CN101825191A - 一种活塞密封式安全阀 - Google Patents

Abstract

一种活塞密封式安全阀，包括阀体、阀盖和压力调节装置，压力调节装置设在阀盖内，阀体安装在压力调节装置的下方，阀体中部或中上部的一侧设计有泄压孔，并通过连接螺栓螺母与阀盖紧固连接，其特征在于：阀体内部设有取代现有的用于调压阀瓣的密封活塞，密封活塞顶部与压力调节装置连接。该安全阀对目前普遍使用的安全阀的结构进行了改进，即将目前安全阀的阀体和密封缸做成一体，既简化了结构，又实现了密封活塞与密封座是动密封配合。本发明的活塞密封式安全阀的活塞的承压面积始终不变，且不受背压的影响，启闭压差为零，使安全阀的开启、排放、回座各个动作都非常稳定，不会产生频跳和颤振现象。

Description

一种活塞密封式安全阀

技术领域

本发明涉及承压类特种设备的过压安全保护装置，尤其是一种应用于承压类特种设备上的活塞密封式安全阀。

背景技术

安全阀(safety valve)是根据压力系统的工作压力自动启闭，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全，是锅炉、压力容器、压力管道等承压类特种设备上主要的安全附件之一。当被保护设备内的压力超过设计压力时，安全阀会自动开启，将设备内过高压力的介质排出，使设备内压力降低，从而避免设备被超压破坏，有效防止意外事故的发生；当设备内压力下降至设定的压力时，安全阀会随之自动关闭，从而保护承压设备正常工作。

目前广泛应用的安全阀类型主要有弹簧式安全阀、杠杆(重锤)式安全阀和脉冲式安全阀三大类。这三种安全阀的密封方式大多采用阀瓣(阀芯)密封型式，归类为阀瓣密封式安全阀。阀瓣(阀芯)密封式安全阀的主要缺点是：1、由于阀瓣(阀芯)直径比流道直径(喉径)大，加之受背压力的影响，因此阀瓣在开启前后承受压力的变化较大，从而使得安全阀的开启、排放、回座动作不太稳定；2、启闭压差(开启压力与回座压力之差)较大，一般为开启压力的4％～10％，若启闭压差太小，阀瓣就会产生频跳和颤振现象，从而缩短安全阀的使用寿命，若启闭压差太大，回座压力就会过低，造成不必要的浪费和污染甚至影响正常生产。

在承压类特种设备所用的安全阀方面，我们检索到了公开文献：中国专利申请号：02158116.9，申请日：2002.12.25，名称：带指针可调压力安全阀装置，公开(公告)号：CN1510322A，申请(专利权)人：天津渤海化工有限责任公司天津化工厂，文献公开了一种由外壳13、丝杆旋转压簧装置、压力弹簧和活塞密封装置组成带指针可调压力安全阀装置。但是由于该装置沿用了传统的阀瓣密封式安全阀的涉及原理，其活塞直径比流道直径大，同样存在安全阀的开启、排放、回座动作不太稳定，以及启闭压差大或安全阀频跳、颤振等技术缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有背景技术不能解决上述技术问题，提出了一种启闭压差为零且不会产生频跳和颤振现象的活塞密封式安全阀。

本发明是这样实现的：

所述的活塞密封式安全阀包括包括阀体、阀盖和压力调节装置，压力调节装置设在阀盖内，阀体安装在压力调节装置的下方，阀体中部或中上部的一侧设计有泄压孔，并通过连接螺栓螺母与阀盖紧固连接，其特征在于：阀体内部设有取代现有的用于调压阀瓣的密封活塞，密封活塞顶部与压力调节装置连接。

以上所述的活塞密封式安全阀，其阀体中部或中上部的一侧设计有泄压孔，泄压孔的截面面积不小于阀体的内腔截面面积。

以上所述的活塞密封式安全阀，在泄压孔顶部边沿以上的阀体内腔设计有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈，将被泄压的介质密封在阀体的空腔内，迫使其从泄压通道排出。

以上所述的活塞密封式安全阀，其密封活塞设计为实心或空心，并在距活塞底部2～5mm处的外侧设有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈，将介质密封在设备内。

当安全阀处于低负荷或零负荷状态时，密封活塞的底部位于泄压孔底部边沿以下，此时活塞和弹簧承受的压力较低，而阀瓣密封式安全阀只要校验完毕后，阀瓣和弹簧均要承受等于大于整定压力的压力；当安全阀处于安全阀处于准备起跳状态(即整定压力)时，密封活塞的底部位于泄压孔底部边沿的位置；当安全阀处于开启压力时，密封活塞的底部位于泄压孔顶部边沿以上。

以上所述的活塞密封式安全阀，其压力调节装置包括弹簧、上弹簧座、调压螺杆、锁紧螺母，其特征是：下弹簧座与密封活塞连为一体并通过弹簧与上弹簧座连接，上弹簧座与调压螺杆相连接，调压螺杆通过螺纹及锁紧螺母固定在阀盖上，可对安全法的开启压力进行调节。

本发明的优点：

1.本发明活塞密封式安全阀，由于活塞的承压面积是始终不变的，且不受背压的影响，从而使安全阀的开启、排放、回座各过程动作都非常稳定，安全阀开启排放的动作是随介质压力的升高而逐渐加大直至达到最大排放、又随介质压力降低而逐渐减小直至回座。

2.本发明活塞密封式安全阀，由于活塞与密封座是动密封配合，活塞密封式安全阀不但启闭压差为零，而且不会产生频跳和颤振现象。

附图说明

图1是本发明活塞密封式安全阀的主视剖面图。

图2是本发明活塞密封式安全阀活塞的部件实心设计图。

图3是本发明活塞密封式安全阀活塞的部件空心设计图。

图4是阀瓣密封式安全阀的压力与开启高度的曲线图。

图5是活塞密封式安全阀的压力与开启高度的曲线图。

图中，1为阀体、2为O形密封圈、3为活塞、4为O形密封圈、5为连接螺栓螺母、6为阀盖、7为弹簧、8为上弹簧座、9为调压螺杆、10为锁紧螺母、11为阀帽；Ps为整定压力、Pb为开启压力、Pr为回座压力，h为阀瓣的开启高度。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种活塞密封式安全阀，阀盖(6)内设有压力调节装置，阀盖(6)通过连接螺栓螺母(5)紧固在阀体(1)上，阀体(1)中部或中上部的一侧设计有泄压孔(12)，阀体(1)内部设有取代现有的用于调压阀瓣的密封活塞(3)，密封活塞(3)顶部与压力调节装置连接；下弹簧座与密封活塞(3)连为一体并通过弹簧(7)与上弹簧座(8)连接，上弹簧座(8)与调压螺杆(9)相连接，调压螺杆(9)通过螺纹及锁紧螺母(10)固定在阀盖(6)上；阀体(1)中部的一侧设计有泄压孔(12)，泄压孔的截面面积不小于阀体(1)的内腔截面面积；阀体(1)内腔距上出口约3～10mm处设计有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈(4)；密封活塞(3)设计为实心或空心，并在距活塞底部2～5mm处的外侧设有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈(2)。

阀瓣密封式安全阀与活塞密封式安全阀的压力与开启高度的曲线比较

根据安全阀整定(开启)压力、开启(排放)压力、回座压力的定义，根据实验的情况，分别绘制阀瓣密封式安全阀与活塞密封式安全阀的压力与开启高度的曲线图，横坐标是阀瓣或活塞的开启高度，纵坐标是设备内介质压力，其中Ps为整定压力、Pb为开启压力、Pr为回座压力，h为阀瓣的开启高度。

对于阀瓣密封式安全阀，由图4可知：点1(O，Ps)是阀瓣处于整定压力时的位置，点2(h，Pb)是阀瓣处于开启压力时的位置，点3(O，Pr)是阀瓣回座压力时的位置，由于该设计方案的缺陷，造成Ps(整定压力)大于Pr(回座压力)，这是使得该类安全阀的开启、排放、回座动作不稳定及产生频跳和颤振现象的原因，也就是现有技术的缺陷所在。

对于活塞密封式安全阀，由图5可知：由于密封活塞直径与流道直径相等，使得启闭压力差为零，因而有Ps(整定压力)＝Pr(回座压力)，即点1和点3在图上是同一位置的，从而克服了现有技术的缺陷，使得安全阀的开启、排放、回座各个动作都非常稳定，不会产生频跳和颤振现象。

Claims (5)

1.一种活塞密封式安全阀，包括阀体(1)、阀盖(6)和压力调节装置，压力调节装置设在阀盖(6)内，阀体(1)安装在压力调节装置的下方，阀体(1)中部或中上部的一侧设计有泄压孔(12)，并通过连接螺栓螺母(5)与阀盖(6)紧固连接，其特征在于：阀体(1)内部设有取代现有的用于调压阀瓣的密封活塞(3)，密封活塞(3)顶部与压力调节装置连接。

2.根据权利要求1所述的活塞密封式安全阀，其特征是：泄压孔(12)的截面面积不小于阀体(1)的内腔截面面积。

3.根据权利要求1所述的活塞密封式安全阀，其特征是：在泄压孔(12)顶部边沿以上的阀体(1)内腔设计有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈(4)。

4.根据权利要求1所述的活塞密封式安全阀，其特征是：密封活塞(3)设计为实心或空心，并在距活塞底部2～5mm处的外侧设有一个凹槽，凹槽上安装有O形密封圈(2)。

5.根据权利要求1所述的活塞密封式安全阀，其压力调节装置包括弹簧(7)、上弹簧座(8)、调压螺杆(9)、锁紧螺母(10)，其特征是：下弹簧座与密封活塞(3)连为一体并通过弹簧(7)与上弹簧座(8)连接，上弹簧座(8)与调压螺杆(9)相连接，调压螺杆(9)通过螺纹和锁紧螺母(10)固定在阀盖(6)上。

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