CN104358917A - 带独立气源控制的先导式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带独立气源控制的先导式安全阀，其包括主阀与导阀；缓冲罐位于导阀及独立气源之间，压力传感器位于缓冲罐与导阀之间；缓冲罐与导阀、缓冲罐与独立气源、缓冲罐与压力传感器之间均通过管路相连；在缓冲罐与独立气源连接的管路上设置减压阀及止回阀；独立气源的气体通过管路进入缓冲罐内，缓冲罐的气体通过管路由导阀的阀轴进入导阀下腔室内。本发明通过将独立稳定的清洁的气源压力引入导阀及主阀气室，解决了介质堵塞导阀内部流道的问题，以及管线内压力波动对阀门性能产生的影响，扩大先导式安全阀的适用范围。

Description

带独立气源控制的先导式安全阀

技术领域

本发明涉及一种用于压力系统超压保护的先导式安全阀，具体涉及一种带独立气源控制的先导式安全阀。

背景技术

先导式安全阀利用导阀控制主阀开启和关闭，常规的先导式安全阀具有耐高背压、大流量、高压力和安装位置紧凑等特点。允许工作压力接近安全阀的整定压力，安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响，较小超压就能使主阀迅速达到全启状态。其中调制式先导阀作为先导阀产品中的高端产品，具有随系统超压值的增加(减少)而比例开启(关闭)，从而减少产品的损失和噪音的突出特点，是石油化工行业的主流趋势。

在石油化工行业中常含有油气，介质粘度极高，且常含有大量颗粒状杂质，介质流经安全阀引压管线过程中由于温度降低极易造成导阀内的通道堵塞，严重时甚至会导致调制型导阀无法正常工作，且高粘度介质从气室内泄放速度受限，在一定程度下也会影响安全阀的动作性能。另外，在管线的工作压力有波动，或者安全阀出口管线的压力有剧烈变化的工况下，会影响安全阀的密封性能或者造成安全阀的不正常起跳。安全阀作为整个工业系统的核心保护屏障，无法正常开启或开启过程缓慢都将造成巨大的安全隐患，所以设计一种适用于该工况的先导式安全阀非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带独立气源控制的先导式安全阀，以解决常规调制式先导阀在粘度较大介质中产生的导阀内部流道堵塞和腐蚀的问题。

实现本发明目的的技术方案：一种带独立气源控制的先导式安全阀，其包括主阀与导阀，主阀下部为主阀阀瓣，上部为主阀气室；其导阀包括阀体，阀盖固定在阀体上方，阀轴设置在阀体上；滑动体和活塞设置阀体的空腔内，活塞的下部连接阀轴，活塞的上部穿过滑动体与弹簧连接；弹簧位于活塞上方且在阀盖内部，直接作用在活塞上；阀体、活塞及滑动体共同形成导阀上腔室；阀体、活塞及阀轴共同形成导阀下腔室；导阀上腔室与导阀下腔室通过活塞隔开；

导阀上腔室通过入口压力管与主阀入口相通，导阀下腔室通过气室压力管与主阀气室相通，导阀阀体的出口通过出口压力管与主阀出口相通；

缓冲罐位于导阀及独立气源之间，压力传感器位于缓冲罐与导阀之间；缓冲罐与导阀、缓冲罐与独立气源、缓冲罐与压力传感器之间均通过管路相连；在缓冲罐与独立气源连接的管路上设置减压阀及止回阀；独立气源的气体通过管路进入缓冲罐内，缓冲罐的气体通过管路由导阀的阀轴进入导阀下腔室内。

如上所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其所述的阀帽固定在阀盖上方；调整螺钉设置在阀盖上部、阀帽内。

如上所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其所述的阀盖(通过螺栓连接固定在阀体上。

如上所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其所述的压力传感器的压力接口与缓冲罐相连，电气接口与现场的电气设备相连，其作用是将压力信号转化为电信号，从而实现压力的远程监控。

如上所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其所述的根据所需的独立气源的压力值，设定减压阀和压力传感器的参数。

如上所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，当系统压力未达到整定压力时，系统介质通过入口压力管进入到导阀上腔室内；独立气源的气体通过减压阀减到所需压力值，然后经缓冲罐进入导阀下部腔室、主阀气室；此时导阀在弹簧力作用下处于关闭状态；独立气源的气体经导阀下部腔室后再经气室压力管进入到主阀气室内，在主阀阀瓣上产生向下的密封力，保证主阀的密封；

当系统压力接近并达到整定压力时，活塞向上运动并切断独立气源和主阀气室的通道；导阀开始排放主阀气室内的压力。主阀阀瓣逐渐开启，降低系统介质压力；

当系统压力降到回座压力时，活塞向下运动导阀关闭，打开独立气源和主阀气室的通道；独立气源的气体重新进入主阀气室，实现主阀密封；

当外接独立气源发生意外中断时，止回阀可以防止缓冲罐内的气体发生回流；此时，缓冲罐内储存的气体仍然进入导阀及主阀气室内，保证安全阀在外接气源意外中断后仍能正常工作；

当外接独立气源的压力出现突升或突降时，导致缓冲罐内的压力超过设定压力范围，此时压力信号通过压力传感器传到中控室，发出报警信号，实现压力的远程监控。

本发明的效果在于：本发明所述的先导式安全阀带有独立的外接气源以保证安全阀的密封和动作性能，尤其适用于石油化工行业中高粘度及含大颗粒杂质的介质工况，以及管线压力变化较大的工况，避免了导阀内部细小流道被介质腐蚀、堵塞的问题，解决了压力波动对安全阀动作性能产生的影响，扩大了先导式安全阀的使用范围。带独立气源控制的先导式安全阀通过将独立稳定的清洁的气源压力引入导阀及主阀气室，解决了介质堵塞导阀内部流道的问题，以及管线内压力波动对阀门性能产生的影响，扩大先导式安全阀的适用范围。导阀具有独立气室结构，导阀通过阻断式活塞将系统介质隔离在气室之外，导阀仅活塞上部与主阀入口系统介质相同，导阀内部细流道及主阀气室内介质压力均由外接的清洁的独立气源提供。

附图说明

图1为本发明所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀结构示意图；

图2为带独立气源控制的先导式安全阀的导阀结构示意图。

图中：1-主阀；2-导阀；3-缓冲罐；4-减压阀；5-主阀气室；6-压力传感器；7-气室压力管；8-入口压力管；9-主阀阀瓣；10-止回阀；11-独立气源；12-出口压力管；13-导阀上腔室；14-导阀下腔室；15-活塞；16-阀体；17-阀轴；18-阀盖；19-调整螺钉；20-弹簧；21-阀帽；22-滑动体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀作进一步描述。

如图1和图2所述，本发明所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其主要包括主阀1、导阀2、缓冲罐3、减压阀4、止回阀10、压力传感器6及独立气源11等。

主阀1下部为主阀阀瓣9，上部为主阀气室5。

导阀2包括阀体16，阀盖18通过螺栓连接固定在阀体16上方，阀轴17设置在阀体16内。阀帽21固定在阀盖18上方；调整螺钉19设置在阀盖18上部、阀帽21内。

滑动体22和活塞15设置阀体16的空腔内，活塞15的下部连接阀轴17，活塞15的上部穿过滑动体22与弹簧20连接；弹簧20位于活塞15上方且在阀盖18内部，直接作用在活塞15上；阀体16、活塞15及滑动体22共同形成导阀上腔室13；阀体16、活塞15及阀轴17共同形成导阀下腔室14；导阀上腔室13与导阀下腔室14通过活塞15隔开；

导阀上腔室13通过入口压力管8与主阀入口相通，导阀下腔室14通过气室压力管7与主阀气室5相通，导阀阀体16的出口通过出口压力管12与主阀出口相通；

缓冲罐3位于导阀2及独立气源11之间，压力传感器6位于缓冲罐3与导阀2之间；缓冲罐3与导阀2、缓冲罐3与独立气源11、缓冲罐3与压力传感器6之间均通过管路相连；在缓冲罐3与独立气源11连接的管路上设置减压阀4及止回阀10；独立气源11的气体通过管路进入缓冲罐3内，缓冲罐3的气体通过管路由导阀的阀轴17进入导阀下腔室14内。

压力传感器6的压力接口与缓冲罐3相连，电气接口与现场的电气设备相连，其作用是将压力信号转化为电信号，从而实现压力的远程监控。根据所需的独立气源的压力值，设定减压阀4和压力传感器6的参数。

当系统压力未达到整定压力时，系统介质通过入口压力管8进入到导阀上腔室13内；独立气源的气体通过减压阀4减到所需压力值，然后经缓冲罐3进入导阀下部腔室14、主阀气室5；此时导阀2在弹簧力作用下处于关闭状态；独立气源的气体经导阀下部腔室14后再经气室压力管7进入到主阀气室5内，在主阀阀瓣9上产生向下的密封力，保证主阀的密封；

当系统压力接近并达到整定压力时，活塞15向上运动并切断独立气源和主阀气室5的通道；导阀2开始排放主阀气室5内的压力。主阀阀瓣9逐渐开启，降低系统介质压力；

当系统压力降到回座压力时，活塞14向下运动促使导阀2关闭，打开独立气源和主阀气室5的通道；独立气源11的气体重新进入主阀气室5，实现主阀1密封；

当外接独立气源11发生意外中断时，止回阀10可以防止缓冲罐3内的气体发生回流；此时，缓冲罐3内储存的气体仍然进入导阀2及主阀气室5内，保证安全阀在外接气源意外中断后仍能正常工作；

当外接独立气源11的压力出现突升或突降时，导致缓冲罐3内的压力超过设定压力范围，此时压力信号通过压力传感器6传到中控室，发出报警信号，实现压力的远程监控。

导阀2具有独立气室结构：常规调制型先导式安全阀的介质通过主阀入口进入导阀内部及主阀气室，即导阀内部介质与主阀入口系统介质相同。而采用本发明的导阀通过阻断式活塞将系统介质隔离在气室之外，导阀仅活塞上部与主阀入口系统介质相同，导阀内部细流道及主阀气室内介质压力均由外接的清洁的独立气源提供，避免了系统介质进入导阀内部流道产生堵塞、腐蚀等问题。

本发明结构的先导式安全阀具有准确的整定压力及良好的密封性能。导阀感应主阀入口处压力，当系统压力接近整定压力时，导阀内部结构开始动作，切断外接气源与主阀气室之间通道，并且导阀开始排放主阀气室压力。当系统压力达到整定压力时主阀就会开启。导阀特殊结构设计可以保证先导式安全阀的动作准确可靠。

在系统压力接近整定压力之前，导阀未切断气源压力和主阀气室之间通道。即使系统压力有较大的波动，主阀气室压力仍为外接气源压力，能保持主阀良好的密封性能。

独立气源的可靠性。采用本发明结构的先导式安全阀带有缓冲罐、减压阀、止回阀及压力传感器等附件，来保证独立气源的稳定可靠。外接气源的压力往往高于先导式安全阀所需的压力，气体需要通过减压阀后才能进入安全阀。在阀前配置缓冲罐和止回阀来储存一定体积的减压后的气体，同时止回阀作用是防止外接气源压力意外断掉以后缓冲罐内仍能保持一定压力，使先导式安全阀正常动作3～4次。

独立气源压力的可监控性。在缓冲罐的上部可以选择安装压力传感器或者压力表，直观显示气室压力，实现对独立气源的监控，防止气源压力突变影响安全阀的工作和性能。

Claims (6)

1.一种带独立气源控制的先导式安全阀，其包括主阀(1)与导阀(2)，主阀(1)下部为主阀阀瓣(9)，上部为主阀气室(5)；其特征在于：

导阀(2)包括阀体(16)，阀盖(18)固定在阀体(16)上方，阀轴(17)设置在阀体(16)上；滑动体(22)和活塞(15)设置阀体(16)的空腔内，活塞(15)的下部连接阀轴(17)，活塞(15)的上部穿过滑动体(22)与弹簧(20)连接；弹簧(20)位于活塞(15)上方且在阀盖(18)内部，直接作用在活塞(15)上；阀体(16)、活塞(15)及滑动体(22)共同形成导阀上腔室(13)；阀体(16)、活塞(15)及阀轴(17)共同形成导阀下腔室(14)；导阀上腔室(13)与导阀下腔室(14)通过活塞(15)隔开；

导阀上腔室(13)通过入口压力管(8)与主阀入口相通，导阀下腔室(14)通过气室压力管(7)与主阀气室(5)相通，导阀阀体(16)的出口通过出口压力管(12)与主阀出口相通；

缓冲罐(3)位于导阀(2)及独立气源(11)之间，压力传感器(6)位于缓冲罐(3)与导阀(2)之间；缓冲罐(3)与导阀(2)、缓冲罐(3)与独立气源(11)、缓冲罐(3)与压力传感器(6)之间均通过管路相连；在缓冲罐(3)与独立气源(11)连接的管路上设置减压阀(4)及止回阀(10)；独立气源(11)的气体通过管路进入缓冲罐(3)内，缓冲罐(3)的气体通过管路由导阀的阀轴(17)进入导阀下腔室(14)内。

2.根据权利要求1所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其特征在于：所述的阀帽(21)固定在阀盖(18)上方；调整螺钉(19)设置在阀盖(18)上部、阀帽(21)内。

3.根据权利要求1所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其特征在于：所述的阀盖(18)通过螺栓连接固定在阀体(16)上。

4.根据权利要求1所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其特征在于：所述的压力传感器(6)的压力接口与缓冲罐(3)相连，电气接口与现场的电气设备相连，其作用是将压力信号转化为电信号，从而实现压力的远程监控。

5.根据权利要求1所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其特征在于：所述的根据所需的独立气源的压力值，设定减压阀(4)和压力传感器(6)的参数。

6.根据权利要求1所述的一种带独立气源控制的先导式安全阀，其特征在于：

当系统压力未达到整定压力时，系统介质通过入口压力管(8)进入到导阀上腔室(13)内；独立气源的气体通过减压阀(4)减到所需压力值，然后经缓冲罐(3)进入导阀下部腔室(14)、主阀气室(5)；此时导阀(2)在弹簧力作用下处于关闭状态；独立气源的气体经导阀下部腔室(14)后再经气室压力管(7)进入到主阀气室(5)内，在主阀阀瓣(9)上产生向下的密封力，保证主阀的密封；

当系统压力接近并达到整定压力时，活塞(15)向上运动并切断独立气源和主阀气室(5)的通道；导阀(2)开始排放主阀气室(5)内的压力。主阀阀瓣(9)逐渐开启，降低系统介质压力；

当系统压力降到回座压力时，活塞(14)向下运动导阀(2)关闭，打开独立气源和主阀气室(5)的通道；独立气源(11)的气体重新进入主阀气室(5)，实现主阀(1)密封；

当外接独立气源(11)发生意外中断时，止回阀(10)可以防止缓冲罐(3)内的气体发生回流；此时，缓冲罐(3)内储存的气体仍然进入导阀(2)及主阀气室(5)内，保证安全阀在外接气源意外中断后仍能正常工作；

当外接独立气源(11)的压力出现突升或突降时，导致缓冲罐(3)内的压力超过设定压力范围，此时压力信号通过压力传感器(6)传到中控室，发出报警信号，实现压力的远程监控。