本申请要求2019年8月22日提交的名称为“Modified Pneumatic Valve”的美国临时专利申请号62/890,331的优先权。前述申请的内容以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本公开涉及气动阀装置，特别是与单作用或双作用致动器连通和/或操作性地接合的气动切断阀装置。气动切断阀可与阀定位器一起使用，以利用储气器实现对致动器的更准确的打开角度、更高的扭矩输出，并且使致动器故障保险至预设的故障保险位置。
背景技术
控制阀(例如，旋转阀、线性阀等)用于控制工艺流体的流量。控制阀具有流量控制构件(例如，球、盘、插塞等)来调节通过所述阀的流体流的量。控制阀通常包括气动致动器和定位器以将控制阀的操作自动化。可通过定位器控制气动致动器的操作，所述定位器相对于输入信号向气动致动器的每一侧供应空气压力，这继而提供力以在全开位置与全闭位置之间节制流量控制构件。
通常，控制阀实施有故障保险系统。在紧急情况期间，当存在空气供应的中断或损耗时，致动器致使控制阀移动至全闭位置或全开位置。已知的气动致动器故障保险系统包括机械弹簧返回系统或基于空气的故障保险系统。
基于空气的故障保险系统通常与和储气器配对的双作用致动器一起实施。当在典型设施中存在空气供应的分配或损耗时，切断阀将超驰定位器与致动器之间的流体连通，并且提供第一致动器活塞腔室与储气器之间的流体连通。切断阀还促进第二致动器活塞腔室与大气之间的流体连通，因此致使致动器朝向第二致动器活塞腔室移动。这可将由致动器控制的阀设置在全闭故障保险位置或全开故障保险位置。
然而，与被制造成与致动器一体封装的机械弹簧返回故障保险系统不同，基于空气的故障保险系统常常经过特别配置，并且涉及复杂的布局和管道以集成必需的且通常单独的部件，诸如切断阀、开关阀、止回阀、储气器、各种配件和用以集成所述部件的附加的管道。这些系统因此显著增加了许多气动致动器故障保险系统的大小、复杂性和成本。
技术实现要素：
本公开总体涉及具有多个端口的改进的气动阀。在一个方面，所述气动阀包括端口A-F以及附加的端口1和2。在阀结构的侧面上提供端口A、端口B、端口C、端口D、端口E、端口F、端口1和端口2。端口B和端口E联接至致动器空气供应端口。端口F联接至致动器储气器端口。端口A和端口D从定位器接收空气供应。端口C向大气放气。
所公开的阀结构限定阀芯腔室、第一内部空气路径和第二内部空气路径。在一个方面，阀芯腔室和内部空气路径可沿着所述阀结构的轴线设置。在另一方面，所述第一内部空气路径和所述第二内部空气路径是共线的。可替代地，所述阀芯和内部空气路径可在其他线性或非线性的定向上配置。所述第一内部空气路径提供端口1与任选的端口2之间的流体连通。端口1连接至主空气供应，并且端口2连接至定位器供应端口。所述第二内部空气路径提供至端口F的流体连通。在一个方面，内部止回阀设置在第一内部空气路径与第二内部空气路径之间，以仅在第一内部空气路径中的空气压力大于第二内部空气路径中的空气压力的情况下允许第一内部空气路径与第二内部空气路径之间的流体连通。
阀芯系统安装在阀芯腔室内并且与弹簧相抵地装载。阀结构在一侧上具备开关板，所述开关板包含开关板空气路径，以允许阀芯腔室与端口1之间的流体连通。
在一个示例中，当阀芯系统中的弹簧处于压缩第一状态时，端口A与端口B流体连通，端口B与端口C之间被堵住，端口D与端口E流体连通，端口E与端口F之间被堵住。当阀芯系统中的弹簧处于解压缩第二状态时，端口A、端口B和端口C处于流体连通，端口D与端口E之间被堵住，并且端口E与端口F流体连通。
在另一示例中，当阀芯系统中的弹簧处于压缩第一状态时，端口A与端口B流体连通，端口B与端口C之间被堵住，端口D与端口E流体连通，端口E与端口F之间被堵住。当阀芯系统中的弹簧处于解压缩第二状态时，端口A与端口B之间被堵住，端口B与端口C流体连通，端口D与端口E之间被堵住，并且端口E与端口F流体连通。
在另一示例中，当阀芯系统中的弹簧处于压缩第一状态时，端口A与端口B流体连通，端口B与端口C之间被堵住，端口D与端口E流体连通，端口E与端口F之间被堵住。当阀芯系统中的弹簧处于解压缩第二状态时，端口A、端口B和端口C处于流体连通，端口D、端口E、端口E处于流体连通。
在另一示例中，当阀芯系统中的弹簧处于压缩第一状态时，端口A与端口B流体连通，端口B与端口C之间被堵住，端口D与端口E流体连通，端口E与端口F之间被堵住。当阀芯系统中的弹簧处于解压缩第二状态时，端口A与端口B之间被堵住，端口B和端口C处于流体连通，端口D、端口E、端口F处于流体连通。
通过结合附图进行的以下详细描述，所公开的主题的前述和其他目的、特征和优势将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一个方面的气动切断阀的透视图。
图2是根据一个方面的图1的气动切断阀的分解示意图。
图3是根据一个方面的图1的气动切断阀的部件和它们的内部路径的分解后视图。
图4是根据一个方面的图1的气动切断阀的部件和它们的内部路径的分解前视图。
图5是根据一个方面的具有致动器、空气供应源和定位器的处于典型设置的气动切断阀的透视图。
图6是示例性致动器的三维透视图。
图7是根据另一方面的气动切断阀的透视图。
图8是根据一个方面的具有致动器、空气供应源、单独储气器和定位器的处于典型设置的气动切断阀的透视图。
图9是根据一个方面的沿着线7-7观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图1的气动切断阀的局部截面图。
图10是根据一个方面的沿着线6-6以横截面视图示出的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的气动切断阀的示意图，所述气动切断阀与图6的致动器连通。
图11是根据一个方面的沿着线7-7观看的处于正常操作的图1的气动切断阀的局部截面图。
图12是根据一个方面的沿着线6-6以横截面视图示出的处于正常操作的气动切断阀的示意图，所述气动切断阀与图6的致动器连通。
图13是根据一个方面的气动切断阀的透视图。
图14是根据一个方面的示出内部部件路径的图13的气动切断阀的前方透视图。
图15是根据一个方面的示出内部部件路径的图13的气动切断阀的后方透视图。
图16是根据一个方面的沿着线8-8观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图13至图15的气动切断阀的局部截面图。
图17是根据一个方面的沿着线9-9观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图13至图15的气动切断阀的局部截面图。
图18是根据一个方面的沿着线6-6以横截面视图示出的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图13至图15以及图29至图30的气动切断阀的示意图，所述气动切断阀与图6的致动器连通。
图19是根据一个方面的沿着线8-8观看的处于正常操作的图13至图15的气动切断阀的局部截面图。
图20是根据一个方面的沿着线9-9观看的处于正常操作的图13至图15的气动切断阀的局部截面图。
图21是根据一个方面的沿着线6-6以横截面视图示出的处于正常操作的气动切断阀的示意图，所述气动切断阀与图6的致动器连通。
图22是根据一个方面的示出内部部件路径的类似于图13的气动切断阀的前方透视图，其中省略了外部三通阀端口。
图23是根据一个方面的示出内部部件路径的类似于图13的气动切断阀的后方透视图，其中省略了外部三通阀端口。
图24是根据一个方面的如图13中所示沿着线8-8观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图22至图23的气动切断阀的局部截面图。
图25是根据一个方面的如图13中所示沿着线9-9观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图22至图23的气动切断阀的局部截面图。
图26是根据一个方面的沿着线6-6以横截面视图示出的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图22至图23的气动切断阀的示意图，所述气动切断阀与图6的致动器连通。
图27是根据一个方面的如图13中所示沿着线8-8观看的处于正常操作的图22至图23的气动切断阀的局部截面图。
图28是根据一个方面的如图13中所示沿着线9-9观看的处于正常操作的图22至图23的气动切断阀的局部截面图。
图29是根据一个方面的示出内部部件路径的类似于图13的气动切断阀的前方透视图，其中在阀结构的侧面中形成端口A。
图30是根据一个方面的示出内部部件路径的类似于图13的气动切断阀的后方透视图，其中在阀结构的侧面中形成端口A。
图31是根据一个方面的如图13中所示沿着线8-8观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图29至图30的气动切断阀的局部截面图。
图32是根据一个方面的如图13中所示沿着线8-8观看的由于失去足够的空气供应而处于故障保险的图29至图30的气动切断阀的局部截面图。
图33是根据一个方面的如图13中所示沿着线8-8观看的处于正常操作的图29至图30的气动切断阀的局部截面图。
图34是根据一个方面的如图13中所示沿着线9-9观看的处于正常操作的图29至图30的气动切断阀的局部截面图。
图35是说明可通过气动切断阀的各个方面促进的端口连接和连通的组合的图表。
具体实施方式
本公开总体涉及具有多个端口的气动切断阀，所述气动切断阀可单独地或与定位器联合地与致动器一起使用，以响应于失去空气供应或当供应到切断阀1的空气压力出故障低于最小阈值时将控制阀置于故障保险配置中。在各个方面，空气供应的最小阈值在0-150磅/平方英寸的范围内。所公开的装置和系统的用户可选择或更改所述最小阈值。在各个方面，所述气动切断阀可包括外部三通阀。
在图1、图7、图13、图22至图23以及图29至图30中示出了改进的气动阀1的各个方面。在一个方面，气动切断阀1包括阀结构10、底板18和开关板20以及外部三通阀30。如所示，阀结构10可连接到开关板20和外部三通阀30。
如图2至图4中所示，阀结构10限定阀芯腔室11，并且包括所述阀结构的顶部部分中的端口A 13和所述阀结构的底部部分中的端口E连接14。在各个方面，端口A和端口E沿轴向对准，而在其他方面，端口A和端口E不沿轴向对准。阀芯腔室11接收阀芯组件12，阀芯组件12包括阀芯121和阀芯套管122，以及设置在阀芯组件的底部部分处的弹簧125。阀结构10还限定第一内部空气路径15和第二内部空气路径16。阀结构10还包括内部止回阀151，当第一内部空气路径15中的空气压力大于第二内部空气路径16时，所述内部止回阀准许第一内部空气路径15与第二内部空气路径16之间的单向流动。在各个方面，止回阀151可设置在第一内部空气路径15、第二内部空气路径16中，或设置在第一内部空气路径与第二内部空气路径之间。
在一个方面，阀结构10的侧面包括多个附加的端口，包括端口1 171、端口2 172、端口F 173、端口B 174、端口E 175、外部三通阀端口176、端口3 177和端口C 191。在一个方面，端口A 13流体地连接到端口B 174，并且端口E连接14流体地连接到端口E 175。第一内部空气路径15流体地连接端口1 171，并且可连接到任选的端口2 172。第二内部空气路径16与端口F 173、外部储气器端口178和第一阀芯入口1731流体连通。第一阀芯入口1731连接到阀芯腔室11，并且同时阀芯腔室11连接到阀结构外部三通阀端口176、端口3 177、端口C 191和第二阀芯入口19。第二阀芯入口19流体地连接端口A 13和阀芯腔室11。第二阀芯入口19的端部具备密封机构22，诸如在图11和图19中示出的钢球，以防止空气通过阀结构10流出。在各个方面，期望将内部止回阀151置于由第一内部空气路径15和第二内部空气路径16在以下各项中的任一者的上游或前面形成的内部空气路径中：与第二内部空气路径16相交的第一阀芯入口1731、端口F 173或外部储气器端口178。可替代地，期望将内部止回阀151置于由第一内部空气路径15和第二内部空气路径16在端口1 171的下游或之后形成的内部空气路径中。尽管在存在任选的端口2的情况下进行描述，但在各个方面，切断阀1省略了端口2。在这些方面，切断阀1不与定位器供应端口流体连通。而是，在端口1 171与主空气供应60之间安装T型配件，所述T型配件上的其余端口与定位器供应端口流体连通。
阀芯121是凹进的，以形成多个阀芯凹口1211，并且在阀芯凹口1211中的每一者之间形成第一间隔1214。阀芯套管122接合到阀芯121的顶部。阀芯121还包括多个唇形密封件123，所述多个唇形密封件包括(但不限于)O形环或其他弹性结构。阀芯121还包括被第二间隔b 1215分隔的间隔件124。阀芯凹口1211包括第一阀芯凹口1212和第二阀芯凹口1213。如所示，间隔件124包括第一间隔件1241、第二间隔件1242、第三间隔件1243、第四间隔件1244、第五间隔件1245和第六间隔件1246。如本文使用，间隔件124，包括间隔件1241-1246，限定了阀芯121中的开口，所述开口准许通过所述阀芯的一部分的流体连通。
在操作中，第一阀芯凹口1212可在第一间隔件1241、第二间隔件1242与第三间隔件1243之间平移，从而允许第一间隔件1241与第二间隔件1242之间的第一状态流体连通，或在第二间隔件1242与第三间隔件1243之间的第二状态流体连通。类似地，第二阀芯凹口1213在第四间隔件1244、第五间隔件1245与第六间隔件1246之间移位，从而允许第四间隔件1244与第五间隔件1245之间的第一状态流体连通，或第五间隔件1245与第六间隔件1246之间的第二状态流体连通。
在各个方面，阀结构10包括侧面上的外部储气器端口178。外部储气器端口178当不在使用中时可被插塞。外部储气器端口178流体地连接到第二内部空气路径16。外部储气器端口178可连接到外部储气器1781，如图8和图10中所示。
如图3和图4中所示，在开关板20内限定开关板空气路径21。开关板空气路径21的端部允许第一内部空气路径15与阀芯腔室11之间的流体连通。
外部三通阀30在内部具有三通通道31，并且三通通道31的端部分别具备端口D 32、外部三通阀第一端口33和外部三通阀第二端口34。第一管道41包括将外部三通阀第一端口33与端口E连接14进行连接。第二管道42是将外部三通阀第二端口34与阀结构外部三通阀端口176连接的构件。另外，如在图14和图22中所见，第一阀芯入口1731可被密封机构23堵塞，使得空气无法逸离阀结构10。在其他方面，省略了外部三通阀30，并且端口A-F中的每一者直接或间接地端接到阀芯腔室11。
如图5中所示，在气动切断阀1组合了致动器50、主空气供应源60和定位器70的情况下的一个示例性部署。在此示例中，外部三通阀30通过第一管道41和第二管道42与阀结构10组合。在一个方面，致动器50可包括致动器IB端口51、致动器IC端口52和致动器ID端口53。端口F 173流体地连接到致动器IB端口51，端口B 174流体地连接到致动器IC端口52，并且端口E 175流体地连接到致动器ID端口53。在其他方面，许多致动器不包括致动器IB端口51。在此方面，端口F 173可被插塞1782堵塞，并且外部储气器1781可通过管子连接到储气器端口178。因此，气动切断阀1适合与广泛多种致动器一起使用，包括但限于旋转致动器、线性致动器、具有两个或更多个活塞腔室的致动器、具有机载储气器的致动器以及不具有机载储气器的致动器。同样地，气动切断阀1适合于与广泛多种定位器一起使用。另外，可将气动切断阀1并入到具有一个或多个现有的切断阀的系统中。
现在参看图5、图6、图10、图12、图18、图21和图26，示出了用于操作控制阀的致动器50的一个示例。致动器50具有一个或多个致动器活塞54、致动器杠杆臂55、第一致动器活塞腔室501、第二致动器活塞腔室502和任选地，致动器储气器503。如先前所述，气动切断阀1可与单作用或双作用致动器一起使用，包括没有机载储气器的致动器。
在所示出的示例中，向第一致动器活塞腔室501供应空气致使致动器活塞54移动远离初始设置点，而对第二致动器活塞腔室502的空气供应致使致动器活塞54朝向所述初始设置点移动。在一个示例中，致动器活塞54可与致动器杠杆臂55连通，所述致动器杠杆臂进一步与控制阀可操作连通。在许多致动器中，储气器503、第一致动器活塞腔室501和第二致动器活塞腔室502彼此独立。如所示，致动器储气器503流体地连接到致动器IB端口51，第一致动器活塞腔室501流体地连接到致动器IC端口52，并且第二致动器活塞腔室502流体地连接到致动器ID端口53。
气动切断阀1可采取多种操作配置以实现相关联的控制阀的期望的故障保险状况。当采用气动切断阀1的流体流量控制系统经历失去从主空气供应或从主空气供应通过致动器或定位器中的一者或多者运送的对气动切断阀的空气供应时，可实施这些操作配置。
示例1：失去空气供应：A-B-C、DxE-F与空气供应的返回A-BxC、D-ExF
现在参看图1至图5以及图7至图12，当不存在从主空气供应源60经由开关板空气路径21供应到阀芯腔室11的足够空气压力来克服弹簧125时，气动切断阀1呈现此操作配置，如图2、图9和图10中所示。因此，弹簧125向上迫动阀芯121，从而将第一阀芯凹口1212定位成允许第一间隔件1241与第二间隔件1242之间的流体连通。同样地，第二阀芯凹口1213定位成允许第四间隔件1244与第五间隔件1245之间的流体连通。阀1的端口A 13与定位器70第一出端口71流体连通，并且端口B 174与致动器IC端口52流体连通。端口C 191与大气流体连通，并且端口D 32与定位器70第二出端口72流体连通。端口E 175与致动器ID端口53流体连通，端口F 173与致动器IB端口51流体连通，并且端口3 177与大气流体连通。
在此示例中，端口A 13和端口B 174都与第一间隔件1241流体连通，而端口C 191与第二间隔件1242流体连通。这导致第一致动器活塞腔室501通过与端口B 174和端口C 191流体连通的致动器IC端口52向大气放气。
另外，端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通，阀结构外部三通阀端口176与第五间隔件1245流体连通，并且端口3 177与第六间隔件1246流体连通。致动器储气器503与致动器IB端口51、端口F 173和第一阀芯入口1731流体连通。通过此配置，第一阀芯入口1731具有比端口D 32更高的空气压力，从而致使外部三通阀30中的换向阀朝向端口D 32移动，因此提供端口E 175与端口F 173之间的流体连通。因此，致动器储气器503中的储存的空气与第二致动器活塞腔室502流体连通，从而致使致动器活塞54移动到设置点，如图10中所示。
现在参看图2、图11和图12，当存在经由开关板空气路径21来自主空气供应源60的用以克服弹簧125并且向下移动阀芯121的足够压力时。阀芯121的此平移导致第一阀芯凹口1212准许第二间隔件1242与第三间隔件1243之间的流体连通，并且第二阀芯凹口1213允许第五间隔件1245与第六间隔件1246之间的流体连通。
另外，端口A 13和端口B 174都与第一间隔件1241流体连通，而端口C 191与第二间隔件1242流体连通。这允许第一致动器活塞腔室501通过与端口B 174和端口A 13流体连通的致动器IC端口52接收空气。
在此配置中，端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通，外部三通阀端口176与第五间隔件1245流体连通，并且端口3 177与第六间隔件流体连通。当端口1 171的空气压力大于致动器储气器503内的压力时，内部止回阀151允许通过端口1 171对致动器储气器503进行充气。第四间隔件1244与第一阀芯入口1731且最终与端口F 173流体连通，因此第一阀芯入口1731使致动器储气器503保持独立。端口D 32具有比端口3 177更高的空气压力，从而致使外部三通阀30中的换向阀朝向外部三通阀端口二34移动，进而在端口D 32、端口E 175与第二致动器活塞腔室502之间产生流体连通。
示例2：失去空气供应：A-B-C、DxE-F与空气供应的返回A-BxC、D-ExF
参考图13至图17、图19和图20，不包括外部三通阀30的气动切断阀1的另一方面。如图14至图17、图19和图20中所示，阀结构外部三通阀端口176和端口E连接14被插塞。阀1包括从端口E 175到第五间隔件1245的通孔。在此方面，端口3 177与外部三通阀30的端口D 32起相同作用。
当不存在从主空气供应源60经由开关板空气路径供应到阀芯腔室11的足够空气压力来克服弹簧125时，气动切断阀1呈现此操作配置，如图16至图18中所示。因此，弹簧125向上推动阀芯121，从而将第一阀芯凹口1212定位成允许第一间隔件1241与第二间隔件1242之间的流体连通，并且将第二阀芯凹口1213定位成允许第四间隔件1244与第五间隔件1245之间的流体连通。
如所示，端口A 13与定位器70第一出端口71流体连通，并且端口B 174与致动器IC端口52流体连通。端口C 191与大气流体连通，并且端口D 32(而不是被省略的3通阀端口3 177)与定位器70第二出端口72流体连通。端口E 175与致动器ID端口53流体连通，并且端口F 173与致动器IB端口51流体连通。端口A 13和端口B 174都与第一间隔件1241流体连通；而端口C 191与第二间隔件1242流体连通，从而导致第一致动器活塞腔室501通过与端口B 174和端口C 191流体连通的致动器IC端口52向大气放气。
在此示例中，端口D 32与第六间隔件1246流体连通，端口E 175与第五间隔件1245流体连通，并且端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通。此布置导致致动器储气器503与致动器IB端口51、端口F 173、第一阀芯入口1731、端口E 175、致动器ID端口53和第二致动器活塞腔室502流体连通。因此，来自致动器储气器503的空气供应作用在第二致动器活塞腔室502上，从而致使致动器活塞54移动到设置点，如图18中说明。
参考图19至图21，当存在从主空气供应源60到开关板空气路径21的用以克服弹簧125的向上偏置的足够压力时，阀芯121向下平移。因此，第一阀芯凹口1212定位成允许第二间隔件1242与第三间隔件1243之间的流体连通。同样地，第二阀芯凹口1213定位成允许第五间隔件1245与第六间隔件1246之间的流体连通。
在此示例中，端口A 13和端口B 174都与第一间隔件1241流体连通，而端口C 191与第二间隔件1242流体连通。这导致第一致动器活塞腔室501通过还与端口B 174和端口A 13流体连通的致动器IC端口52接收空气。
在此示例中，端口D 32(而不是被省略的3通阀端口3 177)与第六间隔件1246流体连通，端口E 175与第五间隔件1245流体连通。同时，端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通，从而导致第二致动器活塞腔室502与致动器ID端口53、端口E 175和端口D 32流体连通。当端口一171的空气压力大于致动器储气器503的空气压力时，内部止回阀151允许通过端口1 171对致动器储气器503进行充气。因此，与端口F 173流体连通的第四间隔件1244使致动器储气器503保持独立。
示例3：失去空气：AxB-C、DxE-F–空气返回：A-BxC、D-ExF
现在参看图22至图25、图27和图28，其说明不包括外部三通阀30的气动切断阀1的另一方面。在此方面，可移除或插塞外部三通阀端口176和端口E连接14。端口D 32与端口3 177同义，并且在阀结构10的侧面上提供，具有到第六间隔件1246的通孔。端口E 175具备到第五间隔件1245的通孔。端口A 13在阀结构10的侧面上提供，具有到第三间隔件1243的通孔。端口B 174具备到第二间隔件1242的通孔。端口C 191具备到第一间隔件1241的通孔。
当不存在来自主空气供应源60经由开关板空气路径21的用以克服弹簧125的力的足够压力时，阀芯121被向上偏置，如图24至图26中所示。这导致第一阀芯凹口1212定位成允许第一间隔件1241与第二间隔件1242之间的流体连通，并且导致第二阀芯凹口1213定位成允许第四间隔件1244与第五间隔件1245之间的流体连通。在此配置中，端口A 13与定位器70第一出端口71流体连通，端口B 174与致动器IC端口52流体连通，并且端口C 191与大气流体连通。端口D 32与定位器70第二出端口72流体连通，端口E 175与致动器ID端口53流体连通，并且端口F 173与致动器IB端口51流体连通。
在此示例中，端口A 13还与第三间隔件1243流体连通，端口B 174还与第二间隔件1242流体连通，并且端口C 191还与第一间隔件1241流体连通。因此，第一致动器活塞腔室501通过还与端口B 174和端口C 191流体连通的致动器IC端口52向大气放气。
另外，端口D 32与第六间隔件1246流体连通，端口E 175与第五间隔件1245流体连通，而端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通。这使致动器储气器503与致动器IB端口51、端口F 173、第一阀芯入口1731、端口E 175、致动器ID端口53和第二致动器活塞腔室502流体连通。在此方面，在第二致动器活塞腔室502中从致动器储气器503接收的空气供应致使致动器活塞54移动到故障保险设置点。
结合图2参看图21、图27和图28。当存在来自主空气供应源60经由开关板空气路径21的用以克服弹簧125的力的足够压力时，阀芯121向下移动。这导致第一阀芯凹口1212定位成允许第二间隔件1242与第三间隔件1243之间的流体连通，并且导致第二阀芯凹口1213定位成允许第五间隔件1245与第六间隔件1246之间的流体连通。
在此示例中，端口A 13还与第三间隔件1243流体连通，端口B 174还与第二间隔件1242流体连通，并且端口C 191还与第一间隔件1241流体连通。因此，第一致动器活塞腔室501与致动器IC端口52、端口B 174和端口A 13流体连通。
另外，端口D 32还与第六间隔件1246流体连通，端口E 175还与第五间隔件1245流体连通，而端口F 173和第一阀芯入口1731还与第四间隔件1244流体连通。此布置使第二致动器活塞腔室502与致动器ID端口53、端口E 175和端口D 175流体连通。当端口1 171的空气压力大于致动器储气器503时，内部止回阀151允许通过端口1 171对致动器储气器503进行充气。与端口F 173流体连通的第四间隔件1244使致动器储气器503保持独立。
示例4：失去空气：A-B-C、DxE-F–空气返回：A-BC、D-ExF
现在参看图2、图18以及图29至图34。如图18、图31、图32和图2中所示，当不存在来自主空气供应源60经由开关板空气路径21的用以克服弹簧125的力的足够压力时，阀芯121被向上偏置。因此，第一阀芯凹口1212定位成允许第一间隔件1241与第二间隔件1242之间的流体连通，并且第二阀芯凹口1213定位成允许第四间隔件1244与第五间隔件1245之间的流体连通。端口A 13与定位器70第一出端口71流体连通，端口B 174与致动器IC端口52流体连通，并且端口C 191与大气流体连通。端口D与定位器70第二出端口72流体连通，端口E与致动器ID端口53流体连通，并且端口F与致动器IB端口51流体连通。
在此示例中，气动切断阀1不包括外部三通阀30。因此，例如，外部三通阀端口176和端口E连接14未形成在阀结构1中，如图29至图30中所示，或者它们可被插塞，如图15至图16中所示。
端口D 32在阀结构10的侧面上提供，具有到第六间隔件1246的细长通道。端口E 175具备到第五间隔件1245的细长通道。端口A 13在阀结构10的侧面上提供，具有到第二间隔件1242的细长通道。端口B 174具备到第二间隔件1242的细长通道，并且端口C 191具备到第一间隔件1241的细长通道。
在此示例中，端口A 13和端口B 174都与第二间隔件1242流体连通，而端口C 191与第一间隔件1241流体连通。因此，第一致动器活塞腔室501通过还与端口B 174和端口C 191流体连通的致动器IC端口52向大气放气。
如所示，端口D 32与第六间隔件1246流体连通，端口E 175与第五间隔件1245流体连通，而端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通。此布置使致动器储气器503与致动器IB端口51、端口F 173、第一阀芯入口1731、端口E 175、致动器ID端口53和第二致动器活塞腔室502流体连通。因此，在第二致动器活塞腔室502中从致动器储气器503接收空气供应致使致动器活塞54移动到设置点。
参考图2、图21、图33和图34；当存在从主空气供应源60经由开关板空气路径21的用以克服弹簧125的向上力的足够压力时，阀芯121向下平移。因此，第一阀芯凹口1212定位成允许第二间隔件1242与第三间隔件1243之间的流体连通，并且第二阀芯凹口1213定位成允许第五间隔件1245与第六间隔件1246之间的流体连通。
在此示例中，端口A 13和端口B 174还与第二间隔件1242流体连通，并且端口C 191还与第一间隔件1241流体连通，使得第一致动器活塞腔室501与致动器IC端口52、端口B 174和端口A 13流体连通。另外，端口D 32还与第六间隔件1246流体连通，端口E 175还与第五间隔件1245流体连通，而端口F 173和第一阀芯入口1731还与第四间隔件1244流体连通。因此，使第二致动器活塞腔室502与致动器ID端口53、端口E 175和端口D 175流体连通。当端口一的空气压力大于致动器储气器503的空气压力时，内部止回阀151允许通过端口1 171对致动器储气器503进行充气。第四间隔件1244与端口F 173流体连通使致动器储气器503保持独立。
示例5：失去空气：F-E-D
在另一方面，通过处于不同配置的阀结构10限定端口D 32、端口E 175、第一阀芯入口1731和端口F 173。在此方面，可使端口D 32、端口E 175与第五间隔件1245流体连通，而使端口F 173和第一阀芯入口1731与第四间隔件1244流体连通。可替代地，可使端口D 32、端口E 175与第四间隔件1244流体连通，而使端口F 173和第一阀芯入口1731与第五间隔件1245流体连通。
在图35中示出了可在端口A-F与阀结构10的内部空气路径之间形成的流体连通的附加的示例性组合2000-2010。图35说明由气动切断阀1的四个不同配置形成的示例性组合2000-2003。示例2004-2010单独地说明三通阀的示例性定位和连接。如示例2004中所示，参考图2，当组合式端口A-B可与第二间隔件1242和第三间隔件1243流体连通时，由于主空气供应向阀芯施加力以克服弹簧的力，所以弹簧125处于压缩配置。在此配置中，切断阀1处于正常操作配置。相反地，当端口A与端口B流体连通时，气动切断阀1可被配置为在故障保险操作中分别通过第一间隔件和第二间隔件1241和1242使组合式端口A-B与端口C流体连通。这在主空气供应不足以向下迫动阀芯以克服弹簧125的力时发生。因此，阀芯向上平移，使组合式端口A-B与端口C连通。
本文提供了众多示例和陈述以增强对本公开的理解。具体一组陈述如下提供：
陈述1. 一种气动切断阀，包括：阀体，所述阀体还包括：第一内部空气路径，所述第一内部空气路径与第一端口连通；第二内部空气路径，所述第二内部空气路径与所述第一内部空气路径连通，其中所述第一内部空气路径和所述第二内部空气路径通过止回阀流体连通；第一三通阀；以及第二三通阀；并且其中当向所述第一端口提供空气供应时，所述第一三通阀和所述第二三通阀采取正常操作配置；并且其中所述第一三通阀和所述第二三通阀响应于在所述第一端口处接收的所述空气供应减小到低于最小阈值而采取故障保险配置。
陈述2. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述第一三通阀包括端口A、端口B和端口C，并且所述第二三通阀包括端口D、端口E和端口F。
陈述3. 根据陈述2所述的气动切断阀，其中所述端口F与所述第二内部空气路径流体连通。
陈述4. 根据陈述1或2所述的气动切断阀，所述气动切断阀还包括外部储器端口。
陈述5. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述正常操作配置包括提供所述端口A与所述端口B之间的流体连通以及所述端口D与所述端口E之间的流体连通。
陈述6. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述故障保险配置包括提供所述端口B与所述端口C之间的流体连通。
陈述7. 根据陈述6所述的气动切断阀，其中所述端口B还与所述端口A流体连通。
陈述8. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述故障保险配置包括提供所述端口E与所述端口F之间的流体连通。
陈述9. 根据陈述8所述的气动切断阀，其中所述端口E还与所述端口D流体连通。
陈述10. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述第一内部空气路径与主空气供应流体连通。
陈述11. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述第二内部空气路径与储器空气供应流体连通。
陈述12. 根据陈述11所述的气动切断阀，其中所述储器空气供应是与所述气动切断阀集成的机载储气器。
陈述13. 根据陈述11所述的气动切断阀，其中所述储器空气供应是与致动器或定位器集成的机载储气器。
陈述14. 根据陈述13所述的气动切断阀，其中：端口A与所述定位器流体连通；端口B与所述致动器流体连通；端口C向大气排气；端口D与所述定位器流体连通；并且端口E与所述致动器流体连通。
陈述15. 根据陈述14所述的气动切断阀，其中端口F被插塞密封或与机载储气器流体连通。
陈述16. 根据陈述12所述的气动切断阀，其中所述机载储器空气供应与所述端口F流体连通。
陈述17. 根据陈述11所述的气动切断阀，其中所述储器空气供应是外部独立的储气器。
陈述18. 根据陈述17所述的气动切断阀，其中所述外部独立的储气器与气动切断阀的外部储气器端口流体连通。
陈述19. 根据陈述13所述的气动切断阀，其中所述机载储器空气供应与所述气动切断阀的外部储气器端口流体连通。
陈述20. 根据陈述17所述的气动切断阀，其中：端口A与所述定位器流体连通；端口B与所述致动器流体连通；端口C向大气排气；端口D与所述定位器流体连通；并且端口E与所述致动器流体连通。
陈述21. 根据陈述17所述的气动切断阀，其中端口F被插塞密封或与机载储气器流体连通。
陈述22. 根据陈述21所述的气动切断阀，其中所述机载储气器与定位器或致动器中的至少一者集成。
陈述23. 根据陈述1所述的气动切断阀，其中所述止回阀设置在所述阀体内。
陈述24. 根据陈述1所述的气动切断阀，所述气动切断阀还包括：阀芯腔室，所述阀芯腔室由所述阀体和设置在所述阀芯腔室内的阀芯组件限定；所述阀芯组件还包括阀芯套管、偏置构件、具有多个凹口的阀芯、多个密封机构和多个间隔件；其中所述多个间隔件中的每一者被所述多个密封机构中的一个密封机构分隔；其中所述多个间隔件中的至少一个间隔件与端口A、端口B、端口C或端口F中的至少一者流体连通；并且其中所述阀芯响应于所述空气供应的空气压力而在所述阀芯套管内平移。
陈述25. 根据陈述24所述的气动切断阀，其中所述多个凹口中的一个凹口在所述阀芯平移期间定位在所述多个间隔件中的至少一个间隔件的近侧。
陈述26. 根据陈述25所述的气动切断阀，其中所述凹口在故障保险操作期间在所述阀芯平移之后促进两个或更多个间隔件之间的流体连通。
陈述27. 根据陈述24所述的气动切断阀，所述气动切断阀还包括开关板，所述开关板进一步限定提供所述第一内部空气路径与所述阀芯腔室之间的流体连通的开关板空气路径。
陈述28. 根据陈述24所述的气动切断阀，其中所述阀芯响应于空气压力的减小而在所述阀芯套管内平移，并且其中所述气动切断阀采取所述故障保险配置。
陈述29. 根据陈述24所述的气动切断阀，其中所述阀芯响应于空气压力的增加或返回而在所述阀芯套管内平移，并且其中所述气动切断阀采取所述正常配置。
陈述30. 根据陈述1-29中任一陈述所述的气动切断阀，其中在所述第一端口处接收的所述空气供应的所述减小包括空气压力减小到低于最小阈值。
陈述31. 根据陈述30所述的气动切断阀，其中所述最小阈值在0-150磅/平方英寸之间的范围内。
陈述32. 根据陈述1所述的气动切断阀，所述气动切断阀还包括换向阀，所述换向阀与所述阀体流体连通。
陈述33. 根据陈述1-32中任一陈述所述的气动切断阀，其中所述第一内部空气路径与第二端口连通。
陈述34. 一种流体控制系统，包括：气动切断阀、致动器、控制阀和定位器；所述系统包括：所述气动切断阀，所述气动切断阀还包括：阀体，所述阀体还包括：第一内部空气路径，所述第一内部空气路径与第一端口连通；第二内部空气路径，所述第二内部空气路径与所述第一内部空气路径连通，其中所述第一内部空气路径和所述第二内部空气路径通过止回阀流体连通；第一三通阀；以及第二三通阀；并且其中当向所述第一端口提供空气供应时，所述第一三通阀和所述第二三通阀采取正常操作配置；并且其中所述第一三通阀和所述第二三通阀响应于在所述第一端口处接收的所述空气供应的减小而采取故障保险配置。
陈述35. 根据陈述34所述的流体控制系统，其中所述致动器与所述阀体或所述控制阀中的至少一者流体连通。
陈述36. 根据陈述34所述的流体控制系统，其中所述第一三通阀包括端口A、端口B和端口C，并且所述第二三通阀包括端口D、端口E和端口F。
陈述37. 根据陈述34所述的流体控制系统，其中：端口A与所述定位器流体连通；端口B与所述致动器流体连通；端口C向大气排气；端口D与所述定位器流体连通；并且端口E与所述致动器流体连通。
陈述38. 根据陈述36所述的流体控制系统，其中端口F被插塞密封或与机载储气器流体连通。
陈述39. 根据陈述38所述的流体控制系统，其中所述机载储气器与所述定位器或所述致动器中的至少一者集成。
陈述40. 根据陈述34-39中任一陈述所述的流体控制系统，其中所述第一内部空气路径与第二端口连通。
基于对以上实施方案的描述，当我们可完全理解此创造的操作、使用和效果时，但以上实施方案仅是此创造的优选实施方案，并且这不应受此限制。所述创造的实施范围，即，基于此创造的专利申请的范围和创造描述的内容的简单等同的变化和修改，全部在此创造的范围内。
