CN103363166B - 一种高压卸荷阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压卸荷阀，包括：阀体，与该阀体密封相连的阀座，分别与阀座和阀体相连的阀芯，与阀体密封相连且与阀芯相连的阀针，用于驱动阀针沿轴向移动的手轮。其中，阀芯与阀座相连的一端设置有高压通槽，高压通槽分别与阀座的进口通道和阀体的低压腔相连通；阀芯与阀体相连的一端设置有与低压腔相连通的低压通槽，阀体内部设置有与低压通槽相连通的平衡腔；阀芯设置有与阀座密封相连的密封段，密封段呈靠近高压通槽的一端直径较小的圆锥状。本发明提供的高压卸荷阀，减小了关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小了工作人员的劳动强度，同时也降低了高压卸荷阀的使用成本。

Description

一种高压卸荷阀

技术领域

本发明涉及压力系统卸荷设备技术领域，更具体地说，涉及一种高压卸荷阀。

背景技术

在工业生产过程中，为了保证压力系统的安全，需要在设备或者管道上设置卸荷阀，防止安全事故发生，保证压力系统的安全。当设备或者管道内的压力超过设定的压力值时打开卸荷阀，降低设备和管道内的压力；当设备或者管道内的压力小于设定的压力值时，关闭卸荷阀，使得压力系统内的压力保持在设定的压力范围内。特别是一些高压设备或者高压管道，为了防止安全事故的发生，必须设置卸荷阀。

卸荷阀一般包括手动卸荷阀和自动卸荷阀。当手动卸荷阀安装在高压设备或者高压管道上时，在关闭手动卸荷阀过程中，需要克服高压液体对手动卸荷阀的作用力才能将手动卸荷阀关闭，人工关闭时需要很大的力，使得工作人员的劳动强度较大。为了减小工作人员的劳动强度，一般采用电机通过蜗杆传动机构将手动卸荷阀关闭，但是这样使得手动卸荷阀的使用成本较高。

综上所述，如何提供一种高压卸荷阀，以减小关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小工作人员的劳动强度，同时降低高压卸荷阀的使用成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高压卸荷阀，减小了关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小了工作人员的劳动强度，同时也降低了高压卸荷阀的使用成本。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高压卸荷阀，包括：阀体，与所述阀体密封相连的阀座，分别与所述阀座和所述阀体相连的阀芯，与所述阀体密封相连且与所述阀芯相连的阀针，用于驱动所述阀针沿轴向移动的手轮；其中，

所述阀芯与所述阀座相连的一端设置有高压通槽，所述高压通槽分别与所述阀座的进口通道和所述阀体的低压腔相连通；

所述阀芯与所述阀体相连的一端设置有与所述低压腔相连通的低压通槽，所述阀体内部设置有与所述低压通槽相连通的平衡腔；

所述阀芯设置有与所述阀座密封相连的密封段，所述密封段呈靠近所述高压通槽的一端直径较小的圆锥状。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述阀芯与所述阀体相连的一端的横截面大于所述阀芯与所述阀座相连的一端的横截面。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述阀芯内部设置有与所述进口通道相连通的平衡通道；所述阀针与所述阀芯相连的一端位于所述平衡通道内；所述平衡通道能够与所述平衡腔相连通。

优选的，上述高压卸荷阀，还包括位于所述进口通道内且与所述阀芯接触相连，并处于压缩状态的弹簧；所述阀座的内腔设置有用于支撑所述弹簧的凸台。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述阀芯设置有沿所述阀芯周向延伸的环形槽，所述环形槽靠近所述密封段，且所述环形槽与所述高压通槽相连通。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述平衡通道靠近所述阀针的一端的直径小于所述平衡通道另一端的直径。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述阀针与所述阀芯相连的一端为圆锥状。

优选的，上述高压卸荷阀中，所述低压通槽和所述高压通槽均沿所述阀芯的轴向延伸。

优选的，上述高压卸荷阀，还包括与所述阀体固定相连的螺母，所述螺母与所述阀针通过螺纹配合；所述手轮与所述阀针通过螺纹配合。

优选的，上述高压卸荷阀，还包括：

连接所述阀座与所述阀体的第一法兰和螺纹连接件；

用于安装所述高压卸荷阀的第二法兰，所述第二法兰与所述阀座的进口端相连。

本发明提供的高压卸荷阀的工作原理如下：

需要打开高压卸荷阀时，旋转手轮使得阀针向上移动，与阀针相连的阀芯也随着阀针向上移动，当密封段不再与阀座相连时，即将该高压卸荷阀打开，高压介质通过进口通道和高压通槽流至低压腔，实现卸荷。打开该高压卸荷阀所需力较小，因为高压介质位于阀座的进口通道内，阀体的低压腔内无压力介质，阀芯受到高压介质的压力，使得阀芯的顶端和底端存在压差，即阀芯受到介质压力向上的作用力，所述只需旋转手轮，即可将高压卸荷阀打开。

需要关闭高压卸荷阀时，旋转手轮使得阀针向下移动，与阀针相连的阀芯也随着阀针向下移动，当密封段与阀座相连时，即将该高压卸荷阀关闭。关闭该高压卸荷阀所需力较小，因为，高压卸荷阀呈打开状态时，高压介质流至低压腔，会有部分介质通过低压通槽流至平衡腔，使得阀芯的顶端和底端所受到的介质压力差较小，即阀芯所受到的介质压力合力较小，即阀芯向下移动时需要克服的介质压力较小，使用较小的力即可实现阀芯向下移动，即使用较小的力旋转手轮即可实现高压卸荷阀的关闭。

从上述高压卸荷阀的工作原理可知，本发明提供的高压卸荷阀，在将其关闭时，由于阀芯的顶端和底端都受到了介质压力，使得阀芯受到的介质压力合力较小，只需较小的力即可克服介质压力实现阀芯向下移动，进而实现高压卸荷阀的关闭。与现有技术相比，减小了关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小了工作人员的劳动强度；由于只需较小的力即可实现高压卸荷阀的关闭，无需采用电机和蜗杆传动机构，进而也降低了高压卸荷阀的使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高压卸荷阀的结构示意图。

上图1中：

手轮1、螺母2、密封圈3、低压通槽4、阀芯5、阀体6、阀座7、第一法兰8、第二法兰9、阀针10、平衡腔11、平衡通道12、低压腔13、出口通道14、环形槽15、高压通槽16、弹簧17、进口通道18。

具体实施方式

本发明提供了一种高压卸荷阀，减小了关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小了工作人员的劳动强度，同时也降低了高压卸荷阀的使用成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中的“上、下、顶、底”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，是为了便于描述，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。

请参考附图1，图1为本发明实施例提供的高压卸荷阀的结构示意图。

本发明实施例提供的高压卸荷阀，包括：阀体6，与阀体6密封相连的阀座7，分别与阀座7和阀体6相连的阀芯5，与阀体6密封相连且与阀芯5相连的阀针10，用于驱动阀针10沿轴向移动的手轮1；阀芯5与阀座7相连的一端设置有高压通槽16，高压通槽16分别与阀座7的进口通道18和阀体6的低压腔13相连通；阀芯5与阀体6相连的一端设置有与低压腔13相连通的低压通槽4，阀体6内部设置有与低压通槽4相连通的平衡腔11；阀芯5设置有与阀座7密封相连的密封段，密封段呈靠近高压通槽16的一端直径较小的圆锥状。

上述高压卸荷阀中，高压介质通过进口通道18流入，然后通过高压通槽16流入低压腔13，最后通过出口通道14流出。平衡腔11一般位于阀针10与阀芯5的连接处。阀针10一般采用密度圈3与阀体6密封相连。

本发明实施例提供的高压卸荷阀的工作原理如下：

需要打开高压卸荷阀时，旋转手轮1使得阀针10向上移动，与阀针10相连的阀芯5也随着阀针10向上移动，当密封段不再与阀座7相连时，即将该高压卸荷阀打开，高压介质通过进口通道18和高压通槽16流至低压腔13，实现卸荷。打开该高压卸荷阀所需力较小，因为高压介质位于阀座7的进口通道18内，阀体6的低压腔13内无压力介质，阀芯5受到高压介质的压力，使得阀芯5的顶端和底端存在压差，即阀芯5受到介质压力向上的作用力，所述只需旋转手轮1，即可将高压卸荷阀打开。

需要关闭高压卸荷阀时，旋转手轮1使得阀针10向下移动，与阀针10相连的阀芯5也随着阀针10向下移动，当密封段与阀座7相连时，即将该高压卸荷阀关闭。关闭该高压卸荷阀所需力较小，因为，高压卸荷阀呈打开状态时，高压介质流至低压腔13，会有部分介质通过低压通槽4流至平衡腔11，使得阀芯5的顶端和底端所受到的介质压力差较小，即阀芯5所受到的介质压力合力较小，即阀芯5向下移动时需要克服的介质压力较小，使用较小的力即可实现阀芯5向下移动，即使用较小的力旋转手轮1即可实现高压卸荷阀的关闭。

从上述高压卸荷阀的工作原理可知，本发明提供的高压卸荷阀，在将其关闭时，由于阀芯5的顶端和底端都受到了介质压力，使得阀芯5受到的介质压力合力较小，只需较小的力即可克服介质压力实现阀芯5向下移动，进而实现高压卸荷阀的关闭。与现有技术相比，减小了关闭在使用中的高压卸荷阀所需的力，进而减小了工作人员的劳动强度；由于只需较小的力即可实现高压卸荷阀的关闭，无需采用电机和蜗杆传动机构，进而也降低了高压卸荷阀的使用成本。

上述实施例提供的高压卸荷阀中，阀座7与阀体6通过第一法兰8和螺纹连接件相连。为了便于流入平衡腔11的高压介质过渡，对高压介质起到缓冲作用，优选的，平衡腔11设置为两段，一段直径较大，另一段直径较小。一般直径较小的一段靠近阀芯5。

为了便于将高压卸荷阀关闭，需要进一步减小阀芯5受到的介质压力合力，即减小阀芯5的顶面和底面受到的压力差，阀芯5的底面所受到的介质压力无法改变，因此只能增大阀芯5顶面受到的介质压力，因此需要增加阀芯5的顶端的横截面积，优选的，阀芯5与阀体6相连的一端的横截面大于阀芯5与阀座7相连的一端的横截面，即增加了阀芯5的顶端的横截面积。

上述实施例提供的高压卸荷阀，在将其打开过程中，介质流入平衡腔11，由于阀芯5的顶端的横截面积大于其底端的横截面积，当阀芯5的顶端的介质压力大于阀芯5的底端的介质压力时，继续旋转手轮1，阀针10与阀芯5会发生分离，即阀芯5不再继续向上移动，使得高压卸荷阀不能彻底卸荷。为了保证高压卸荷阀彻底卸荷，优选的，阀芯5内部设置有与进口通道18相连通的平衡通道12；阀针10与阀芯5相连的一端位于平衡通道12内；平衡通道12能够与平衡腔11相连通。高压介质在流入高压通槽16的同时也流入平衡通道12，当阀针10与阀芯5发生分离时，此时平衡通道12与平衡腔11相连通，即平衡腔11与进口通道18相连通，最终使得阀芯5的顶端和底端所收到的介质压力相等，即可使高压卸荷阀任然处于打开状态，保证高压卸荷阀彻底卸荷。

为了使高压卸荷阀能够处于完全打开的状态，上述实施例提供的高压卸荷阀，还包括位于进口通道18内，且与阀芯5接触相连，并处于压缩状态的弹簧17；阀座7的内腔设置有用于支撑弹簧17的凸台。当阀针10与阀芯5发生分离，平衡通道12与平衡腔11相连通，使得阀芯5的顶端和底端所收到的介质压力相等时，处于压缩状态的弹簧17对阀芯5产生作用力，使得阀芯5继续向上移动，使得阀芯5与阀针10再次相连，继续旋转手轮1，即可将高压卸荷阀完全打开。

为了减少高压介质对阀芯5的密封段的冲蚀，提高阀芯5的使用寿命，优选的，阀芯5设置有沿阀芯5周向延伸的环形槽15，环形槽15靠近密封段，且环形槽15与高压通槽16相连通。环形槽15与高压通槽16相连通，使得环形槽15对高压介质有一定的缓冲作用，减少了高压介质在流入低压腔13时对密封段的作用力，进而减少了对密封段的冲蚀，提高了阀芯5的使用寿命，从而提高了高压卸荷阀的使用寿命。

为了进一步减小关闭高压卸荷阀所需的力，上述实施例提供的高压卸荷阀中，平衡通道12靠近阀针10的一端的直径小于平衡通道12另一端的直径。这样减小了介质对阀针10的压力，即阀针10受到向上的介质压力较小，即需要克服的介质压力较小，进而只需较小的力即可实现高压卸荷阀的关闭。为了便于阀针10与阀芯5相连，优选的，阀针10与阀芯5相连的一端为圆锥状，这样也便于阀针10带动阀芯5移动，同时，也增大了平衡腔11的空间，使得阀芯5的顶端受到的介质压力较大，进而减小了阀芯5所受到的介质压力差，从而减小了打开高压卸荷阀所需的力。

为了便于卸荷和高压卸荷阀的制造，优选的，上述实施例提供的高压卸荷阀中，低压通槽4和高压通槽16均沿阀芯5的轴向延伸。当然，低压通槽4和高压通槽16还有其他的设置方式，只要能够保证低压通槽4和高压通槽16实现其功能即可，本发明对此不做具体地限定。

手轮1驱动阀针10沿阀针10的轴向移动，可通过多种方式实现。优选的，上述实施例提供的高压卸荷阀，还包括与阀体6固定相连的螺母2，螺母2与阀针10通过螺纹配合；手轮1与阀针10通过螺纹配合。即手轮1与阀针10通过丝杠结构实现了二者之间的连接。当然，也可通过其他的方式实现手轮1驱动阀针10移动，本发明对此不做具体地限定。

上述实施例提供的高压卸荷阀，一般设置在高压管路上，一般通过法兰相连。优选的，上述高压卸荷阀还包括用于安装高压卸荷阀的第二法兰9，第二法兰9与阀座7的进口端相连。当然，上述高压卸荷阀还有其他的安装方式，本发明对此不做具体地限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高压卸荷阀，包括：阀体(6)，与所述阀体(6)密封相连的阀座(7)，分别与所述阀座(7)和所述阀体(6)相连的阀芯(5)，与所述阀体(6)密封相连且与所述阀芯(5)相连的阀针(10)，用于驱动所述阀针(10)沿轴向移动的手轮(1)；其特征在于，

所述阀芯(5)与所述阀座(7)相连的一端设置有高压通槽(16)，所述高压通槽(16)分别与所述阀座(7)的进口通道(18)和所述阀体(6)的低压腔(13)相连通；

所述阀芯(5)与所述阀体(6)相连的一端设置有与所述低压腔(13)相连通的低压通槽(4)，所述阀体(6)内部设置有与所述低压通槽(4)相连通的平衡腔(11)；

所述阀芯(5)设置有与所述阀座(7)密封相连的密封段，所述密封段呈靠近所述高压通槽(16)的一端直径较小的圆锥状。

2.根据权利要求1所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述阀芯(5)与所述阀体(6)相连的一端的横截面大于所述阀芯(5)与所述阀座(7)相连的一端的横截面。

3.根据权利要求2所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述阀芯(5)内部设置有与所述进口通道(18)相连通的平衡通道(12)；所述阀针(10)与所述阀芯(5)相连的一端位于所述平衡通道(12)内；所述平衡通道(12)能够与所述平衡腔(11)相连通。

4.根据权利要求3所述的高压卸荷阀，其特征在于，还包括位于所述进口通道(18)内且与所述阀芯(5)接触相连，并处于压缩状态的弹簧(17)；所述阀座(7)的内腔设置有用于支撑所述弹簧(17)的凸台。

5.根据权利要求1所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述阀芯(5)设置有沿所述阀芯(5)周向延伸的环形槽(15)，所述环形槽(15)靠近所述密封段，且所述环形槽(15)与所述高压通槽(16)相连通。

6.根据权利要求3所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述平衡通道(12)靠近所述阀针(10)的一端的直径小于所述平衡通道(12)另一端的直径。

7.根据权利要求6所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述阀针(10)与所述阀芯(5)相连的一端为圆锥状。

8.根据权利要求1所述的高压卸荷阀，其特征在于，所述低压通槽(4)和所述高压通槽(16)均沿所述阀芯(5)的轴向延伸。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的高压卸荷阀，其特征在于，还包括与所述阀体(6)固定相连的螺母(2)，所述螺母(2)与所述阀针(10)通过螺纹配合；所述手轮(1)与所述阀针(10)通过螺纹配合。

10.根据权利要求9所述的高压卸荷阀，其特征在于，还包括：

连接所述阀座(7)与所述阀体(6)的第一法兰(8)和螺纹连接件；

用于安装所述高压卸荷阀的第二法兰(9)，所述第二法兰(9)与所述阀座(7)的进口端相连。