CN102261500B - 用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压防爆电磁阀的机械超高压保护装置，包括保护阀体、保护阀芯和保护阀盖，保护阀体底部通过连接体三安装在电磁阀的接头体一上，连接体三内设置定位销，定位销上设置顶杆，保护阀体上与顶杆上端对应的部位设置凹槽，顶杆的上端伸入到凹槽内，顶杆的下端设置拨动杆，顶杆与连接体三之间有间隙；保护阀芯上具有凸台，凸台的左端与保护阀盖之间形成腔体一，凸台的右端与保护阀体之间形成腔体二，凸台的左端面的面积大于右端面的面积；保护阀盖内设置有多个保护弹簧，保护弹簧的一端设置有滚珠，滚珠与保护阀芯上的凹槽相接触。该保护装置能实现在电磁阀处于超高压时对电磁阀进行关闭的功能，从而保障电磁阀安全工作。

Description

用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置

技术领域

本发明涉及一种保护装置，特别是涉及一种用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置。

背景技术

随着我国天然气大力推广应用，带动了管路输送控制元件市场需求的快速增长，高压防爆电磁阀作为重要的管路输送控制元件被广泛的应用，但是,现有的电磁阀的大多采用远程数据传输控制，在远传不到位时、远传控制失灵、动力电源不足的条件下，高压防爆电磁阀的安全可靠性就会大打折扣，尤其是当电磁阀内的气体压力过高或过低时，造成的使用安全问题，市场急需一种保护装置，能够在电磁阀的超高压情况下完成对电磁阀的关闭，进而对电磁阀起到保护作用，既能防止安全事故的发生，又能够保护气源。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置。该保护装置能够实现在电磁阀处于超高压时对电磁阀进行关闭的功能，从而保障电磁阀安全的工作，一方面防止出现安全事故；另一方面也保护了气源。且其结构简单、使用方便、便于推广使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：包括保护阀体、保护阀芯和保护阀盖，所述保护阀盖安装在保护阀体的一侧，所述保护阀芯设置在保护阀盖和保护阀体内并将保护阀盖和保护阀体连接，所述保护阀体底部通过连接体三安装在电磁阀的接头体一上，所述连接体三内设置有与连接体三的中心轴相垂直的定位销，所述定位销上设置有能绕定位销转动的顶杆，所述保护阀体上与顶杆上端对应的部位设置有凹槽，所述顶杆的上端伸入到凹槽内，所述顶杆的下端设置有拨动杆，所述顶杆与连接体三之间有间隙；所述保护阀芯的中部具有凸台，所述凸台的左端与保护阀盖之间形成腔体一，所述凸台的右端与保护阀体之间形成腔体二，所述凸台的左端面的面积大于右端面的面积，且所述凸台与保护阀体之间有间隙；所述保护阀盖内且绕保护阀芯设置有多个保护弹簧，所述保护弹簧的一端设置有滚珠，所述滚珠与保护阀芯上的第二凹槽相接触，所述保护弹簧的另一端安装在保护阀盖上。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述保护弹簧的另一端通过紧定螺钉固定在保护阀盖上。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述保护弹簧为两个，且对称设置在保护阀芯的两侧。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述第一凹槽的横截面为圆弧形，所述顶杆的上端也为圆弧形。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述保护阀体和保护阀盖之间设置有密封圈一。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述保护阀芯和保护阀体之间设置有密封圈二。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述保护阀盖和保护阀芯之间设置有密封圈三。

上述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，所述连接体三上安装有镶套，所述镶套外壁设置有将镶套和连接体三连接的螺帽。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明能够实现在电磁阀处于超高压时对电磁阀进行关闭的功能，从而保障电磁阀安全的工作，一方面防止出现安全事故；另一方面也保护了气源。所述凹槽的横截面为圆弧形，所述顶杆的上端也为圆弧形，通过这种弧形设置可以使得副阀芯移动时，顶杆的旋转幅度大。所述保护阀体和保护阀盖之间设置有密封圈一。所述保护阀芯和保护阀体之间设置有密封圈二。所述保护阀盖和保护阀芯之间设置有密封圈三。所述连接体三上安装有镶套，所述镶套外壁设置有将镶套和连接体三连接的螺帽。通过设置密封圈一、密封圈二和密封圈三，增加了整体的密封性。且其结构简单、使用方便、便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为卸荷式高压防爆电磁阀的主视结构示意图。

图2为卸荷式高压防爆电磁阀的连接体一与进气副阀芯电磁头以及连接体二与卸荷副阀芯电磁头的连接示意图。

图3为卸荷式高压防爆电磁阀的进气副阀芯电磁头与进气锁芯电磁头（卸荷副阀芯电磁头与卸荷锁芯电磁头）的连接示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为图4的A-A视图。

附图标记说明:

100—进气副阀芯电  101—锁芯套筒一；102—第一弹簧；

磁头；

103—副阀芯电磁头  104—副阀芯套筒一；105—副阀芯导套一；

线圈一；

106—副阀芯一；107—环形槽一；108—密封块一；

109—第二弹簧；110—接头体一；111—锁芯一；

112—第三弹簧；113—锁芯电磁头线114—锁芯连接块一；

圈一；

115—进气锁芯电磁  201—锁芯套筒二；202—第四弹簧；

头；

203—副阀芯电磁头  204—副阀芯套筒二；205—副阀芯导套二；

线圈二；

206—副阀芯二；207—环形槽二；    208—密封块二；

209—第五弹簧；210—接头体二；    211—锁芯二；

212—第六弹簧；213—锁芯电磁头线  214—锁芯连接块二；

圈二；

300—阀体；         301—阀盖；         302—进气通道；

303—出气通道；     304—进气孔A段；    400—主阀芯；

401—主弹簧；       402—主阀芯上腔；   403—主阀芯下腔；

501—提升块；       502—筒体；         503—手轮；

504—锁紧螺母；     505—丝杠；         506—丝母；

507—盖板；         600—连接体一；     601—进气孔B段；

602—进气孔C段；    603—环带一；       700—连接体二；

701—卸荷孔A段；    702—卸荷孔B段；    703—环带二。

800—保护阀芯；     801—密封圈三；     802—密封圈一；

803—第一凹槽；     804—保护阀体；     805—密封圈二；

806—顶杆；         807—连接体三；     808—螺帽；

809—镶套；         810—拨动杆；       811—定位销；

812—凸台；         813—保护阀盖；     814—滚珠；

815—保护弹簧；     816—紧定螺钉。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种卸荷式高压防爆电磁阀，包括阀体300、设置在阀体300上的阀盖301、连接体一600和连接体二700，所述阀体300内设置有进气通道302和出气通道303，所述阀盖301内设置有主阀芯400，所述主阀芯400内设置有主弹簧401，所述主阀芯400上部与阀盖301之间形成主阀芯上腔402，所述主阀芯400下部与阀体300之间形成主阀芯下腔403，所述进气通道302与主阀芯下腔403相通，所述阀盖301上设置有将进气通道302与主阀芯上腔402相连接的进气孔A段304，所述连接体一600包括进气孔B段601和进气孔C段602，所述进气孔B段601的一端与进气孔A段304连接，所述连接体一600上还设置有与所述进气孔B段601的另一端连通的环带一603，所述进气孔C段602的一端与环带一603连接，所述进气孔C段602的另一端与主阀芯上腔402连通，所述连接体一600的一侧设置有进气副阀芯电磁头100，所述进气副阀芯电磁头100包括副阀芯套筒一104，所述副阀芯套筒一104内设置有副阀芯导套一105、副阀芯电磁头线圈一103和副阀芯一106，所述副阀芯导套一105的一端固定在副阀芯套筒一104上，副阀芯导套一105的另一端通过设置在副阀芯导套一105上的第一弹簧102与副阀芯一106连接，此处为接触连接，所述副阀芯电磁头线圈一103设置在副阀芯导套一105周围，具体的是缠绕在副阀芯导套一105的外线圈骨架上，所述副阀芯一106伸入到副阀芯导套一105内，所述副阀芯一106远离副阀芯导套一105的一端设置有密封块一108，所述密封块一108的一端通过第二弹簧109与副阀芯一106连接，所述密封块一108的另一端与所述进气孔C段602的端部相对应，所述进气副阀芯电磁头100通过接头体一110连接有与进气副阀芯电磁头100相垂直的进气锁芯电磁头115，所述进气锁芯电磁头115包括锁芯套筒一101，所述锁芯套筒一101内设置锁芯电磁头线圈一113、锁芯连接块一114和锁芯一111，所述锁芯连接块一114的一端固定在锁芯套筒一101上，锁芯连接块一114的另一端通过第三弹簧112与锁芯一111连接，所述锁芯电磁头线圈一113设置在锁芯连接块一114周围，所述锁芯一111伸入到锁芯连接块一114内，所述副阀芯一106上设置有锁芯111端部能够进入的环形槽一107；所述连接体二700包括卸荷孔A段701和卸荷孔B段702，所述卸荷孔A段701的一端与主阀芯上腔402连接，所述连接体二700上还设置有与所述卸荷孔A段701的另一端连接的环带二703，所述卸荷孔B段702的一端与环带二703连接，所述卸荷孔B段702的另一端与外界大气连通；所述连接体二700的一侧设置有卸荷副阀芯电磁头，所述卸荷副阀芯电磁头包括副阀芯套筒二204，所述副阀芯套筒二204内设置副阀芯导套二205、副阀芯电磁头线圈二203和副阀芯二206，所述副阀芯导套二205的一端固定在副阀芯套筒二204上，副阀芯导套二205的另一端通过设置在副阀芯导套二205上的第四弹簧202与副阀芯二206连接，此处为接触连接，所述副阀芯电磁头线圈二203设置在副阀芯导套二205周围，具体的是缠绕在副阀芯导套二205的外线圈骨架上，所述副阀芯二206伸入到副阀芯导套205内，所述副阀芯二206远离副阀芯导套二205的一端设置有密封块二208，所述密封块二208的一端通过第五弹簧209与副阀芯206连接，所述密封块二208的另一端与所述卸荷孔B段702的端部相对应，所述卸荷副阀芯电磁头通过接头体二210连接有与卸荷副阀芯电磁头相垂直的卸荷锁芯电磁头，所述卸荷锁芯电磁头包括锁芯套筒二201，所述锁芯套筒二201内设置锁芯电磁头线圈二213、锁芯连接块二214和锁芯二211，所述锁芯连接块二214的一端固定在锁芯套筒二201上，锁芯连接块二214的另一端通过第六弹簧212与锁芯二211连接，所述锁芯电磁头线圈二213设置在锁芯连接块二214周围，所述锁芯二211伸入到锁芯连接块二214内，所述副阀芯二206上设置有锁芯二211端部能够进入的环形槽二207。

如图1所示，所述阀盖301位于所述阀体300的中心位置。所述主阀芯400上方设置有机械提升组件，所述机械提升组件包括丝杠505，所述丝杠505设置在丝母506内，所述丝母506从上到下依次设置有锁紧螺母504、手轮503和盖板507，所述盖板507的下方设置有筒体502，所述丝杠505的下端部设置有提升块501，所述提升块501与主阀芯400连接。所述主阀芯400下部为锥形，所述阀体300上设置有与主阀芯400下部密封配合的锥形，使得主阀芯的关闭效果更好。绕所述主阀芯400下部的一周设置有密封圈，使主阀芯更加密闭，不会泄露气体。

如图1和图3所示，所述连接体一600和连接体二700均通过螺钉固定在阀盖301上，且所述连接体一600和连接体二700与阀盖301之间均设置有密封圈。

该电磁阀利用工作介质自身的能量作为动力，通过在阀体300形成的压力差，来控制主阀芯400的移动，实现电磁阀的开启和关闭。来自上游的高压气体通过电磁阀的进气通道302分为两路进入阀体300，一路到达主阀芯下腔403，另一路进入进气孔A段304。通过控制进气孔和卸荷孔的通与断，来决定电磁阀的开启和关闭。

开启时，当卸荷式高压防爆电磁阀关闭时，主阀芯400底部与阀体300处于完全密封，主阀芯上腔400和主阀芯下腔403通过进气孔A段304相通，同为进口压力，此时，锁芯一111的端部位于环形槽一107内，使得密封块一108离开进气孔C段602的端部，从而使进气孔C段602的端部与环带一603接通，气体通过进气孔B段601进入环带一603，再从环带一603进入进气孔C段，最后进入主阀芯上腔402，完成主阀芯上腔402与进气通道302的连通；如需开启电磁阀，则需关闭进气孔A段304与主阀芯上腔402的连通，启动进气锁芯电磁头115，通过给锁芯电磁头线圈一113瞬时供电，在电磁力的作用下使锁芯一111克服弹簧阻力向下移动，锁芯一111的端部离开环形槽一107，密封块一108在第一弹簧102和第二弹簧109的弹力作用下迅速将进气孔C段602的端部封闭，切断了进气通道302与主阀芯上腔402的连通。然后再打开卸荷孔，启动卸荷副阀芯电磁头，在电磁阀正常关闭状态时，副阀芯二206通过第四弹簧202和第五弹簧209的弹力挤压密封块二208从而封闭卸荷孔B段702，此时，通过给副阀芯电磁头线圈二203瞬时供电，在电磁力的作用下使副阀芯二206克服弹簧阻力向右移动，锁芯二211的端部在第六弹簧212的弹力下进入副阀芯二206的环形槽二207内，当副阀电磁头线圈二203断电后，副阀芯二206在其弹簧力的作用下推动副阀芯二206向左移动，直到副阀芯二206的环形槽二207的限位面卡到锁芯二211上，此时密封块二208离开卸荷孔B段702的端部，外界大气从卸荷孔B段702进入环带二703，再通过环带二703进入卸荷孔A段701，经卸荷孔A段701进入主阀芯上腔402，使主阀芯上腔402与大气相同。对主阀芯400来说，主阀芯上腔402受大气压力，主阀芯下腔403一部分受进口压力，一部分受出口压力，使主阀芯400在很大压差的作用力下迅速向上运动，进气通道302和出气通道303接通，电磁阀打开正常工作。

关闭时，如果紧急关闭电磁阀，则首先关闭卸荷孔，此时，给锁芯电磁头线圈二213瞬时通电，在电磁力的作用下使锁芯二211向下移动，此时锁芯二211的端部从环形槽二207中向下移出，同时，副阀芯二206在其弹簧力的作用下向左移动，从而使密封块二208向左移动并封闭卸荷孔B段702，切断主阀芯上腔402与大气的相通；然后再打开进气孔，具体是，将副阀电磁头线圈103与电源相连接，通过给副阀电磁头线圈一103瞬时供电，在电磁力的作用下使副阀芯一106克服弹簧阻力向右移动，锁芯一111的端部在第三弹簧112的弹力下进入副阀芯一106的环形槽一107内，当副阀电磁头线圈一103断电后，副阀芯一106在其弹簧力的作用下推动副阀芯一106向左移动，直到副阀芯106的环形槽107的限位面卡到锁芯111上，此时密封块一108远离进气孔C段602，使主阀芯上腔402与进气通道302相通，则主阀芯上腔402压力迅速与进气通道302的压力相等；对主阀芯400来说，主阀芯上腔402和主阀芯下腔403受力完全相等，则主阀芯400在主弹簧401的弹力作用下迅速下移，直至关闭电磁阀。关闭后，主阀芯上腔402受进口压力，主阀芯下腔403一部分受进口压力，一部分受出口压力，通常都是进口压力大于出口压力，故电磁阀越关越紧，实现了井口完全安全紧急切断。

在冬季时，由于电磁阀内存在些许冰冻无法开启时，可采用机械提升组件来开启电磁阀，具体的使用方法是：通过旋转手轮503，将手轮503的旋转运动转化为丝杠505的向上的直线运动，由于丝杠凸台501横向尺寸大于丝杠505的直径，在丝杠凸台501与主阀芯400接触的部位可将主阀芯400带动起来，从而带动电磁阀芯400向上移动，强行打开电磁阀，直接接通进气通道302和出气通道303。

但是，在远传不到位时、远传控制失灵、动力电源不足的条件下，若出现在井下节流器失效、或部分管线堵死导致局部压力升高的情况；为了防止出现安全事故，为了保护气源从而采用本发明所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置。

如图4和图5所示的本发明所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，包括保护阀体804、保护阀芯800和保护阀盖813，所述保护阀盖813安装在保护阀体804的一侧，所述保护阀芯800设置在保护阀盖813和保护阀体804内并将保护阀盖813和保护阀体804连接，所述保护阀体804底部通过连接体三807安装在电磁阀的接头体一110上，所述连接体三807内设置有与连接体三807的中心轴相垂直的定位销811，所述定位销811上设置有能绕定位销811转动的顶杆806，所述保护阀体804上与顶杆806上端对应的部位设置有第一凹槽803，所述顶杆806的上端伸入到第一凹槽803内，所述顶杆806的下端设置有拨动杆810；所述保护阀芯800上具有凸台812，所述凸台812的左端与保护阀盖813之间形成腔体一，所述凸台812的右端与保护阀体804之间形成腔体二，所述凸台812的左端面的面积大于右端面的面积，且所述凸台812与保护阀体804之间有间隙；所述保护阀盖813内且绕保护阀芯800设置有多个保护弹簧815，所述保护弹簧815的一端设置有滚珠814，所述滚珠814与保护阀芯800上的第二凹槽相接触，所述保护弹簧815的另一端安装在保护阀盖813上。

使用时，所述副阀芯106与接头体110之间有间隙，气体通过连接体一600上的环带一603进入副阀芯一106与接头体一110之间的间隙，气体继续向上从而进入腔体二，再通过保护阀体804与凸台812之间的间隙进入腔体一，预先通过选择不同刚度的保护弹簧815从而设定保护阀芯800承受的高压值，利用差动缸原理，所述凸台812的左端面的面积大于右端面的面积，当气体的压力不断增大时，保护阀芯800克服滚珠814与保护阀芯800之间的摩擦力向右移动，从而通过第一凹槽803带动顶杆806绕定位销811转动，顶杆806下端的拨动杆810拨动环形槽一107从而带动副阀芯一106向左运动，副阀芯一106在向左移动的同时推动锁芯一111向下移动，此时，此时密封块一108远离进气孔C段602，使主阀芯上腔402与进气通道302相通，则主阀芯上腔402压力迅速与进气通道302的压力相等；对主阀芯400来说，主阀芯上腔402和主阀芯下腔403受力完全相等，则主阀芯400在主弹簧401的弹力作用下迅速下移，直至关闭电磁阀。关闭后，主阀芯上腔402受进口压力，主阀芯下腔403一部分受进口压力，一部分受出口压力，通常都是进口压力大于出口压力，故电磁阀越关越紧，实现了井口完全安全紧急切断。

如图4和图5所示，所述保护弹簧815的另一端通过紧定螺钉816固定在保护阀盖813上。通过旋转紧定螺钉816来调节各保护弹簧815的弹力。所述保护弹簧815为两个，且对称设置在保护阀芯800的两侧。所述第一凹槽803的横截面为圆弧形，所述顶杆806的上端也为圆弧形，通过这种弧形设置可以使得副阀芯移动时，顶杆806的旋转幅度大。所述保护阀体804和保护阀盖813之间设置有密封圈一802。所述保护阀芯800和保护阀体804之间设置有密封圈二805。所述保护阀盖813和保护阀芯800之间设置有密封圈三801。所述连接体三807上安装有镶套809，所述镶套809外壁设置有将镶套809和连接体三807连接的螺帽808。通过设置密封圈一802、密封圈二805和密封圈三801，增加了整体的密封性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：包括保护阀体（804）、保护阀芯（800）和保护阀盖（813），所述保护阀盖（813）安装在保护阀体（804）的一侧，所述保护阀芯（800）设置在保护阀盖（813）和保护阀体（804）内并将保护阀盖（813）和保护阀体（804）连接，所述保护阀体（804）底部通过连接体三（807）安装在电磁阀的接头体一（110）上，所述连接体三（807）内设置有与连接体三（807）的中心轴相垂直的定位销（811），所述定位销（811）上设置有能绕定位销（811）转动的顶杆（806），所述保护阀体（804）上与顶杆（806）上端对应的部位设置有第一凹槽（803），所述顶杆（806）的上端伸入到第一凹槽（803）内，所述顶杆（806）的下端设置有拨动杆（810），所述顶杆（806）与连接体三（807）之间有间隙；所述保护阀芯（800）上具有凸台（812），所述凸台（812）的左端与保护阀盖（813）之间形成腔体一，所述凸台（812）的右端与保护阀体（804）之间形成腔体二，所述凸台（812）的左端面的面积大于右端面的面积，且所述凸台（812）与保护阀体（804）之间有间隙；所述保护阀盖（813）内且绕保护阀芯（800）设置有多个保护弹簧（815），所述保护弹簧（815）的一端设置有滚珠（814），所述滚珠（814）与保护阀芯（800）上的第二凹槽相接触，所述保护弹簧（815）的另一端安装在保护阀盖（813）上。

2.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述保护弹簧（815）的另一端通过紧定螺钉（816）固定在保护阀盖（813）上。

3.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述保护弹簧（815）为两个，且对称设置在保护阀芯（800）的两侧。

4.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述第一凹槽（803）的横截面为圆弧形，所述顶杆（806）的上端也为圆弧形。

5.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述保护阀体（804）和保护阀盖（813）之间设置有密封圈一（802）。

6.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述保护阀芯（800）和保护阀体（804）之间设置有密封圈二（805）。

7.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述保护阀盖（813）和保护阀芯（800）之间设置有密封圈三（801）。

8.根据权利要求1所述的用于高压防爆电磁阀的超高压保护装置，其特征在于：所述连接体三（807）上安装有镶套（809），所述镶套（809）外壁设置有将镶套（809）和连接体三（807）连接的螺帽（808）。

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