下游处的活塞致动器上具有常规的气动旁通的控制阀组件的示意图。
图2是在增压器的下游处具有常规的手轮和旁通阀的控制阀组件的示意图。
图3是根据本实用新型的使用活塞型致动器和旁通装置的控制阀组件的示意图。
图4是图1的致动器的剖视图,其示出直接安装在致动器上的第一和第二增压器。
图5是根据本实用新型的具有增压器输出旁通连接件的增压器的剖视图。
图6A是根据本实用新型一实施例的具有增压器输出旁通连接件的增压器的外视图。
图6B是根据本实用新型另一实施例的具有增压器输出旁通 连接件的增压器的外视图。
图7是根据本实用新型的增压器配置的外视图。
具体实施方式
虽然下文中给出了本实用新型的示例性实施例的具体描述,但是应当理解,本实用新型的法律范围由在本专利的结尾处给出的权利要求的词语限定。具体实施例方式仅被解释为示例性的,并且,并未描述本实用新型的每个可能的实施例,因为描述每个可能的实施例即便可能的话也将是不切实际的。基于阅读本公开,本领域技术人员能够使用当前技术或在本专利提交日之后发展的技术实现一个或多个替换的实施例。这些额外的控告仍落入限定本实用新型的权利要求的范围内。
术语“流体”在此用在工程意义中,其能包括至少液体和气体。
参照图3,使用根据本实用新型的教示构造而成的旁通装置31的控制阀组件30可具有:阀32;致动器34,该致动器34与阀32相邻设置,并配置成使阀32在第一与第二位置之间移动;与致动器34流体连通的第一和第二增压器36、38;以及与设置在第一和第二增压器36、38上的增压器输出旁通连接件42、44流体连通的旁通阀40。例如,在下文中更详细地描述,第一和第二增压器36、38能够使用连接76、78流体耦接至致动器34,或是增压器36、38能够直接安装在致动器34上。增压器输出旁通连接件42、44例如能够分别使用连接77和79流体耦接至旁通阀40。能够打开旁通阀40,以使致动器34中的压强平衡,其允许致动器34的手动操作。
参照图4,阀32包括阀塞46,其可移动地设置在阀32内的阀笼48中。阀笼48被穿孔,从而使流体能够经过阀笼48。塞46连接至杆50,且可在图4所示的第一位置与第二位置之间移动, 其中,在第一位置上,通道52打开且流体能够流过阀笼48上的穿孔,在第二位置上,塞46朝下移动且阻挡阀笼48上的穿孔,从而流体无法流过通道52。此外,阀32能够起到节流阀的作用,从而塞46可位于第一与第二位置之间的任意位置,以控制通过阀32的流体流动。
致动器34与阀32相邻设置,且配置成使阀32在第一与第二位置之间移动。致动器34能够包括例如汽缸54,活塞杆56可在其中滑动。活塞杆56包括活塞58和致动器轭60。轭60经由杆连接器62可操作地连接至杆50,从而在活塞58移动时,塞46也移动。控制元件64与杆连接器62相邻设置,且能够感测塞46的位置。
活塞58在汽缸54的腔66内滑动。活塞58将腔66分成第一和第二腔部68、70,它们彼此通过活塞58相对于另一个大致密封。第一端口72允许流体导入第一腔部68,第二端口74允许流体导入第二腔部70。
众所周知,为了用阀32关闭通道52,加压流体能够经由第一端口72导入第一腔部68,第二腔部70中的流体能够经由第二端口74排出。活塞58和塞46接着被朝下方施力,而与通道52接近。为了打开通道52,加压流体经由第二端口74导入第二腔部70,第一腔部68中的流体能够经由第一端口72排出。活塞58和塞46被朝上方施力,而打开通道52。
第一腔部68与第一增压器36流体连通。第二腔部70与第二增压器38流体连通。由第一增压器36供应的流体流经第一端口72,并流入第一腔部68。同样地,由第二增压器38供给的流体流经第二端口74,并流入第二腔部70。在图4所示的配置中,第一和第二增压器36、38被直接安装在致动器34上。替代地,第一和第二增压器36、38能够通过第一和第二连接76、78与第一和第二腔部68、70流体连通(如图3所示)。第一和第二连接 76、78能够由例如管道接头、或是其它类型的连接,诸如柔性或刚性塑料等构成。
还参照图3,主供应管线80与调节器82相连,且从诸如空气压缩机等压强源对调节器82供给有加压流体。调节器82分别通过第一增压器供应管线88、第二增压器供应管线90、和***供应管线92与第一增压器36、第二增压器38、和***84流体连通,并分别对其供应加压流体。另外,上述供应管线可由金属配管、刚性或是柔性塑料配管等构成。调节器82能够调节供给至上述部件的流体的压强。
***84与输入中心94电气通信。***84接收来自输入中心94的命令,引导其将阀32移动至所需位置,例如,关闭位置、打开位置、或是其间的任意位置。***84能够与输入中心94电气通信,且能够确认阀32内的塞46的位置。***84选择性地使用第一和第二增压器36、38以在此说明的方式引导阀32的移动。
活塞84通过第一***输出管线96与第一增压器36流体连通,且通过第二***输出管线98与第二增压器38流体连通。***84接收来自输入中心94的电气命令输入,并将该电信号转换成气动信号。***84使用来自调节器82的加压流体,以将第一气动信号经由第一输出管线96传输至第一增压器36,并将第二气动信号经由第二输出管线98传输至第二增压器38。
当来自输入中心94的命令输入引导***84以非紧急的方式打开阀32时,***84将加压流体经由第二增压器38供给至致动器34的第二腔部70(示于图4),并且***84可使加压流体从第一腔部68(示于图4)经由第一增压器36排出到大气或是流至第三储器。当命令输入引导阀32关闭时,反向进行。
如本领域所公知的,当来自输入中心94的信号引导***84在汹涌状态下快速地打开阀32时,第二气动信号经由第二增压器 38流至第二腔部70。如在此所描述的,第二信号还使第二增压器38活动,以使大流量的加压流体通过第二减压阀供应管线90经由第二增压器38流至第二腔部70,由此快速地打开阀32。
增压器36、38能以本领域所公知的方式起作用。例如,增压器36、38能以在美国专利第7458310号所描述的方式起作用,其全部内容以参见的方式纳入本文。参照图5,第一增压器36通常包括壳体或是主体100,其具有入口或是供应腔102和输出腔104,它们通过主体100内的供应端口106彼此连通。供应室102在一端具有供应开口108,其敞开至主体100的外部。供应室102在内端与供应端口106连通。输出腔104在输出腔104的内端与供应端口106连通,且在输出开口110处敞开至主体100的外部。供应室102和供应开口108通过第一增压器供应管线88与调节器82流体连通(示于图3)。输出腔104与致动器34流体连通,且能够使用第一连接76(如图3所示)与致动器34流体耦接、或是直接耦接至致动器34的第一端口72(示于图4,在增压器36直接安装在致动器34上时)。
旁通限制通道112与输出通道104连通,且具有调节螺纹114。如下所述,能够调节旁通调节螺纹114,从而允许小流量的流体从***84经由第一增压器36流至致动器34的第一腔部68,同时避免实现增压器的功能。如下所说明的,横跨第一增压器36的较大压差将对增压器36进行致动。
供应阀116设置在供应室102内,与供应端口106相邻。供应阀116在本实例中一体地承载在杆118的一部分上,且通过弹簧122相对于供应端口106的底座120相对紧地偏置在关闭位置上。弹簧122仅仅是一安全特征,以便在没有操作增压器36时或在阀32出现***故障时确保供应阀116保持关闭。
在本实例中,在主体100内的腔102和104以及供应端口106的上方设有空腔124。设置第一排放端口126以提供供应端口106 下游处的空腔124的排放腔部分128与输出室104的流体连通。输入信号端口130提供来自***84的第一增压器供应管线88与空腔124的上信号腔部分132之间的流体连通。
旁通端口133提供旁通通道112与输入信号端口130之间的流体连通。当***84将加压流体经由输入信号端口130送至第一增压器36以关闭阀32时,流体流入上信号腔132,并流过旁通端口133。若流体的压强不够高而不足以使第一增压器36活动,则如在此所描述的,流体流经旁通端口133和旁通限制通道112,并流入输出腔104。从那里,流体流至致动器34,以关闭阀32。由于第一增压器36没有活动,因此,阀32的关闭需要花费比较长的时间。
浮动隔膜组件134设置在空腔124内,且将空腔124分隔成排放和信号腔128和132,并分别起到提升阀32的作用。隔膜组件134包括浮动歧管136,其夹在一对隔膜138与140之间。上隔膜138称为仪器隔膜,并限定信号腔132。下隔膜140称为反馈隔膜,并限定排放腔128。歧管136包括中心开口142和多个径向通道144,其从该中心开口142径向向外延伸。径向通道144与环状通道146流体连通,该环状通道146在隔膜138与140之间绕歧管136延伸。环状通道146还与排放端口148流体连通,排放至主体100外侧的大气中。
排气阀150承载在与供应阀116相反的阀杆118上。第二排放端口152设置在歧管136的底部,并提供在排放腔128与歧管136的中心开口142之间的连通。排气阀150支承抵靠底座154,以关闭第二排出端口152。弹簧空腔156设置在隔膜组件134上方,且罩住弹簧158,该弹簧158相对于排气阀150将浮动组件134朝下方偏置,以关闭第二排出端口152。当排气阀150关闭时,排放腔128不与排放出口148连通。当打开时,增压器36的出口腔104经由排放腔128和隔膜歧管136与排放出口148流体连通。
第二增压器38能够与第一增压器36实质相同。替代地,第二增压器38能够包括第一排放端口,其横截面积比第一增压器36的横截面积小。参见美国专利第7458310号。
参照图6A和图6B,增压器36、38各包括增压器输出旁通连接件42、44,其与增压器输出110流体连通。增压器输出旁通连接件42、44能够设置在增压器36、38的一侧或是多侧,以适应控制阀组件30中的增压器36、38的各种安装配置。
参照图7,旁通阀40能够流体耦接至第一和第二增压器36、38的增压器输出旁通连接件42、44。例如,连接77、79可从增压器输出旁通连接件42、44管道连接至旁通阀40。为了图3所示的控制阀组件30,连接能够从第一和第二增压器36、38的增压器输出旁通连接件42、44管道连接至旁通阀40,以使致动器34的第一和第二腔部68、70中的压强平衡。替代地,如图4所示,增压器36、38能够直接安装在致动器34上。如下文详细的说明,在正常操作过程中,旁通阀40保持关闭。但是,在致动器34的手动操作过程中,打开旁通阀40,以平衡第一和第二腔部68、70中的压强,从而可使致动器34手动移动。旁通阀40可以是例如针阀。替代地,旁通阀40可以是气动旁通。
另外地,增压器输出旁通连接件42、44能够与***诊断***(未图示)一起使用,以监控实际的致动器34压强。
仍参照图5,在正常操作过程中,***84基于致动器34的位置传输从电脉冲转换而来的气动信号。压强信号被传输至信号端口130和增压器36的信号腔132(引用第一增压器35仅为例示)。此外,通过调节器82对供应腔102提供稳定的供应压强。输出腔104与致动器34连接。
横跨增压器36的压差出现在信号腔132与排放腔128之间,进而(经由第一排放端口126)出现在信号腔132与输出腔104之间。若横跨增压器36的压差是非实质的话,则根据增压器旁通 调节件确定和根据需要,使各阀116和150保持关闭。隔膜组件134以各阀116和150抵靠各自的底座120和154的方式而处于静态的空载位置。各自的弹簧122和150有助于使在非实质的或是零差别的条件下关闭的阀116、150偏置。实质压差足够大而足以影响隔膜组件134,无论朝上或是朝下,并且由于供应阀116和排气阀150被固定至杆118,因此,会使供应阀116和排气阀150一致地移动。
在操作过程中,在信号腔132中的压强实质大于输出腔104中的压强时,产生正差情况。***84将高压信号传输至信号端口130。浮动隔膜组件130被排气阀150上的压差朝下方施力,保持第二排放端口152关闭,并打开供应阀116。另外,第一增压器36将一定量的加压空气从供应腔102经由输出腔104提供至致动器34。增压器36的输出也通过排放端口126被记录在隔膜组件134上。当输出腔104中的压强上升到信号腔132中的压强时,供应阀116打开和关闭。
当信号腔132中的压强实质低于输出腔104中的压强时,产生负压差。例如,***84可将矫正的气动输入信号发送至处于相对较小压强的信号端口130。浮动隔膜组件134和阀杆118升起。若还没有关闭,则供应阀116会关闭供应端口106。一旦关闭,杆118和阀116和150将不再朝上方移动。来自输出腔104的背压克服弹簧158的力而使浮动隔膜组件134进一步朝上方移动,并打开第二排放端口152。在本实例中的空气将从输出腔104经由排放出口148而排放至大气。
再参照图4和图7,在手动修调操作中,旁通阀40将第一和第二增压器36、38流体耦接,由此可使致动器34的第一和第二腔部68与彼此流体连通。因此,第一与第二腔部68、70之间的压差能够经由旁通阀40平衡。例如,当第一腔部68的压强比第二腔部70的压强低时,打开旁通阀40会使第二腔部70的超压流 入第二增压器38的增压器输出110,并经由旁通阀40流入第一腔部68和第一增压器36的增压器输出110。一旦第一和第二腔部68、70中的压强达到平衡,活塞58就能够例如通过手轮或是其他任意合适的手动操作装置来手动移动。在致动器的整个手动操作中,第一和第二腔部68、70内的压强经由旁通阀40保持平衡。
具有增压器输出旁通连接件42、44的增压器36、38能够使增压器36直接安装到致动器34上(如图4所示)。在致动器34上直接安装增压器36、38会使重力的中心向内,并能够增加振动辅助。此外,可减去在常规的旁通装置中用于将增压器连接至致动器和旁通阀的三通管18和管道接头20(如图1所示),从而能除去泄漏路径。另外地,本实用新型的旁通装置31能够减少成本和组装时间。在此描述包括第一和第二增压器36、38的旁通装置31。但是,根据本实用新型的旁通装置能够包括任意数量的增压器,包括单个增压器。
前面提出了本实用新型的各种不同实施方式的具体描述,但应当理解,本实用新型的法定保护范围由本专利最后所提出的权利要求的文字来加以限定。具体描述只是用来构造以供参照,并且由于若非必要,描述每种可能的实施方式是不切实际的,因而没有描述本实用新型的每种可能的实施方式。可以使用现有技术或在本专利提交之后实用新型的技术来实现各种等同替代方式,其仍将落入限定本实用新型的权利要求的保护范围中。
Claims (20)
1.一种控制阀组件,包括:
阀;
致动器,其沿第一和第二方向是可移动的,且流体地耦接至所述阀,所述致动器配置成使所述阀沿第一和第二方向移动;
第一增压器,其与所述致动器流体连通,所述第一增压器具有第一供应通道、第一排放通道、和与所述第一供应通道流体连通的第一增压器输出旁通连接件;
第二增压器,其与所述致动器流体连通,所述第二增压器具有第二供应通道、第二排放通道、和与所述第二供应通道流体连通的第二增压器输出旁通连接件;以及
旁通阀,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件流体连通。
2.如权利要求1所述的控制阀组件,其特征在于,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
3.如权利要求1所述的控制阀组件,其特征在于,还包括:
***;
从所述***至所述第一增压器的第一管线;以及
从所述***至所述第二增压器的第二管线,
其中,所述***通过供应加压流体通过所述第一和第二管线向所述第一和第二增压器中的一个或是多个发出信号。
4.如权利要求3所述的控制阀组件,其特征在于,还包括***诊断***,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件中的一个或是多个流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
5.一种旁通装置,包括:
致动器,其沿第一方向和第二方向是可移动的;
增压器,其与所述致动器流体连通,所述增压器具有供应通道、排放通道、和与所述供应通道流体连通的增压器输出旁通连接件;以及
旁通阀,其与所述增压器输出旁通连接件流体连通。
6.如权利要求5所述的旁通装置,其特征在于,所述旁通阀是针阀。
7.如权利要求5所述的旁通装置,其特征在于,所述增压器直接安装在所述致动器上。
8.如权利要求5所述的旁通装置,其特征在于,还包括***、从所述***至所述增压器的管线,其中,所述***通过供应加压流体通过所述管线向所述增压器发出信号。
9.如权利要求8所述的旁通装置,其特征在于,还包括***诊断***,其与所述增压器输出旁通连接件流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
10.如权利要求5所述的旁通装置,其特征在于,所述致动器是活塞致动器。
11.如权利要求10所述的旁通装置,其特征在于,所述活塞致动器选自包括双动式活塞致动器、弹簧复位活塞致动器、和故障保护活塞致动器的组。
12.如权利要求5所述的旁通装置,其特征在于,还包括***诊断***,其与所述增压器输出旁通连接件流体连通。
13.一种旁通装置,包括:
致动器,其沿第一方向和第二方向是可移动的;
第一增压器,其与所述致动器流体连通,所述第一增压器包括第一供应通道、第一排放通道、和与所述第一供应通道流体连通的第一增压器输出旁通连接件;
第二增压器,其与所述致动器流体连通,所述第二增压器包括第二供应通道、第二排放通道、和与所述第二供应通道流体连 通的第二增压器输出旁通连接件;以及
旁通阀,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件流体连通。
14.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,所述旁通阀是针阀。
15.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
16.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,所述致动器包括腔和可移动的活塞杆,所述可移动的活塞杆设置在所述腔内,并将所述腔分隔成第一和第二腔部,所述第一增压器与所述第一腔部流体连通,且所述第二增压器与所述第二腔部流体连通,且所述旁通阀的打开使得所述第一和第二腔部中的压强平衡。
17.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,还包括:
***;
从所述***至所述第一增压器的第一管线;以及
从所述***至所述第二增压器的第二管线,
其中,所述***通过供应加压流体通过所述第一和第二管线向所述第一和第二增压器中的一个或是多个发出信号。
18.如权利要求17所述的旁通装置,其特征在于,还包括***诊断***,其与所述第一和第二增压器输出旁通连接件中的一个或是多个流体连通,其中,所述***诊断***对实际的致动器压强进行监控。
19.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,所述第一和第二增压器直接安装在所述致动器上。
20.如权利要求13所述的旁通装置,其特征在于,所述致动器是活塞致动器。
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