摘 要

一种基于气...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。

背景技术

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。