CN103697204A - 具有应急关闭功能的排气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有应急关闭功能的排气阀。具有应急关闭功能的排气阀，包括阀体、活门式阀芯和阀杆安装座，所述阀体的后端设有排气口，所述阀杆安装座上装配有沿前后方向导向移动的阀杆，所述活门式阀芯沿前后方向导向移动装配在所述阀杆上，阀杆后端设有用于阻挡活门式阀芯向后脱出的挡止结构，活门式阀芯与阀杆安装座之间的阀杆上套设有用于对活门式阀芯施加向后的作用力的弹簧，所述活门式阀芯在所述弹簧的作用下压紧在所述挡止结构上，所述弹簧具有不小于活门式阀芯的开启行程的最大压缩量。上述排气阀能够灵活启闭并具有应急关闭功能。

Description

具有应急关闭功能的排气阀
技术领域
本发明涉及具有应急关闭功能的排气阀。
背景技术
煤矿避难硐室或救生舱上一般都设置有排气阀作为压差控制装置，用于保证硐室或救生舱内具有一定的微正压。传统的排气阀如申请号为201220641233.6、授权公告号为CN 202972060 U的中国专利公开的一种可调节自动排气单向阀，包括筒状的阀体，阀体前端为进气端，后端为出气端，阀体内沿前后方向导向移动装配有活门式阀芯。阀体前端设有供活门式阀芯朝前压紧而实现密封的阀座，阀体后端支撑设有用于对活门式阀芯提供向前的顶压力的弹簧，当舱体内的气体压力超过由弹簧确定的设定值时，气压作用在活门式阀芯上将弹簧压缩，排气阀自动打开向外部排气，当舱体内的气体压力低于设定值时，阀门自动关闭。上述排气阀的启闭是依靠自身的弹簧来控制，舱体内的压力在排气阀启闭的瞬间会出现波动，并且受装配精度和静摩擦力的影响，活门式阀芯无法实现灵敏的动作，难以保证舱体内压力的稳定。
现有技术中还有一种电控排气阀，其阀座、活门式阀芯与上述传统排气阀相同，但是活门式阀芯是设置在相应的阀杆上，该阀杆沿前后方向导向移动装配在阀体前端设置的阀杆安装座上，并且传动连接有用于驱动阀杆前后运动的驱动装置。电控排气阀还包括用于检测舱体内外压差的压差检测装置，以及用于根据压差信号控制驱动装置动作的控制装置。使用时，控制装置根据压差检测装置检测到的压差信号控制驱动装置动作，使阀杆带动活门式阀芯动作实现排气阀的启闭和对阀口开启量的调整。上述电控排气阀的启闭是由驱动装置控制，动作灵敏，但是，使用上述电控排气阀，若舱体外部发生爆炸产生冲击波，压差检测装置需要检测到信号并处理后才能使活门式阀芯动作，响应较慢，无法使活门式阀芯及时动作。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够灵活启闭并具有应急关闭功能的排气阀。
本发明具有应急关闭功能的排气阀采用的技术方案是：具有应急关闭功能的排气阀，包括阀体、活门式阀芯和阀杆安装座，所述阀体的后端设有排气口，所述阀杆安装座上装配有沿前后方向导向移动的阀杆，所述活门式阀芯沿前后方向导向移动装配在所述阀杆上，阀杆后端设有用于阻挡活门式阀芯向后脱出的挡止结构，活门式阀芯与阀杆安装座之间的阀杆上套设有用于对活门式阀芯施加向后的作用力的弹簧，所述活门式阀芯在所述弹簧的作用下压紧在所述挡止结构上，所述弹簧具有不小于活门式阀芯的开启行程的最大压缩量。
所述活门式阀芯包括用于套设在阀杆上的筒体和外翻设置在筒体前端的翻沿，所述筒体的后端设有与所述阀杆导向配合的导向结构，所述活门式阀芯通过所述导向结构导向移动装配在所述阀杆上，所述弹簧设置在筒体内部。
所述导向结构包括导向移动套设在阀杆上的导向套，导向套具有由前至后依次设置的大直径段、小直径段和外螺纹段；所述筒体的后端设有向筒体内突出的凸缘，凸缘的中心设有轴向通孔，所述筒体通过轴向通孔套设到所述小直径段上，凸缘的前端面与大直径段的后端面挡止配合；所述外螺纹段上旋装有用于将凸缘压紧到大直径段的后端面上的球头关节，凸缘后端面设有与球头关节对应的球形配合面。
所述球头关节与所述球形配合面之间设有密封圈。
所述阀杆安装座固定在阀体的前端且阀杆安装座的后端悬伸在阀体内部。
所述阀杆的后端设有外螺纹，所述挡止结构为依次旋装在外螺纹上的六角螺母和盖形螺母。
所述阀杆安装座的前端设有用于驱动阀杆动作的直线步进电机。
所述活门式阀芯的直径为弹簧直径的5~6倍。
所述活门式阀芯的直径不小于排气口的直径。
本发明采用上述技术方案，由于所述活门式阀芯沿前后方向导向移动装配在所述阀杆上，阀杆后端设有用于阻挡活门式阀芯向后脱出的挡止结构，活门式阀芯与阀杆安装座之间的阀杆上套设有用于对活门式阀芯施加向后的作用力的弹簧，所述活门式阀芯在所述弹簧的作用下压紧在所述挡止结构上，因此，阀杆向排气阀关闭方向运动时，挡止结构能够带动活门式阀芯克服弹簧的弹力向关闭位运动；阀杆向排气阀开启方向运动时，阀杆能够带动活门式阀芯向开启位运动，从而实现对排气阀启闭的控制和开启量的调整；当出现冲击波时，由于活门式阀芯是导向移动设置在阀杆上，冲击波从排气口进入后能够推动活门式阀芯克服弹簧的作用力并向关闭方向运动，所述弹簧具有不小于活门式阀芯的开启行程的最大压缩量，保证活门式阀芯在达到最大开启量时仍能够在冲击波作用下关闭，冲击波消失后，活门式阀芯能够在弹簧的作用下复位到原有状态，具备应急关闭功能，与现有技术相比，上述机械式结构动作迅速，能够满足救生舱的性能要求。
附图说明
图1是本发明中具有应急关闭功能的排气阀的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图。
图中各附图标记对应的名称为：1阀体，2活门式阀芯，21筒体，211凸缘，2111球形配合面，22翻沿，23密封材料，3进气口，4排气口，5阀杆安装座，6法兰，7螺钉，8直线轴承，9挡圈，10阀杆，11导向套，111大直径段，112小直径段，113外螺纹段，12球头关节，13弹簧，14六角螺母，15盖形螺母，16直线步进电机，17控制系统，18阀座。
具体实施方式
本发明具有应急关闭功能的排气阀的一个实施例如图1—图2所示，包括阀体1、活门式阀芯2和阀杆安装座5。其中阀体1为筒状，前端设有阀座18和进气口3，后端设有排气口4；阀杆安装座5为管状，外周面上设有法兰6，通过螺钉7固定在阀体1前端；阀杆安装座5的后端悬伸在阀体1内部，阀杆安装座5的后侧端部为阶梯孔结构，阶梯孔结构中较大直径段内安装有直线轴承8，直线轴承8利用挡圈9和阶梯孔的环形端面沿轴向定位在阀体1安装座中，直线轴承8内沿前后方向导向移动装配有阀杆10。采用直线轴承8，能够对悬伸形式的阀杆10进行良好的导向。
所述活门式阀芯2包括用于套设在阀杆10上的筒体21和外翻设置在筒体21前端的翻沿22，翻沿22上设有密封材料23，用于与阀座压紧配合实现密封。所述筒体21的后端设有与所述阀杆10导向配合的导向结构，该导向结构包括导向移动套设在阀杆10上的导向套11，导向套11具有由前至后依次设置的大直径段111、小直径段112和外螺纹段113，大直径段111与小直径段112形成阶梯结构；所述筒体21的后端设有向筒体21内突出的凸缘211，凸缘211的中心设有轴向通孔，所述筒体21通过轴向通孔套设到所述小直径段112上并与小直径段112间隙配合，凸缘211的前端面与大直径段111的后端面挡止配合；所述外螺纹段113上旋装有用于将凸缘211压紧到大直径段111的后端面上的球头关节12，凸缘211后端面设有与球头关节12对应的球形配合面2111。凸缘211的前端面与阀杆安装座5的后端面之间的阀杆10上套设有用于对活门式阀芯2施加向后的作用力的弹簧13，所述活门式阀芯2在所述弹簧13的作用下压紧在所述挡止结构上，所述弹簧13具有不小于活门式阀芯2的开启行程的最大压缩量。通过阶梯结构和球头关节12，活门式阀芯2沿前后方向定位在导向套11上，能够随导向套11一起沿阀杆10导向运动。
采用球头关节12对活门式阀芯2进行压紧，能够在活门式活塞关闭时能够自动调整位置，以更好地与阀座贴合，保证密封效果。所述球头关节12与所述球形配合面2111之间设有密封圈，同样能够提高密封效果。
阀杆10的后端设有外螺纹，外螺纹上依次旋装有用于与导向套11挡止配合的六角螺母14和盖形螺母15，形成用于阻挡活门式阀芯2向后脱出的挡止结构。采用盖形螺母15能够避免阀杆10端部出现锐利的边角，也能够对气流起到导流作用，同时可以防止六角螺母14松脱。
所述阀杆安装座5的前端设有用于驱动阀杆10动作的直线步进电机16，直线步进电机16与相应的控制系统17控制连接，控制系统17与对应的压差检测装置通信连接，使用时，控制装置根据压差检测装置检测到的压差信号控制直线步进电机16动作，使阀杆10带动活门式阀芯2动作实现排气阀的启闭和对阀口开启量的调整。控制系统17、压差检测装置均为现有技术，具体结构此不再说明。
为了保证冲击波能够克服弹簧13的作用力将活门式阀芯2关闭，所述活门式阀芯2的直径D为弹簧13直径d的5.5倍，并且所述活门式阀芯2的直径大于排气口4的直径。当然，在其他实施例中，活门式阀芯2的直径也可以进行适当调整，例如在弹簧13的刚度系数较小时，将活门式阀芯2的直径设置成弹簧13直径的5倍，在弹簧13的刚度系数较大时，将活门式阀芯2的直径设置成弹簧13直径的6倍，均能够使活门式阀芯2在受到冲击波冲击时迅速可靠地关闭。另外，在其他实施例中，活门式阀芯2的直径也可以等于或小于排气口4的直径。
使用时，将排气阀安装到救生舱等装置上，使排气口4朝向舱外，进气口3朝向舱内，控制装置能够根据舱体内外压差控制直线步进电机16动作，实现活门式阀芯2的启闭和开启量的调整。当出现冲击波时，冲击波能够推动活门式阀芯2克服弹簧13的作用力并向关闭方向运动，实现应急关闭，由于采用机械结构，因此动作迅速，防止冲击波进入舱内；冲击波消失后，活门式阀芯2能够在弹簧13的作用下复位到原有状态，满足救生舱的性能要求。阀杆安装座5设置在阀体1前端，使阀杆10悬伸设置，与在阀体1前后均设置阀杆安装座5相比，能够减少对排气口4的封堵，使冲击波能够直接作用在活门式阀芯2上，保证活门式阀芯2可靠、迅速地动作，并且，阀杆10采用悬伸的形式能够减小阀杆10的长度，使整体结构更紧凑。
在上述实施例中，活门式阀芯2包括筒体21和翻沿22，弹簧13设置在筒体21内部，结构紧凑，外观整洁，并且能够减小对弹簧13起到保护作用，防止灰尘进入，使弹簧13能够在阀杆10上灵活动作；并且，本实施例中，球头关节12是顶压在筒体21后端，便于安装。在本发明的其他实施例中，活门式阀芯2整体也可以采用盘状结构，此时需要在阀体1后端设置弹簧座，将弹簧13设置成拉簧并连接在弹簧座和活门式阀芯2之间，而球头关节12也可以省去，直接将活门式阀芯2导向移动套设到阀杆10上，或者直接将活门式阀芯2的筒体21固定在导向套11上。另外，在其他实施例中，阀杆安装座5也可以替换成其他形式，例如在阀体1的前后两端均设置阀杆安装座，对阀杆10的两端进行支撑。

Claims (9)

1.具有应急关闭功能的排气阀，包括阀体、活门式阀芯和阀杆安装座，所述阀体的后端设有排气口，所述阀杆安装座上装配有沿前后方向导向移动的阀杆，其特征在于：所述活门式阀芯沿前后方向导向移动装配在所述阀杆上，阀杆后端设有用于阻挡活门式阀芯向后脱出的挡止结构，活门式阀芯与阀杆安装座之间的阀杆上套设有用于对活门式阀芯施加向后的作用力的弹簧，所述活门式阀芯在所述弹簧的作用下压紧在所述挡止结构上，所述弹簧具有不小于活门式阀芯的开启行程的最大压缩量。
2.根据权利要求1所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述活门式阀芯包括用于套设在阀杆上的筒体和外翻设置在筒体前端的翻沿，所述筒体的后端设有与所述阀杆导向配合的导向结构，所述活门式阀芯通过所述导向结构导向移动装配在所述阀杆上，所述弹簧设置在筒体内部。
3.根据权利要求2所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述导向结构包括导向移动套设在阀杆上的导向套，导向套具有由前至后依次设置的大直径段、小直径段和外螺纹段；所述筒体的后端设有向筒体内突出的凸缘，凸缘的中心设有轴向通孔，所述筒体通过轴向通孔套设到所述小直径段上，凸缘的前端面与大直径段的后端面挡止配合；所述外螺纹段上旋装有用于将凸缘压紧到大直径段的后端面上的球头关节，凸缘后端面设有与球头关节对应的球形配合面。
4.根据权利要求3所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述球头关节与所述球形配合面之间设有密封圈。
5.根据权利要求2或3或4所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述阀杆安装座固定在阀体的前端且阀杆安装座的后端悬伸在阀体内部。
6.根据权利要求5所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述阀杆的后端设有外螺纹，所述挡止结构为依次旋装在外螺纹上的六角螺母和盖形螺母。
7.根据权利要求5所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述阀杆安装座的前端设有用于驱动阀杆动作的直线步进电机。
8.根据权利要求1—4中的任意一项所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述活门式阀芯的直径为弹簧直径的5~6倍。
9.根据权利要求1—4中的任意一项所述的具有应急关闭功能的排气阀，其特征在于：所述活门式阀芯的直径不小于排气口的直径。
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