一种安全阀的气动控制器技术领域
本发明涉及一种气动控制器，具体的涉及一种安全阀的气动控制器。
背景技术
众所周知，安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质
压力升高超过规定值时，通过系统向外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数
值的特殊阀门。
尤其是在井下石油的开采过程中，其安全阀的使用，能够有效地防止井喷的现象
发生，因此，安全阀的快速打开和闭合就十分的重要，且直接影响井下的正常作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全阀的气动控制
器。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种安全阀的气动控制器，其包括内部具有空腔且竖直设置的腔体、分别将腔体的进
口和出口闭合设置的上封盖和下封盖、下端部自下封盖穿出并与安全阀的阀板相连接的驱
动杆、横设在空腔内且与上封盖之间形成气腔的活塞、用于将活塞与驱动杆的上端部相连
接的连接套、向气腔内快速充入气体以使得活塞顶推驱动杆向下运动并由阀板向下运动而
打开安全阀的充气系统、用于将气腔内的气体快速排出且能够驱动活塞向上复位运动的复
位系统、以及根据气腔内部的气压控制气体充入和排出量的控制系统，其中上封盖与腔体
内壁之间通过密封件和锁定件相连接设置，当气腔充入气体后且气压达到设定值时，活塞
停止下行，安全阀打开；当气腔排气时，阀板随着活塞的复位并逐步地将安全阀闭合，直到
该气腔内的气压降低至设定值时，活塞停止运动，安全阀完全闭合。
优选地，腔体呈圆柱形，上封盖的下部自进口塞入腔体内并紧贴腔体的内壁；上封
盖的上部与腔体内壁之间形成缝隙，锁定件包括设置在腔体进口处的环形卡槽、卡设在上
封盖上部的外周且能够塞入缝隙内的卡簧、自缝隙内插入使得卡簧向外撑开并伸入环形卡
槽内的锁片、用于将锁片与上封盖固定连接的锁定螺栓、以及用于将锁片与腔体进口内壁
之间相密封设置的塞头，其中塞头抵触在冒出环形卡槽部分且卡紧在锁片上的卡簧上。
优选地，充气系统包括位于上封盖上的充气接口、供气源以及供气管道。
优选地，复位系统包括设置在上封盖上的快速泄压阀、位于活塞与下封盖之间使
得活塞存在远离下封盖方向运动趋势的复位弹性件，其中快速泄压阀能够快速的将活塞与
上封盖之间空腔内的气体排出。
进一步的，复位弹性件为弹簧，且弹簧套设在连接套的外周。
具体的，分别在活塞底部和下封盖上形成有第一挡圈和第二挡圈，弹簧的上下端
部分别设置在第一挡圈和第二挡圈内。便于弹簧的定位，确保活塞平稳运行。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，腔体内壁呈上粗下细的阶梯状，当活塞
运动至该阶梯处时，由该阶梯限制活塞的下行。
优选地，在阶梯处设有限位卡槽，当阶梯限制活塞的下行时，活塞位于限位卡槽
内；当阀板复位时，活塞能够自限位卡槽内脱离并向上运动。由限位卡槽的设计，其主要的
目的在于，在活塞下行过程中，将活塞限定在阶梯处，从而便于阀板的定位，然而，一旦外力
消失，活塞自动从限位卡槽内脱离并向上运动，直到阀板将安全阀闭合。
根据本发明的另一个具体实施和优选方面，气动控制器还包括用于限定活塞向上
运动行程的上行限位机构。
优选地，上行限位机构包括下端部与所述活塞固定连接、上端部穿出所述上封盖
的顶杆、通过螺纹连接在上封盖上且用于限定顶杆上行行程的限位套，其中顶杆沿着活塞
的运动方向延伸设置，且顶杆上设有的限位凸起部，当活塞向上复位时，顶杆逐步穿出限位
套，直到限位凸起部与限位套抵触时，活塞停止上行，弹簧仍然处于压缩状态，安全阀闭合。
具体的，上行限位机构还包括用于将顶杆与上封盖上的避让孔进行密封的密封
圈、挡尘圈和孔用弹性挡圈。
此外，上封盖的上表面与腔体的上端面齐平设置；在上封盖的顶部还设有吊环螺
钉；在上封盖的底部设有开口朝下的环形槽，充气系统与环形槽相连通。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过气压控制，能够快速实现安全阀的打开或闭合，特别适用于井下石油的开
采，能够有效地防止井喷和其他事故的发生，非常实用，同时由锁定件和密封件将上封盖与
腔体的相对锁定和密封，进一步确保活塞的快速运行，结构简单，实施方便，且成本低。
附图说明
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为根据本发明气动控制器的主视示意图（剖视）；
其中：1、腔体；2、上封盖；20、环形槽；3、下封盖；4、驱动杆；5、活塞；6、连接套；7、充气系
统；70、充气口；8、复位系统；80、快速泄压阀；81、复位弹性件（弹簧）；9、密封圈；10、耐磨环；
11、上行限位机构；110、顶杆；111、限位套；112、密封圈；113、挡尘圈；114、孔用弹性挡圈；
12、吊环螺钉；t、阶梯；c、限位卡槽；a、第一挡圈；b、第二挡圈；d、限位凸起部；e、密封件；f、
锁定件；f1、环形卡槽；f2、卡簧；f3、锁片；f4、锁定螺栓；f5、塞头。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的安全阀的气动控制器，其包括内部具有空腔且竖直设置的
腔体1、分别将腔体1的进口和出口闭合设置的上封盖2和下封盖3、下端部自下封盖3穿出并
与安全阀的阀板相连接的驱动杆4、横设在空腔内且与上封盖2之间形成气腔的活塞5、用于
将活塞5与驱动杆4的上端部相连接的连接套6、向气腔内快速充入气体以使得活塞5顶推驱
动杆4向下运动并由阀板向下运动而打开安全阀的充气系统7、用于将气腔内的气体快速排
出且能够驱动活塞5向上复位运动的复位系统8、以及根据气腔内部的气压控制气体充入和
排出量的控制系统，其中上封盖2与腔体1内壁之间通过密封件e和锁定件f相连接设置，当
气腔充入气体后且气压达到设定值时，活塞5停止下行，安全阀打开；当气腔排气时，阀板随
着活塞5的复位并逐步地将安全阀闭合，直到该气腔内的气压降低至设定值时（快速泄压），
活塞5停止运动，安全阀完全闭合。
本例中，腔体1呈圆柱状。
同时，在腔体1内壁呈上粗下细的阶梯状，当活塞5运动至该阶梯t处时，由该阶梯t
限制活塞5的下行。
进一步的，在阶梯t处设有限位卡槽c，当阶梯t限制活塞5的下行时，活塞5位于限
位卡槽c内；当阀板复位时，活塞5能够自限位卡槽c内脱离并向上运动。
具体的，由限位卡槽c的设计，其主要的目的在于，在活塞5下行过程中，将活塞5限
定在阶梯t处，从而便于阀板的定位，然而，一旦外力消失，活塞5自动从限位卡槽c内脱离并
向上运动，直到阀板将安全阀闭合。
本例中，充气系统7包括位于上封盖2上的充气接口70、供气源以及供气管道。
本例中，复位系统8包括设置在上封盖2上的快速泄压阀80、位于活塞5与下封盖3
之间使得活塞5存在远离下封盖方向运动趋势的复位弹性件81，其中快速泄压阀81能够快
速的将活塞5与上封盖2之间空腔内的气体排出。
进一步的，复位弹性件81为弹簧，且弹簧81套设在连接套6的外周。
具体的，分别在活塞5底部和下封盖3上形成有第一挡圈a和第二挡圈b，弹簧81的
上下端部分别设置在第一挡圈a和第二挡圈b内。便于弹簧81的定位，确保活塞5平稳运行。
进一步的，为了有效地防止泄压，在活塞5的外周设有能够与腔体1内部密封设置
的密封圈9和耐磨环10。
气动控制器还包括用于限定活塞5向上运动行程的上行限位机构11。
上行限位机构11包括下端部与活塞5固定连接、上端部穿出上封盖2的顶杆110；通
过螺纹连接在上封盖2上且用于限定顶杆110上行行程的限位套111；用于将顶杆110与上封
盖2上的避让孔进行密封的密封圈112、挡尘圈113和孔用弹性挡圈114。
具体的，顶杆110沿着活塞5的运动方向延伸设置，且顶杆110上设有限位凸起部d，
当活塞5向上复位时，顶杆110逐步穿出限位套111，直到限位凸起部d与限位套111抵触时，
活塞5停止上行，弹簧81仍然处于压缩状态，安全阀闭合。
此外，上述的上封盖2是自腔体1的进口塞入，并与腔体1的进口通过密封件密封e
连接。同时上封盖2的上表面与腔体1顶部齐平设置。
具体的，上封盖2的下部自进口塞入腔体1内并紧贴腔体的内壁；上封盖2的上部与
腔体1内壁之间形成缝隙，锁定件f包括设置在腔体1进口处的环形卡槽f1、卡设在上封盖2
上部的外周且能够塞入缝隙内的卡簧f2、自缝隙内插入使得卡簧f2向外撑开并伸入环形卡
槽f1内的锁片f3、用于将锁片f3与上封盖2固定连接的锁定螺栓f4、以及用于将锁片f3与腔
体1进口内壁之间相密封设置的塞头f5，其中塞头f5抵触在冒出环形卡槽f1部分且卡紧在
锁片f3上的卡簧f2上。
进一步的，在上封盖2底部设有开口朝下的环形槽20，其中充气接口70和快速泄压
阀80均与该环形槽20相连通，防止上行限位机构11失灵后，活塞与上封盖2之间仍然存在容
纳空间，从而方便气体的快速充入，活塞的快速下行运动。
同时，本例中，还在上封盖2的顶部还设有吊环螺钉12，从而便于气动控制器在吊
车控制下移动至需要的位置。
以上对本发明做了详尽的描述，但本发明不限于上述的实施例。凡根据本发明的
精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。