CN102155184A - 井口气动安全阀用快速泄放阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种井口气动安全阀用快速泄气阀，具有阀体、阀芯、内端盖、阀中阀、钢球及端盖。所述阀芯的后部设有内孔，在阀芯的内孔中设置由阀中阀、内端盖和钢球形成的滑阀结构，使进气口A与出气口B、出气口B与排空口C之间相互连通与闭合。本发明采用滑动阀来控制进气口A与出气口B、出气口B与排空口C的导通与闭合，有效排空面积由阀芯与阀体的相对空间控制，可增大出气口B与排空口C之间的有效排空面积，提高排空速度，可靠性更强。
Description
技术领域
本发明涉及到井口气动安全阀气缸内高压气体的输入，尤其涉及到气缸内高压气体的快速排放。
背景技术
当前用于井口气动安全阀用快速泄放阀的导通与排放主要靠氟橡胶组成的阀芯来实现。参见图1，给井口安全阀加压时，高压气体由进气口A进入泄放阀，高压气体推动胶芯向下移动，密封排空口C，同时挤压胶芯周围圆环，连通进气口A和气缸口C，高压气体进入进口安全阀气缸。排空时，进气口气体压力降低，井口安全阀气缸中气体逆向流动，挤压胶芯周围圆环，密封进气口A，同时推动胶芯向上移动，连通排空口C与气缸进气口B，安全阀气缸中气体通过排空口C快速排放到空气中，实现井口安全阀的关闭。由于井口安全的特殊要求，井口气动安全阀要求使用寿命长，在排空过程中要求排放速度快。当前使用的氟橡胶胶16，由于材料的缺陷，胶芯在长期使用中容易产生疲劳破坏、使用寿命降低；高压气体长期作用在阀芯上，阀芯长期受压缩，容易产生塑性变形而失效，影响寿命；有效排空面积主要靠氟橡胶的挤压变形来控制，受材料变形与密封效果的双重制约，有效排空面积受到制约，不能提供足够的有效排空面积，排空速度得不到提高；阀芯不能实现精确定位，影响进气和排空。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，在于提供井口气动安全阀用快速泄放阀，采用阀中阀原理，提高了泄放阀的抗疲劳、磨损和承压能力，增强了使用寿命，同时提高了有效排空面积，加快了井口气动安全阀关井时气缸中气体的排放速度。
本发明的技术方案如下：
一种井口气动安全阀用快速泄气阀，其具有阀体、阀芯和端盖；所述阀体的一端通过螺纹与端盖紧固，两者之间通过第四密封圈密封，端盖上开有进气口A通阀体内的阀腔，阀体的另一端开有排空口C，阀芯安装在阀腔内，阀芯的前端与排空口C间隙配合，之间安装第一密封圈，关闭或打开排空口C；在所述阀体的侧壁上开有出气口B。
所述阀芯的后部设有内孔，在阀芯的内孔中设置由阀中阀、内端盖和钢球形成的滑阀结构，使进气口A与出气口B、出气口B与排空口C之间相互连通与闭合。
所述阀中阀中心有贯通的阀孔，阀中阀伸进阀芯的内孔中，前端通过螺纹连接紧固内端盖，后端与阀芯的内孔螺纹连接，并通过第三密封圈密封。
所述内端盖的盖底有通孔，保证排空时气体的反向流入，在内端盖的外壁与阀芯的内孔之间留有通气间隙，并在阀芯的侧壁开有通气孔，所述通气孔通过所述通气间隙、通孔与阀中阀的阀孔连通，在阀芯向前运动至关闭排空口C位置时，所述通气孔处于与阀体上的出气口B正对相通的位置，反之，在阀芯向后运动至打开排空口C位置时，所述通气孔（13）处于与阀体上的出气口B错开不相通的位置。
在所述阀中阀的阀孔中装有可自由移动的钢球，所述钢球的直径小于阀孔的内径，但大于阀孔孔口的内径，钢球受力时可在阀中阀内移动无阻。
所述阀芯的最大直径小于所述阀腔的直径，并在阀芯的后端外圆与阀腔内壁之间通过第二密封圈密封。
所述阀腔的长度大于阀芯的长度和阀中阀伸出阀芯部分的长度之和。
本发明的阀芯与阀体设置为相对运动，通过不同流向高压气体推动钢球移动带动阀芯的左右运动，实现进气口A与出气口B、出气口B与排空口C的导通与闭合，并且阀芯前端与阀体内孔定位通过阀芯最大直径处于阀体内腔精确定位，阀芯滑动自由无阻。
本阀在正常情况下，高压气体由介质进口A进入快泄阀，高压气体推动阀中阀中钢球向左移动直到钢球与内端盖孔相切实现密封，钢球两端承受不同压力推动钢球带动阀芯向左运动，直到阀芯台阶面与阀体内端面重合，阀芯最小柱面与阀体配合，O形密封圈密排空气口C，高压气体经钢球与内端盖的不完全密封和内端盖与阀中阀的螺纹连接处通过出气口B进入安全阀气缸，打开安全阀。排空时，流经介质进气口A的高压气体压力减小，安全阀气缸中的高压气体经出气口B反向流入快速泄放阀中，推动阀中阀中的钢球向右移动直到钢球与阀中阀孔相切实现密封，钢球两端承受不同压力推动钢球带动阀芯向右运动，将阀芯密封圈带出与阀体相连的密封面，打开排空孔C，气缸中气体经排空孔快速排放，关闭安全阀。
本井口气动安全阀用快速泄放阀的优点如下：
1、根据井口启动安全阀在排空时要求排空速度快，本发明采用滑动阀来控制进气口A与出气口B、出气口B与排空口C的导通与闭合，有效排空面积由阀芯与阀体的相对空间控制，增大了出气口B与排空口C之间的有效排空面积，提高了排空速度。
2、本装置采用滑阀结构，进气口A与出气口B、出气口B与排孔口C的开启与闭合速度快，可靠性更强。
3、进气口、出气口分别设有螺纹，方便快速泄放阀的安装与维修。
4、 结构简单，加工工艺性互换性好。
5、本装置的阀芯采用不锈钢材料制造，增强了阀芯的抗压、抗疲劳、抗磨损能力，增加了快泄阀的使用寿命。
附图说明
图1是常用快速泄放阀结构示意简图；
图2是快速泄放阀的结构简图；
图3快速泄放阀处于加气状况下的结构示意图；
图4是处于排空状态下的快速泄放阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构装置作进一步说明：
参见图2，井口气动安全阀用快速泄放阀具有阀体2、阀芯3、内端盖4、阀中阀5、钢球7和端盖9等。
阀体2用于导通和泄放，其一端通过螺纹与端盖9紧固，两者之间通过第四密封圈10密封，端盖9上开有进气口A通阀体内的阀腔11，阀体2的另一端开有排空口C，阀体2的侧壁上开有出气口B。阀芯3安装在阀腔11内，阀芯3的前端与排空口C间隙配合，之间安装第一密封圈1，关闭或打开排空口C。所述阀芯3的后部设有内孔，在阀芯3的内孔中设置由阀中阀5、内端盖4和钢球7形成的滑阀结构，使进气口A与出气口B、出气口B与排空口C之间相互连通与闭合。
阀中阀5中心有贯通的阀孔12，阀中阀5伸进阀芯3的内孔中，前端通过螺纹连接紧固内端盖4，后端与阀芯3的内孔螺纹连接，并通过第三密封圈8密封。
内端盖4的盖底有通孔15，在内端盖4的外壁与阀芯3的内孔之间留有通气间隙14，并在阀芯3的侧壁开有通气孔13，所述通气孔13通过所述通气间隙14、通孔15与阀中阀5的阀孔12连通，在阀芯3向前运动至关闭排空口C位置时，所述通气孔13处于与阀体2上的出气口B正对相通的位置（如图2），反之，在阀芯3向后运动至打开排空口C位置时，所述通气孔13处于与阀体2上的出气口B错开不相通的位置（如图2）。
在所述阀中阀（5）的阀孔12中装有可自由移动的钢球7，所述钢球7的直径小于阀孔12的内径，但大于阀孔12孔口的内径。
所述阀芯3的最大直径小于所述阀腔11的直径，并在阀芯3的后端外圆与阀腔11内壁之间通过第二密封圈6密封，这样阀芯前端与阀体最小直径孔定位，同时通过阀芯最大直径处与阀体内腔精确定位，阀芯受力移动灵活无阻。
所述阀腔11的长度大于阀芯3的长度和阀中阀5伸出阀芯3部分的长度之和。
为了整体装置出现故障或者达到使用寿命时，维修与更换方便快捷，进气口A、出气口B均螺纹孔，用螺纹与井口气动安全阀气缸管道和控制管道连接，拆装维修简单、方便、快捷。
参见图3，井口气动安全阀需要开启，向气缸中充入气体过程: 高压气体经进气口A进入快速泄放阀，经流经阀腔11和阀孔12后作用在钢球7上，推动钢球7在所述阀孔11内向左移动，当钢球移动到阀孔11最左端，与内端盖4内孔相切，推动内端盖4向左移动，带动阀中阀5及阀芯3向左移动，直至到达图3所示位置。阀芯前端柱面进入排空孔C中，排空孔内壁与阀芯前端柱面采用第一密封圈1密封。这样，排空孔C处于堵塞状态，高压气体不能通过。阀孔11中的高压气体一部分经内端盖4与阀中阀5的螺纹连接处通过进气孔B进入井口气动安全阀的气缸中；另一部分高压气体经钢球7与内端盖4的内孔密封间隙通过通孔15、通气间隙14、通气孔13进入出气孔B，进入井口安全阀气缸。完成气缸的充气过程。
参见图4，井口气动安全阀需要关闭，气缸中气体排放过程: 流经进气口A的气体压力逐渐减小，井口气动安全阀气缸中的压力大于流经进气口A的压力，流经出气口B的高压气体逆向流回快速泄放阀中。绝大部分气体经内通气孔13、通气间隙14及通孔15作用在钢球7上，在钢球7两边产生压力差，推动钢球7 在阀孔11中向右移动，当钢球到达阀孔11最右端与阀中阀内孔边缘相切，推动阀中阀向右移动，带动内端盖及阀芯向右移动，直到阀芯3后端面与端盖9前端面接触为止。此时，出气口B与进气口A被第二密封圈6、第三密封圈8及钢球密封；阀芯3前端柱面完全退出排空口C，排空口C与井口安全气动阀经出气出气口B连通，井口气动安全阀气缸中气体经出气口B及排空口C快速排放。完成气体排空过程。
Claims (3)
1.井口气动安全阀用快速泄气阀，其具有阀体（2）、阀芯（3）和端盖（9）；所述阀体（2）的一端通过螺纹与端盖（9）紧固，两者之间通过第四密封圈（10）密封，端盖（9）上开有进气口A通阀体内的阀腔（11），阀体（2）的另一端开有排空口C，阀芯（3）安装在阀腔（11）内，阀芯（3）的前端与排空口C间隙配合，之间安装第一密封圈（1），关闭或打开排空口C；在所述阀体（2）的侧壁上开有出气口B； 其特征在于：
所述阀芯（3）的后部设有内孔，在阀芯（3）的内孔中设置由阀中阀（5）、内端盖（4）和钢球（7）形成的滑阀结构，使进气口A与出气口B、出气口B与排空口C之间相互连通与闭合；
所述阀中阀（5）中心有贯通的阀孔（12），阀中阀（5）伸进阀芯（3）的内孔中，前端通过螺纹连接紧固内端盖（4），后端与阀芯（3）的内孔螺纹连接，并通过第三密封圈（8）密封；
所述内端盖（4）的盖底有通孔（15），在内端盖（4）的外壁与阀芯（3）的内孔之间留有通气间隙（14），并在阀芯（3）的侧壁开有通气孔（13），所述通气孔（13）通过所述通气间隙（14）、通孔（15）与阀中阀（5）的阀孔（12）连通，在阀芯（3）向前运动至关闭排空口C位置时，所述通气孔（13）处于与阀体（2）上的出气口B正对相通的位置，反之，在阀芯（3）向后运动至打开排空口C位置时，所述通气孔（13）处于与阀体（2）上的出气口B错开不相通的位置；
在所述阀中阀（5）的阀孔（12）中装有可自由移动的钢球（7），所述钢球（7）的直径小于阀孔（12）的内径，但大于阀孔（12）孔口的内径；
所述阀芯（3）的最大直径小于所述阀腔（11）的直径，并在阀芯（3）的后端外圆与阀腔（11）内壁之间通过第二密封圈（6）密封；
所述阀腔（11）的长度大于阀芯（3）的长度和阀中阀（5）伸出阀芯（3）部分的长度之和。
2.根据权利要求1所述的井口气动安全阀用快速泄放阀，其特征在于：所述阀芯（3）为不锈钢材料阀芯。
3.根据权利要求1所述的井口气动安全阀用快速泄放阀，其特征在于：所述进气口A、出气口B采用螺纹与外部管道连接紧固。
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