CN103195957B - 一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，其特征在于：上阀体的上端凸台处固定有调节螺母，调节螺母内设有压杆，压杆为上端为平面结构，下端为球面结构的下开口中空形压杆，压杆的下端抵接在弹簧座的上端锥面上，阀杆插入到压杆的空腔内；压杆的上端设有力传感器或紧固螺栓；上阀体的上端凸台面设有紧固调节螺母的锁紧螺母Ⅰ，调节螺母上端还设有紧固固定部件的锁紧螺母；上阀体上端面上还至少设有两个用于固定顶丝的顶丝孔。本发明通过对传统弹簧式安全阀结构进行改进，实现对安全阀的弹簧力进行在线实时监测或周期监测，从而间接监测安全阀开启压力；操作方便，免去离线检验麻烦。

Description

一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀

技术领域

本发明属于超压安全泄放技术领域，具体地说是涉及一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀。

背景技术

目前，超压安全泄放装置——弹簧式安全阀，在全世界得到了广泛使用，凡是存在超压的设备上均要安装超压泄放装置——安全阀、爆破片或其他超压泄放装置，安全阀年产量数以亿台计。由于安全阀是一种安全附件，各国家均对安全阀规定了检验方法和检验周期，其中一条规定就是每年要对安全阀进行开启压力检验。由于安全阀是安装在装置上，装置大多为连续化生产装置又不允许停车检验，有时不得不安装两台安全阀，一用一备。另外，目前大多安全阀检验采用离线检验，将安全阀从装置上拆下来，拿到专门检验机构的试验台上进行检验，耗费大量人力、物力，工期长，工作困难，这严重影响安全阀的使用。近些年出现了一种安全阀在线检验装置，利用专用液压设备提拉阀杆，通过测出提拉阀杆的拉力和设备内介质压力，可计算出弹簧预紧力，从而可计算安全阀的开启压力，这项技术最早出现在上世纪80年代的英国，90年代传入中国。美国的安全阀在线校验技术，是利用反拱形爆破片与安全阀串联的隔离技术实现的在线校验。

提拉阀杆的安全阀在线校验技术，操作比较复杂，需要有一定的检验空间，其液压拉伸装置需要固定在安全阀上，检验时可能浪费一部分物料，检验也比较费时间。

利用安全阀与爆破片串联结构的隔离结构对安全阀进行在线检验，安全阀上必须串联爆破片，爆破片必须为特殊设计的反拱类爆破片，增加成本，特别对大型安全阀，很难实现；另外现场需要高压氮气，需要背着高压移动式气瓶，操作也不是太方便。

上面两项技术均是针对安全阀检验所采用的，每次检验都需要专业人员现场操作，无法做到实时、远距离监测安全阀的开启压力是否发生变化，对安全阀安全管理存在不足。

为了解决安全阀在线检验问题，特别是能做到对安全阀的开启压力实时进行监测，及时发现安全阀的开启压力是否发生变化，这对提高安全阀的管理、检验及安全使用具有重大意义。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀。本发明主要利用将力传感器固定在安全阀调节螺母上，通过压杆将弹簧力传递到力传感器上，实现实时监测弹簧力，并通过调节螺母可随时调整弹簧力大小，从而间接实现对安全阀的开启压力进行监测和调整。由于实时监测需要将力传感器一直固定在安全阀上，这对力传感器易造成损伤，因此，本发明通过结构设计用紧固螺栓取代力传感器。在日常工作时不安装力传感器，当需要检验时，通过顶丝固定弹簧座，保证弹簧压缩量不变化，然后用力传感器取代紧固螺栓，在力传感器固定后，取下顶丝，使弹簧力作用到力传感器上，实现在线监测弹簧力和在线调整弹簧力。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，包括下阀体、上阀体和阀帽，所述上阀体与所述下阀体为可拆卸固定连接，所述上阀体与所述下阀体形成的容纳空间内自下而上依次相连有阀座、阀瓣、外周套装T型导向盘的反冲盘、阀杆和带有弹簧座的弹簧，其特征在于：

所述上阀体的上端凸台处固定有调节螺母，所述调节螺母内设有压杆，所述压杆为上端为平面结构，下端为球面结构的下开口中空形压杆，所述压杆的下端抵接在所述弹簧座的上端锥面上，所述阀杆插入到所述压杆的空腔内；

所述压杆的上端设有固定部件，所述固定部件为力传感器或紧固螺栓，所述压力固定部件固定在所述调节螺母内；

所述上阀体的上端凸台处还设有用于防止调节螺母松动的锁紧螺母Ⅰ，所述调节螺母上端还设有用于防止固定部件松动的锁紧螺母；

所述上阀体上端面上还至少设有两个用于固定顶丝的顶丝孔。

作为优选，当所述压杆的上端设有的固定部件为力传感器时，所述力传感器固定在所述调节螺母的内侧并通过连接线连接至安全阀外的监测仪表上。

作为优选，所述阀杆为一体式或分段式结构。

较现有技术相比，本发明要解决的技术问题是：做到可远距离或近距离通过电脑或仪表实时或周期对在线安全阀的开启压力进行监测，免去安全阀离线进行校验，可实时了解安全阀的开启压力是否变化。

当需要实时监测时，将力传感器固定在压杆上，压杆将弹簧力传递到力传感器上，压杆的球面端与弹簧座的锥面接触，保证弹簧力垂直作用到阀瓣密封面上。利用力传感器可实时监测安全阀弹簧力的变化，根据测出的弹簧力实现监测安全阀开启压力。只要出厂时测出安全阀在额定开启压力下的弹簧力，即可实现在线实时监测弹簧力，确定安全阀开启压力是否发生变化，根据弹簧力也可计算安全阀开启压力。

当需要周期性监测时，就需要在上阀体上的顶丝孔中安装上顶丝固定住弹簧座，使弹簧的压缩量不变化，以便更换力传感器，将其换成紧固螺栓；当需要对安全阀校验时，再用顶丝固定住弹簧座，取下紧固螺栓，安装上力传感器与压杆紧密接触，然后松开顶丝，力传感器即可显示弹簧力。

另外，本发明的阀杆可为一体式或分段式结构是指在安装压杆时，需将阀杆插入到压杆中。如果组装需要可加长的阀杆时，需采用分段式的阀杆结构，上下段阀杆之间螺纹连接。当要安装力传感器时，需取下上段阀杆，使下段阀杆插入压杆的空腔中，完成压杆的安装。

本发明的调节螺母结构为全长度外螺纹和部分长度的内螺纹，外螺纹用于将调节螺母连接在上阀体上；内螺纹用于连接力传感器。通过旋转调节螺母，将弹簧力通过内部的压杆传递到力传感器上，力传感器即可测出弹簧力。

本发明通过对传统弹簧式安全阀结构进行改进，引入力的传感器或紧固螺栓，即可实现实时监测或周期校验安全阀弹簧力，通过弹簧力大小就知道安全阀的开启压力是否发生变化；当弹簧力发生变化了，则可在现场十分方便的通过调节螺母来调节弹簧力，保持弹簧力与安全阀出厂设定值相同，弹簧力保持相同，就保证安全阀开启压力相同。另外，在定期检验时，也可检验弹簧压缩量与弹簧力之间关系，检验弹簧压缩力是否与出厂标定相同。

本发明可实现弹簧式安全阀的在线实时监测或周期校验，也可实现在线对安全阀的开启压力进行调整，操作方便，免去离线检验麻烦。

基于上述理由本发明可在超压安全泄放技术等领域广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明可在线实时检验的安全阀结构示意图。

图2是本发明可周期检验的安全阀结构示意图。

图3是本发明在线检验或更换力传感器时的示意图。

图中：1、下阀体2、阀座3、阀瓣4、阀杆5、弹簧6、上阀体7、弹簧座8、压杆9、调节螺母10、锁紧螺母Ⅰ11、力传感器12、锁紧螺母Ⅱ13、阀帽14、连接线15、顶丝孔16、紧固螺栓17、锁紧螺母Ⅲ18、顶丝

具体实施方式

如图1所示，一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，包括下阀体1、上阀体6和阀帽13，所述上阀体6与所述下阀体1为可拆卸固定连接，所述上阀体6与所述下阀体1形成的容纳空间内自下而上依次相连有阀座2、阀瓣3、外周套装T型导向盘的反冲盘、阀杆4和带有弹簧座7的弹簧5，所述上阀体6的上端凸台处固定有调节螺母9，所述调节螺母9内设有压杆8，所述压杆8为上端为平面结构，下端为球面结构的下开口中空形压杆，所述压杆8的下端抵接在所述弹簧座7的上端锥面上，所述阀杆4插入到所述压杆8的空腔内；所述压杆8的上端设有力传感器11，所述调节螺母9结构为全长度外螺纹和部分长度的内螺纹，外螺纹用于将调节螺母9连接在上阀体的上端凸台上，内螺纹用于连接力传感器11，所述上阀体6的上端凸台处还设有用于进一步固定调节螺母9防止其松动的锁紧螺母Ⅰ10，所述调节螺母9上端还设有用于进一步固定力传感器11防止其松动的锁紧螺母Ⅱ12，所述锁紧螺母Ⅱ12与所述调节螺母9的内螺纹螺接；所述力传感器11固定在所述调节螺母9的内侧并通过连接线14连接至安全阀外的监测仪表上。

如图3所示，当力传感器11需要更换时，为保证安全阀在线正常使用，本发明在上阀体6的调节螺母9外围即上阀体6的上端面上均布四个顶丝孔15，用于安装螺纹顶丝18。当要取下力传感器11校验前，将螺纹顶丝18拧下与弹簧座接触压紧，支撑弹簧座7以便取下力传感器11，安全阀密封效果和功能不发生变化。将已校验的备用力传感器11拧到调节螺母9的内螺纹上，并轻轻拧紧使其与压杆8的端面紧密接触，然后对称松开螺纹顶丝18，通过力传感器仪表即可显示弹簧力数值。

如图2所示，本发明也适用于安全阀调试时利用力传感器11测量安全阀在额定开启压力下的弹簧力，调试完毕，用顶丝18顶住弹簧座7，然后用紧固螺栓16取代力传感器11，并用锁紧螺母Ⅲ17对其进一步限位，这样可实现安全阀在线运行时，不安装力传感器11；当需要对安全阀进行校验时，再用顶丝18顶住弹簧座7，用力传感器11取代紧固螺栓16，用力传感器11监测工作一定时间后弹簧力是否发生变化，如果弹簧力发生变化，通过拧紧调整螺母9压缩弹簧，保证弹簧力与出厂额定开启压力下弹簧力相同。另外，可在线拧紧调节螺9，测量压缩量，实现检测工作一段时间后的弹簧压缩量与弹簧力之间关系是否符合弹簧设计图。

如果本发明中的安全阀使用温度较高时，可采用耐高温力传感器；对用在易燃易爆场合安全阀，可选择防爆性能良好的力传感器。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，包括下阀体（1）、上阀体（6）和阀帽（13），所述上阀体（6）与所述下阀体（1）为可拆卸固定连接，所述上阀体（6）与所述下阀体（1）形成的容纳空间内自下而上依次相连有阀座（2）、阀瓣（3）、外周套装T型导向盘的反冲盘、阀杆（4）和带有弹簧座（7）的弹簧（5），其特征在于：

所述上阀体（6）的上端凸台处固定有调节螺母（9），所述调节螺母（9）内设有压杆（8），所述压杆（8）为上端为平面结构，下端为球面结构的下开口中空形压杆，所述压杆（8）的下端抵接在所述弹簧座（7）的上端锥面上，所述阀杆（4）插入到所述压杆（8）的空腔内；

所述压杆（8）的上端设有固定部件，所述固定部件为力传感器（11）或紧固螺栓（16），所述固定部件固定在所述调节螺母（9）内；

所述上阀体（6）的上端凸台处还设有用于防止调节螺母（9）松动的锁紧螺母Ⅰ（10），所述调节螺母（9）上端还设有用于防止固定部件松动的锁紧螺母；

所述上阀体（6）上端面上还至少设有两个用于固定顶丝（18）的顶丝孔（15）。

2.根据权利要求1所述的一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，其特征在于：当所述压杆（8）的上端设有的固定部件为力传感器（11）时，所述力传感器（11）固定在所述调节螺母（9）的内侧并通过连接线（14）连接至安全阀外的监测仪表上。

3.根据权利要求1所述的一种具有在线监测与校验功能的弹簧式安全阀，其特征在于：所述阀杆（4）为一体式或分段式结构。