控制气动核源装置快门关闭的控制方法及回路

技术领域

本申请涉及气动核源装置，尤其涉及控制气动核源装置快门关闭的控制方法及回路。

背景技术

随着核技术应用的不断进步，除应用在军事上，工业、民用也越来越广泛。但由于核本身放射性危害，一般都会设置快门来关闭工业、民用过程中的气动核源装置，用以阻挡核放射的危害。若气动核源装置的快门无法关闭，会带来严重的核泄漏事故。

因此，在气动核源装置的快门出现关闭故障时如何促使快门关闭，以降低核泄漏风险，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种控制气动核源装置快门关闭的控制方法及回路，以解决或者部分解决在气动核源装置的快门出现关闭故障时如何促使快门关闭以降低核泄漏风险的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制气动核源装置快门关闭的控制方法，包括：

在气路控制回路的进气路中设置急停控制阀；所述气路控制回路的进气路中沿进气方向依次设置有动作控制阀和气动执行机构，所述急停控制阀设置于所述动作控制阀、所述气动执行机构之间；

当所述动作控制阀产生气路相关故障时，控制所述急停控制阀对所述气路控制回路进行泄压操作，进而带动所述气动执行机构关闭所述快门。

优选的，所述方法还包括：在所述动作控制阀的第一电器控制回路中并入第二电器控制回路，所述第二电器控制回路中设置所述急停控制阀；

当所述动作控制阀产生电路相关故障时，控制所述第二电器控制回路断电，使所述急停控制阀呈开启状态，以对所述气路控制回路进行泄压操作，进而带动所述气动执行机构关闭所述快门。

优选的，所述方法还包括：控制所述第一电器控制回路和所述第二电器控制回路共同接入急停触发设备，用以控制所述第一电器控制回路和所述第二电器控制回路均断电。

优选的，所述方法还包括：在所述第二电器控制回路设置中间继电器，以使所述急停控制阀的电磁线圈与中间继电器形成并联回路，且所述中间继电器的触点与所述动作控制阀的电磁线圈连接。

本发明还提供了一种控制气动核源装置快门关闭的控制回路，包括：

沿进气方向依次设置于气路控制回路的进气路中的动作控制阀和气动执行机构；

设置于所述动作控制阀和所述气动执行机构之间的急停控制阀；

其中，当所述动作控制阀产生气路相关故障时，控制所述急停控制阀对所述气路控制回路进行泄压操作，进而带动所述气动执行机构关闭所述快门。

优选的，所述急停控制阀为单作用常开电磁换向机构。

优选的，控制回路包括：

电路控制回路，包括所述动作控制阀的第一电器控制回路和所述急停控制阀的第二电器控制回路；其中，所述第二电器控制回路中设置所述急停控制阀；

当所述动作控制阀产生电路相关故障时，所述第二电器控制回路断电使所述急停控制阀呈开启状态，以对所述气路控制回路进行泄压操作，进而带动所述气动执行机构关闭所述快门。

优选的，所述第一电器控制回路和所述第二电器控制回路共同接入急停触发设备，用以控制所述第一电器控制回路和所述第二电器控制回路均断电。

优选的，在所述第二电器控制回路中，所述急停控制阀的电磁线圈与中间继电器形成并联回路，且所述中间继电器的触点与所述动作控制阀的电磁线圈连接。

本发明还提供了一种气动核源装置，包括如上述的控制气动核源装置快门关闭的控制回路。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种控制气动核源装置快门关闭的控制方法及回路，在气路控制回路的进气路中额外设置急停控制阀，提供额外泄压通路，当所述动作控制阀产生气路相关故障时，控制所述急停控制阀对所述气路控制回路进行泄压操作，进而带动所述气动执行机构关闭所述快门，从而降低了进气路无法泄压进而无法关闭快门所导致的核泄漏风险，保证了核安全。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的气路控制回路的改进示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的电路控制回路的改进示意图。

附图标记说明：动作控制阀Y1、急停控制阀Y2、气动执行机构1、弹性元件2、气动核源装置3、第一电器控制回路L1、第二电器控制回路L2、急停按钮S1、快门打开按钮S2、快门关闭按钮S3、快门开限位按钮S4、中间继电器KA、中间继电器KA的触点KA-1。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在实际应用中，参看图1，气动核源装置3中的存储有核源，在生产时需要核源露出，利用其辐射效果进行测量或作其他用途。而气动核源装置3通过快门控制核源释放。在正常状态下，气动核源装置3的快门处于关闭状态，在使用时快门打开释放核源。快门主要通过气动执行机构1(例如气缸、马达等)控制开闭。具体来说，气路控制回路的进气路上设置有动作控制阀Y1和气动执行机构1，动作控制阀Y1用于控制进气路上的气体流通，动作控制阀Y1为单作用的两位三通电磁换向阀。气动执行机构1一侧连接快门，另一侧设置有单作用的弹性元件2。当快门需要开启时，动作控制阀Y1得电使气路控制回路导通，带压气体经由动作控制阀Y1驱动气动执行机构1带动快门打开，同时压缩弹性元件2，使弹性元件2储能。而快门需要关闭时，控制动作控制阀Y1失电和外界大气导通，进而在气动执行机构1进气侧实施泄压操作，气动执行机构1在弹性元件2的弹性势能作用下伸展，进而带动快门关闭。由于在快门关闭的过程中，动作控制阀Y1会产生气路相关故障，例如异物进入动作控制阀Y1使阀芯卡塞，造成气动执行机构1的进气侧无法泄压，则气动执行机构1无法通过弹性元件2关闭快门，进而产生快门关闭故障，带来严重核泄漏事故。

为此，本申请公开了一种控制气动核源装置快门关闭的控制方法，在气路控制回路的进气路中额外设置急停控制阀Y2，提供额外泄压通路。

在本实施例中，参看图1，气路控制回路的进气路中沿进气方向依次设置有动作控制阀Y1和气动执行机构1，而本申请中设置的急停控制阀Y2位于动作控制阀Y1、气动执行机构1之间，以作为额外泄压通路。在本实施例中，急停控制阀Y2为单作用常开电磁换向机构，例如图1示出的单作用的两位两通常开电磁换向阀，携带有消音器，在得电时处于关闭状态，在断电时处于开启状态。

故，当动作控制阀Y1产生气路相关故障时，控制急停控制阀Y2对气路控制回路进行泄压操作，进而实现气动执行机构1关闭快门。而在控制泄压的过程中，通过控制急停控制阀Y2开启进而接通额外泄压通路进行泄压操作。可见，该方案在面临进气路无法泄压进而无法关闭快门所导致的核泄漏风险时，能够快速泄压并快速关闭快门，从而降低了核泄漏风险，保证了核安全。

另一方面，在快门关闭的过程中，动作控制阀Y1除了产生气路相关故障之外，还会产生电路相关故障，例如触点粘连、电源(线路等)异常接地等原因导致动作控制阀Y1所在的第一电路控制回路L1无法断电，而由于动作控制阀Y1需要断电才能执行泄压操作，若动作控制阀Y1无法断电，那么气动执行机构1的进气侧就无法泄压，进而产生快门关闭故障，带来严重核泄漏事故。

为此，本申请在上述实施例的基础上，设计了急停控制阀Y2的第二电器控制回路L2，参看图2，在动作控制阀Y1的第一电器控制回路L1中并入第二电器控制回路L2，第二电器控制回路L2中设置急停控制阀Y2。当动作控制阀Y1产生电路相关故障时，控制第二电器控制回路L2断电，使急停控制阀Y2呈开启状态，以对气路控制回路进行泄压操作，进而带动气动执行机构1关闭快门。

在本实施例中，急停控制阀Y2具有断电开启功能，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，此时，无论第一电器控制回路L1是否断电都不会影响急停控制阀Y2的泄压操作，因此能够解决动作控制阀Y1在产生电路相关故障时所面临的核泄漏难题，能够快速泄压并快速关闭快门，从而降低了核泄漏风险，保证了核安全。

为了进一步控制前述两个控制回路，在该方法中，控制第一电器控制回路L1和第二电器控制回路L2共同接入急停触发设备(例如图2中的急停按钮S1)，用以控制第一电器控制回路L1和第二电器控制回路L2均断电。在具体的实施过程中，若第一电器控制回路L1无法断电，则只需触发急停触发设备(例如按下急停按钮S1)，则可以实现两个控制回路的断电操作。但在实际情况下，按下急停按钮S1也存在第一电器控制回路L1无法断电的情况，因此，采用同一急停触发设备同时控制两个电器控制回路的结构，在第一电器控制回路L1无法断电时，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，进而弥补第一电器控制回路L1无法断电所引发的故障，在电气控制回路方面为快门的快速关闭提供了更可靠的保障。

可见，上述设计不但增加了第一电器控制回路L1的断电控制，还考虑到第一电器控制回路L1无法断电的情况，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，进而达到冗余断电的目的，弥补第一电器控制回路L1无法断电所引发的故障。此外，由于使用同一急停触发设备控制两个控制回路，还能够节约控制成本。

作为一种可选的实施方式，在第二电器控制回路L2设置中间继电器KA，以使急停控制阀Y2的电磁线圈与中间继电器KA形成并联回路。进一步的，该并联回路同时接入急停触发设备，以使急停触发设备同时控制急停控制阀Y2和中间继电器KA，用以实现对急停控制阀Y2的电磁线圈状态监测。而在第一电器控制回路L1中，快门打开按钮S2和快门开限位按钮S4同时接入急停触发设备。

为了和动作控制阀Y1实现连锁控制，中间继电器KA的触点KA-1与动作控制阀Y1的电磁线圈连接。在此设计结构下，若第二电器控制回路L2断电，会触发中间继电器KA的触点KA-1断开，进而使第一电器控制回路L1断电，实现两个电器控制回路的连锁断电功能。此外，由于中间继电器KA的触点KA-1直接作用于动作控制阀Y1的电磁线圈，因此即便前述的按钮触点粘连也不会影响动作控制阀Y1断电，只要中间继电器KA的触点KA-1断开就能够使动作控制阀Y1处于断电状态。

进一步的，急停控制阀Y2的作用是在快门出现故障时控制快门关闭，而在快门正常开闭时，是不需要急停控制阀Y2工作的。因此，为了保证快门的正常使用，中间继电器KA的触点KA-1与动作控制阀Y1的电磁线圈连接实现连锁控制。在此设计结构下，急停控制阀Y2具有得电关闭功能，当第二电器控制回路L2得电，则急停控制阀Y2处于关闭状态不会产生泄压操作，且中间继电器KA的触点KA-1得电闭合。而当第二电器控制回路L2得电，通过动作控制阀Y1控制快门开闭。有且仅当动作控制阀Y1产生气路或电路相关故障，才控制急停控制阀Y2断电快速关闭快门。

可见，在上述实施方案中，通过急停控制阀Y2、中间继电器KA、动作控制阀Y1三者的连锁控制，既能保证在得电时快门的正常开闭，又能保证在快门具有关闭故障时，实现紧急快速关闭快门的操作。

基于和前述实施例相同的发明构思，下面的实施例公开了一种控制气动核源装置快门关闭的控制回路，该控制回路从气路控制回路和电路控制回路两方面进行了改进，用以在快门发生故障时快速关闭快门。参看图1，是气路控制回路的改进示意图。在气路控制回路的进气路上，沿进气方向依次设置有动作控制阀Y1和气动执行机构1。此外，气路控制回路上还设置有急停控制阀Y2，位于动作控制阀Y1和气动执行机构1之间，以作为额外泄压通路。在本实施例中，动作控制阀Y1为单作用的两位三通电磁换向阀，在得电时使气路控制回路导通，进而带动气动执行机构1快门开启；在失电时和外界大气导通，使气动执行机构1进气侧泄压，进而带动快门关闭。而急停控制阀Y2为单作用常开电磁换向机构，例如图1示出的单作用的两位两通常开电磁换向阀，携带有消音器，在得电时处于关闭状态，在断电时处于开启状态。

在气路控制回路具有急停控制阀Y2的基础上，当动作控制阀Y1产生气路相关故障时，通过控制急停控制阀Y2对气路控制回路进行泄压操作，进而带动气动执行机构1关闭快门。可见，上述回路在面临进气路无法泄压进而无法关闭快门所导致的核泄漏风险时，能够快速泄压并快速关闭快门，从而降低了核泄漏风险，保证了核安全。

在一些可选的实施方式中，为了解决动作控制阀Y1产生电路相关故障导致无法关闭快门的问题，还在电路控制回路方面进行了改进。参看图2，是电路控制回路的改进示意图。电路控制回路，包括动作控制阀Y1的第一电器控制回路L1和急停控制阀Y2的第二电器控制回路L2。

在第一电器控制回路L1中，设置有快门打开按钮S2，快门关闭按钮S3，快门开限位S4。快门打开按钮S2，快门关闭按钮S3和动作控制阀Y1的电磁线圈连接，用以控制动作控制阀Y1的开闭，进而实现快门开闭。快门开限位S4主要作用是快门开到位后，通过该限位锁定控制电路使动作控制阀Y1一直处于开启状态。若开限位丢失，基于安全考虑，将自动断电关闭快门。

而若第一电器控制回路L1中的动作控制阀Y1无法断电，那么就无法进行泄压操作导致快门关闭故障。针对这一问题，由于本实施例在第二电器控制回路L2中设置急停控制阀Y2；当动作控制阀Y1产生电路相关故障时，第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2呈开启状态，以对气路控制回路进行泄压操作，进而带动气动执行机构1关闭快门。

值得注意的是，由于急停控制阀Y2具有断电开启功能，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，此时，无论第一电器控制回路L1是否断电都不会影响急停控制阀Y2的泄压操作，因此能够解决动作控制阀Y1在产生电路相关故障时所面临的核泄漏难题，能够快速泄压并快速关闭快门，从而降低了核泄漏风险，保证了核安全。

而为了进一步控制前述两个控制回路，第一电器控制回路L1和第二电器控制回路L2共同接入急停触发设备，例如图2示出的急停按钮S1，用以控制第一电器控制回路L1和第二电器控制回路L2均断电。具体来说，若第一电器控制回路L1无法断电，则只需触发急停触发设备(例如按下急停按钮S1)，则可以实现两个控制回路的断电操作。但在实际情况下，按下急停按钮S1也存在第一电器控制回路L1无法断电的情况，因此，采用同一急停触发设备同时控制两个电器控制回路的结构，在第一电器控制回路L1无法断电时，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，进而弥补第一电器控制回路L1无法断电所引发的故障，在电气控制回路方面为快门的快速关闭提供了更可靠的保障。

可见，上述设计不但增加了第一电器控制回路L1的断电控制，还考虑到第一电器控制回路L1无法断电的情况，通过第二电器控制回路L2断电使急停控制阀Y2达到开启状态进行泄压操作，进而弥补第一电器控制回路L1无法断电所引发的故障。此外，由于使用同一急停触发设备控制两个控制回路，还能够节约控制成本。

具体的，在第二电器控制回路L2中，急停控制阀Y2的电磁线圈与中间继电器KA形成并联回路，该并联回路同时接入急停触发设备，以使急停触发设备同时控制急停控制阀Y2和中间继电器KA，用以实现对急停控制阀Y2的电磁线圈状态监测。而在第一电器控制回路L1中，快门打开按钮S2和快门开限位按钮S4同时接入急停触发设备。

而为了和动作控制阀Y1实现连锁控制，中间继电器KA的触点KA-1与动作控制阀Y1的电磁线圈连接。在此设计结构下，若第二电器控制回路L2断电，会触发中间继电器KA的触点KA-1断开，进而使第一电器控制回路L1断电，实现两个电器控制回路的连锁断电功能。此外，由于中间继电器KA的触点KA-1直接作用于动作控制阀Y1的电磁线圈，因此即便前述的按钮触点粘连也不会影响动作控制阀Y1断电，只要中间继电器KA的触点KA-1断开就能够使动作控制阀Y1处于断电状态。

进一步的，急停控制阀Y2的作用是在快门出现故障时控制快门关闭，而在快门正常开闭时，是不需要急停控制阀Y2工作的。因此，为了保证快门的正常使用，中间继电器KA的触点KA-1与动作控制阀Y1的电磁线圈连接实现连锁控制。在此设计结构下，急停控制阀Y2具有得电关闭功能，当第二电器控制回路L2得电，则急停控制阀Y2处于关闭状态不会产生泄压操作，且中间继电器KA的触点KA-1得电闭合。而当第二电器控制回路L2得电，通过动作控制阀Y1控制快门开闭。有且仅当动作控制阀Y1产生气路或电路相关故障，才控制急停控制阀Y2断电快速关闭快门。

可见，在上述实施方案中，通过急停控制阀Y2、中间继电器KA、动作控制阀Y1三者的连锁控制，既能保证在得电时快门的正常开闭，又能保证在快门具有关闭故障时，实现紧急快速关闭快门的操作。

基于和前述实施例相同的发明构思，下面的实施例公开了一种气动核源装置3，包括前述任一实施例的控制气动核源装置快门关闭的控制回路。值得注意的是，该装置中的具体控制回路在前述实施例已经详细介绍，故在此不再赘述。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。