CN102705551A - 电磁差动安全阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁差动安全阀，所述阀瓣沿其关闭方向延伸设有阀芯，所述阀芯滑动密封贯穿设于阀座中，所述高压接口设置于阀瓣开启方向的一侧，所述低压接口设于阀瓣关闭方向的一侧；所述阀座上对应低压接口位置设有流通口，所述阀芯设有连通流通口与阀瓣的通径；所述阀瓣沿其开启方向延伸设有安装有阀芯复位弹簧且滑动密封插配于阀体中的阀柱，所述阀柱末端与阀体之间留有大于阀芯开启行程的封闭腔室，所述安全阀设有连通通道将所述腔室与低压接口连通；所述阀芯穿出阀座的一端设置有推动阀芯开启的电磁铁开启装置。该新型安全阀具有对弹簧要求低、开启阻力小、开闭可靠等特点并集成了放油阀功能。

Description

电磁差动安全阀
技术领域
本发明涉及一种安全阀，特别是一种用于高压、超高压、特高压断路器用液压操动机构且集成了放油阀功能的电磁差动安全阀。 
背景技术
安全阀是高压断路器液压操动机构重要的保险模块，当系统储能超过预设压力或者由于电气故障等原因造成系统压力过高时，安全阀能及时释放压力达到稳压、调压的作用，压力释放完成后，阀门需及时可靠地关闭，以维持系统压力、避免介质和能量的损失。目前传统的安全阀是机械式直动安全阀，包括阀体、阀座、阀瓣、设于阀瓣背部的弹簧、设于阀瓣前部的高压接口以及设于阀瓣背部的低压接口等。若系统压力超过设定值，液体自身压力克服弹簧弹力将阀瓣顶开从而打开阀口进行泄流降压，泄压完成后阀瓣在弹簧的作用下关闭。但是为满足高压要求，维持阀口关闭的弹簧的刚度和压缩量要求很高，造成安全阀的开启阻力比较大，另外由于系统液动力、摩擦力较大以及瞬时冲击，完成泄压后阀瓣不容易可靠关闭，使液压系统无法保持压力，从而导致泄压、频繁打压、闭锁等故障。正常运行的液压操动机构如果出现上述问题，将降低断路器运行的稳定性和可靠性，甚至造成严重的事故。 
另外液压系统所用的泄压阀在调试、维护时起到释放压力的作用，一般为机械手动式。常用的液压操动机构上一般包括安全阀和高压放油阀两个液压组件，可是他们的作用有一定的重复，这样一方面增加了漏油的环节，另一方面增加了液压操动机构的成本。 
发明内容
本发明的目的在于针对以上问题提供一种电磁差动安全阀，克服安全阀对弹簧刚度及压缩量要求高、开启阻力大和关闭不可靠的问题。 
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电磁差动安全阀，包括阀瓣、阀座、高压接口和低压接口，所述阀瓣沿其关闭方向延伸设有阀芯，所述阀芯滑动密封贯穿设于阀座中，所述高压接口设置于阀瓣开启方向的一侧，所述低压接口设于阀瓣关闭方向的一侧；所述阀座上对应低压接口位置设有流通口，所述阀芯设有连通流通口与阀瓣的通径；所述阀瓣沿其开启方向延伸设有安装有阀芯复位弹簧且滑动密封插配于阀体中的阀柱，所述阀柱末端与阀体之间留有大于阀芯开启行程的封闭腔室，所述安全阀设有连通通道将所述封闭腔室与低压接口连通；所述阀芯穿出阀座的一端设置有推动阀芯开启的电磁铁开启装置。 
本发明采用的将高压接口设置于阀瓣开启方向一侧的结构完全不同于现有安全阀，其阀瓣的开启依靠配套设置的电磁开启装置实现，阀芯复位弹簧不用再承担平衡高压油的力，对其自身的刚度要求大大降低，开启阻力也随之下降。只要电磁阀持续得电，阀口即可一直维持开启状态，保证压力顺利排放，性能稳定。压力恢复正常后，电磁铁失电，阀口在液压介质压力和阀芯复位弹簧共同作用下关闭，压力越大关闭越可靠，避免了阀门频跳、泄压和泄漏。另外连接通道的设计采用了差动连接，使向上作用在阀柱末端及阀芯上的液压有效面积大于向下作用在阀芯上的液压有效面积，因此液压油本身可以提供阀瓣关闭方向的力，力的大小可以通过调整阀柱直径微调。并且，设于阀瓣底部的高压油的流向与阀瓣关闭方向相同，更利于阀瓣关闭，从而使安全阀的关闭更加可靠。 
作为优选，所述电磁差动安全阀是锥阀，密封好，动作灵敏，能够更好地避免泄露。 
作为优选，所述连接通道是斜向交叉设置于阀体内部的孔，孔的一端连通所述封闭腔室，另一端连通低压接口。这样可避免额外增加连接管路带来的泄露隐患和性能影响，也使安全阀结构更加紧凑。 
作为一种改进，所述电磁铁开启装置包括一端与阀芯相对的衔铁，衔铁另一端伸出电磁铁顶部且对应设置有推动衔铁向下运动的顶压装置。该顶压装置可以采用手动操作将衔铁下压并推动阀芯运动，实现手动泄压，从而集成放油阀的功能，同时可减少液压系统零部件数量和渗漏部位。 
附图说明
下面结合具体实施例附图对本发明作进一步说明。 
图1是本发明电磁差动安全阀某实施例的结构示意图。 
各附图标记名称如下：1电磁铁，2衔铁，3电磁铁复位弹簧，4阀座，5阀套，6阀芯，7弹簧座，8阀体，9密封圈，10阀芯复位弹簧，11底盖，12顶盖，13电磁铁壳体，14顶杆，15手轮，16销轴，17出线座，18阀瓣，19阀柱。 
具体实施方式
本电磁差动安全阀的一个实施例如图1所示，该安全阀为集成式电磁差动安全阀，主要包括安全阀本体部分、电磁驱动部分和放油阀驱动部分。 
主体部分：包括阀瓣18、阀座4、高压接口和低压接口。所述阀瓣18采用锥阀结构，沿阀瓣18关闭方向延伸设有阀芯6，所述阀芯6滑动密封贯穿设于阀座4、阀套5内，所述高压接口设置于阀瓣18开启方向的一侧，所述低压接口设于阀瓣18关闭方向的一侧；所述阀座4上对应低压接口位置设有流通口，所述阀芯6设有连通流通口与阀瓣18的通径；所述阀瓣18沿其开启方向延伸设有安装在弹簧座7上的阀芯复位弹簧10且滑动密封插配于阀体8中的阀柱19，所述阀柱19末端与阀体8之间留有大于阀芯开启行程的腔室，所述腔室通过设置于阀体上的底盖11封闭形成封闭腔室，底盖11与阀体8通过螺栓连接并使用密封圈9密封；阀体8内斜向交叉设置有长孔，长孔一端连通所述封闭腔室，另一端连通低压接口；所述阀芯6穿出阀座4的一端设置有推动阀芯6开启的电磁铁1作为开启装置。 
电磁驱动部分：所述安全阀设有包括衔铁2的电磁铁1，所述衔铁2与伸出阀座4的阀芯6端面相对。电磁铁1与阀体8通过长螺柱装配到一起，并在结合面设有密封圈9实现密封。电磁铁1的出线座17引出控制线路与管路系统的油压开关连接，控制电磁铁得电和失电。衔铁2下端还设置有压缩在衔铁2和阀座4之间的电磁铁复位弹簧3。 
放油阀驱动部分：所述衔铁2伸出电磁铁顶部，对应该端设置有用于推动衔铁2运动的顶杆14、与顶杆14通过销轴16连接的手轮15，以及与电磁铁壳体13通过螺纹连接的顶盖12，其中顶杆14的一部分长度有外螺纹结构，可以在电磁铁1顶部与之配合的螺纹孔内转动并随着转动上下运动，顶盖12用于限制顶杆14的位移。 
本实施例的工作方式：系统油压一旦超过设定值，油压开关触点闭合，电磁铁1得电吸合，驱动衔铁2向下运动，运动到一定位置，克服阀芯复位弹簧10的弹力和压差形成的阻力带动阀芯6向下运动，将阀瓣18打开，高压油通过打开的阀口流向低压油，起到泄压调压的作用。压力恢复设定值后，油压开关触点打开，电磁铁1失电，衔铁2在电磁铁复位弹簧3作用下复位，阀芯6因阀芯复位弹簧10和油压差形成的压力作用下沿高压油流向方向关闭。 
若需进行系统调试维护，只需转动手轮15带动顶杆14转动，继而通过电磁铁壳体13推动顶杆14向下运动推动衔铁2和阀芯6使阀瓣18开启，实现放油泄压；放油完成后，反向转动手轮15，顶杆14离开阀芯6，阀芯6在阀芯复位弹簧10的作用下向上运动使阀瓣18关闭，衔铁2在电磁铁复位弹簧3的作用下复位。 
在其他实施例中，本实施例所采用的锥阀结构也可以是惯用的球阀结构、平面密封结构或者刀面密封结构等密封副结构；另外，本实施例中采用的交叉连接通道仅是为了使所述封闭腔室与与低压接口连通，自然也可采用其他形式的通道或在阀体外另设管路。所述的衔铁推动装置亦可以采用在电磁铁1顶部铰接杠杆的常用形式，同样能够实现将衔铁2向下推动从而开启阀瓣。 

Claims (4)

1.一种电磁差动安全阀，包括阀瓣、阀座、高压接口和低压接口，其特征在于：所述阀瓣沿其关闭方向延伸设有阀芯，所述阀芯滑动密封贯穿设于阀座中，所述高压接口设置于阀瓣开启方向的一侧，所述低压接口设于阀瓣关闭方向的一侧；所述阀座上对应低压接口位置设有流通口，所述阀芯设有连通流通口与阀瓣的通径；所述阀瓣沿其开启方向延伸设有安装有阀芯复位弹簧且滑动密封插配于阀体中的阀柱，所述阀柱末端与阀体之间留有大于阀芯开启行程的封闭腔室，所述安全阀设有连通通道将所述封闭腔室与低压接口连通；所述阀芯穿出阀座的一端设置有推动阀芯开启的电磁开启装置。
2.根据权利要求1所述的电磁差动安全阀，其特征在于：所述电磁差动安全阀的是锥阀。
3.根据权利要求1所述的电磁差动安全阀，其特征在于：所述电磁开启装置包括一端与阀芯相对的衔铁，衔铁另一端伸出电磁开启装置顶部且与之对应设置有推动衔铁向下运动的顶压装置。
4.根据权利要求1所述的电磁差动安全阀，其特征在于：所述连接通道是斜向交叉设置于阀体内部的孔，孔的一端连通所述封闭腔室，另一端连通低压接口。
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