CN104633250A - 一种低温气动阀门延时器 - Google Patents

Abstract

一种低温气动阀门延时器，属于气动控制技术领域。该延时器包括：进气口、过滤器、出气口、阀体、阀芯、调整杆及压帽，所述阀体上设有导流槽及气孔。气动阀门启动气体管路中加入本发明后，气体须经进气口及过滤器进入阀芯内部，从阀芯上所设节流口流入阀体、阀芯、压帽及导流槽形成的气腔，而后经阀体一侧所设气孔流入出气口从而进入阀门气动执行机构，驱动阀门开闭。通过调节调整杆旋入阀芯的位置，可以控制气体进入阀门气动执行机构的气体流量，使阀门获得不同的延迟开闭时间。本发明组配紧凑合理，使用时操作简便，且可调节范围宽泛，延时功能稳定。

Description

一种低温气动阀门延时器

技术领域

本发明属于气动控制技术领域，特别涉及一种用于调节低温气动阀门开闭时间长短的延时器。

背景技术

随着低温技术的发展和大规模应用，低温阀门在航天发射、液化天然气储运以及空分等各个领域的使用越来越广泛。由于低温现场具有一定的安全隐患，大型工业现场的低温阀门一般采用气动方式来实现自动化远程控制。即以压缩空气或氮气作为动力源，由手动或自动触发动作指令，使进、排气电磁阀动作，向执行机构内供、排压缩气体，压缩气体作用在活塞或是隔膜上，克服阀门动作的摩擦力和阀杆上的弹簧弹力，从而压下或提起阀杆，带动阀芯运动，使阀门打开或关闭。气动阀门对控制气的总量需求小，压力也较低，因而具有快速通闭的特点。

在低温液体输送过程中，阀门突然启闭引起管路内流体速度突然变化而产生压力变化并形成压力波在管路内传播的现象叫做水击现象。发生水击现象时，管路内的压力值可达数倍或者数十倍的正常系统工作压力，将给低温输送系统带来结构振动、变形和破坏，造成低温液体泄漏，甚至危及运行人员的人身安全等一系列问题。水击引起的事故在国内外都有曾发生过，如美国某航天发射场土星-5液氧输送系统在阀门开启的瞬间发生水击导致了管路突然断裂、接头损坏；俄罗斯航天发射场低温液体输送系统也出现了由于阀门启闭产生水击而导致的气动低温阀门固定杆断裂、壳体破裂、波纹管变形和容器封头损坏等事故；国内在液氢输送管道上也曾发生过水击造成管路法兰连接处漏液现象。因此，在低温阀门开闭时，合理控制阀门的开闭时间，降低流道内流体速度的变化是避免水击现象发生的一种重要措施。

专利201020623550.6公开了一种用于气体灭火系统气动管路中的气动延时阀，用以解决灭火气体在释放前需确保提供延时的要求。该方法在阀门启动管路的进气管和出气管之间设置了延时储罐，使启动气体须先进入延时储罐，罐内气压达到额定值之后，气动延时阀才开启，从而达到在阀门开启前有一定延迟时间的作用。

在低温液体输送过程中，一方面，由于每个阀门的尺寸，阀门内流体流速不一致，因此延时启闭的时间要求也不一致；另一方面，由于启动气气源距离低温阀门的距离不一致，延时装置控制阀门启闭的时间同时受现场启动气气源条件的影响。因此，低温阀门的延时器应具有可根据现场工作条件进行调节的特点。所以，若把应用于灭火系统的延时器应用于低温阀门上明显不能满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制低温阀门延时启闭的延时器，以解决目前低温气动阀门快速启闭带来的水击危害问题。同时，可通过简单操作对本发明提出的延时器进行设置，以达到根据现场工况调控低温阀门延时启闭时长的目的。

本发明的主要技术方案如下：

一种低温气动阀门延时器，其主要包括：阀体(1)、阀芯(2)、调整杆(3)和压帽(4)；阀体的内部为圆柱形空腔结构，且阀体圆柱形空腔内部沿圆柱形空腔内壁某处圆周壁还设有一圈圆环形内凹的导气槽(10)，在导气槽某处设有斜向或直向气孔(11)；

阀芯(2)位于阀体(1)圆柱形空腔内，阀芯(2)为圆柱形结构，且圆柱形结构的中心还设有圆柱形空腔，阀芯外侧设有一抵止台阶(12)，抵止台阶以下阀芯外径小于抵止台阶以上阀芯外径，抵止台阶以下的阀芯外侧设有外螺纹，用于和阀体固定，抵止台阶以上的阀芯外开有轴向的竖直狭缝作为节流口，节流口与阀芯内部圆柱形空腔贯通，作为气体从阀芯内部流入导气槽的通道；

调整杆(3)，为一圆柱形柱体结构，位于阀芯圆柱形空腔内，可进行调节进入阀芯内空腔的长度；

压帽(4)，压帽(4)内有圆柱形空腔，上端封闭，下端开口；，压帽(4)与阀体上端连接，将阀芯(2)密封在阀体内腔中，阀体内腔中阀芯(2)上端与压帽(4)之间有空间，此空间及导气槽构成连通的气腔区域。

进气管(7)，通过阀体(1)下端开口与阀芯(2)圆柱形空腔结构的下端连通，用于输入阀门的启动气体；阀体导气槽连通的气孔通过出气管(8)与阀门的气动执行机构连接。

进一步，所述进气管前端设置有过滤器，可有效防止气体中固体杂质堵塞阀内气体流通通道。

进一步，所述压帽上配有O型圈，和阀体相连接时配有密封垫，O型圈和密封垫可有效提高压帽和阀体之间的密封效果，进而增强延时器的工作稳定性。

进一步，所述调整杆的长度大于阀芯节流口的长度，通过调节调整杆从阀芯圆柱形空腔结构的上部旋入阀芯的长度，可以控制阀芯节流口与气腔区域的连通面积。节流口为一条或多条。

进一步阀芯(2)外侧与阀体(1)圆柱形空腔内壁之间有空隙；压帽(4)的下端位于此空隙内，且压帽(4)下端的内侧壁与阀芯(2)外侧之间也留有间隙。节流口的下端与导气槽(10)连通。

所述阀芯上开设的节流口位于阀芯抵止台阶的上部，且进一步节流口底部与阀体导气槽连通，防止阀芯膨胀或阀体收缩时，阀芯与阀体之间的环形间隙完全封死，气体无法流通而造成延时器失效。

所述延时器连入阀门启动气体管路时可串联使用或并联使用。

本发明有益效果是：低温阀门气动控制系统启动气体管路中加入本发明后，启动气体过滤后须先经过阀芯狭缝节流口进入阀芯、阀体内腔、压帽及导气槽构成的连通气腔区域，而后通过导气槽、出气管进入阀门气动执行机构。待阀门执行机构内气体压力到达指定压力后，阀门才能完成开闭。由于气体流过狭缝的过流截面积很小，狭缝起到节流效果，因此阀门开闭可获得明显的延迟时间。此外，还可以通过手动调节调整杆的位置，控制气体进入气腔的过流面积，从而控制气体进入阀门开闭执行机构的气体流量，可使阀门获得不同的延迟开闭时间。本发明结构简单、组配紧凑、免维护、不需电源供电，使其具有成本低、可靠性高、使用寿命长、适应性强的特点。在低温阀门气动控制系统启动气体管路中加入本发明，可以有效防止低温阀门开闭时发生的水击现象，提高低温液体输送过程中的安全性。尤其适用于工业、航空航天等领域的低温液体安全输送。

附图说明

图1为本发明所述的气动阀门延时器的装配结构原理图；

图2气动阀门延时器的阀体的结构示意图；

图3气动阀门延时器的阀芯的结构示意图；

图4气动阀门延时器的调整杆的结构示意图；

图5气动阀门延时器的压帽的结构示意图。

1阀体、2阀芯、3调整杆、4压帽、5密封垫、6O型圈、7进气管、8出气管、9过滤器、10导气槽、11气孔、12抵止台阶、13阀体内腔、14节流口、15“O”型密封圈卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的气动阀门延时器实施例包括阀体1、阀芯2、调整杆3、压帽4、进气管7、出气管8、过滤器9。

图2示出了所述气动阀门延时器的阀体的结构，该阀体2包括在内腔中部设有一圆环形内扩的导气槽10，导气槽将阀体内腔分为上下两部分，内腔下部为与阀芯相连的一端，内腔上部为与压帽相连的一端。在导气槽的一侧设有一斜向的气孔11，气体可经该气孔进入出气口。

图3a(剖面图)、图3b(外观图)示出了所述气动阀门延时器的阀芯的结构，该阀芯为一圆柱形空腔的结构。在阀芯外侧设有一抵止台阶12，抵止台阶以上部分的阀芯外径略大于抵止台阶以下部分的阀芯外径。具体应用时，将所述抵止台阶以下部分的阀芯与所述阀体导气槽以下部分的阀体内腔紧密连接，直至抵止台阶与导气槽下沿紧密接触，此时抵止台阶可为阀芯提供支撑和限位作用。抵止台阶以上的阀芯部分外侧开有一条细长的节流口14，做为气体从阀芯进入气腔的通道。所述节流口的底部应与导气槽连通，保证该气动阀门延时器工作时，一部分气体可经阀芯直接进入导气槽，防止阀芯膨胀或阀体收缩时，位于导气槽上部相对应位置的节流口阻塞而使该延时器失效。

图4示出了所述气动阀门延时器的调整杆的结构，该调整杆为一圆柱体结构，外侧设有螺纹，可通过螺纹与所述阀体内腔13连接，并可通过调节调整杆旋入阀体内腔的位置，控制节流口的过流面积，从而控制气体进入阀门气动执行机构的气体流量，使阀门获得不同的延迟开闭时间。调整杆的具体位置，可根据不同阀门延时开闭的时间现场确定。

图5示出了所述气动阀门延时器的压帽的结构，该压帽上设有一“O”型密封圈卡槽15，供固定O型圈6使用。所述压帽与所述阀体顶部连接时，使用密封垫5进行密封，保证阀体、阀芯、压帽及导气槽之间形成的气腔密封良好，无气体泄露。

具体而言，在应用时，将所述阀芯2抵止台阶以下部分与所述阀体导气槽以下部分连接，直至抵止台阶与导气槽下沿紧密接触，将调整杆3旋入阀芯内腔13至适宜位置，将O型圈装入所述压帽卡槽15，密封垫5装入阀体顶部相应位置，压帽与阀体紧密连接直至无气体泄露。将所述出气口8与所述阀体气孔11相连接，所述过滤器9接入进气管7。将本发明连入气动阀门启动气体管路中，气体经进气管及过滤器进入阀芯内部，从阀芯上所设节流口流入阀体、阀芯、压帽及导流槽形成的气腔，而后经阀体一侧所设气孔流入出气口从而进入阀门气动执行机构，驱动阀门开闭。本发明中，节流口的大小及个数是控制阀门延时开闭时间的关键因素，试制时应根据需要，设置节流口的大小及个数。

本发明设计的重点在于具体应用时，可根据需求，现场调节调整杆旋入阀芯的位置，控制节流口的过流面积，从而控制气体进入阀门气动执行机构的气体流量，使阀门获得不同的延迟开闭时间，操作简便，且可调节范围宽泛，延时功能稳定。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种低温气动阀门延时器，其特征在于，其主要包括：阀体(1)、阀芯(2)、调整杆(3)和压帽(4)；阀体的内部为圆柱形空腔结构，且阀体圆柱形空腔内部沿圆柱形空腔内壁某处圆周壁还设有一圈圆环形内凹的导气槽(10)，在导气槽某处设有斜向或直向气孔(11)；

阀芯(2)位于阀体(1)圆柱形空腔内，阀芯(2)为圆柱形结构，且圆柱形结构的中心还设有圆柱形空腔，阀芯外侧设有一抵止台阶(12)，抵止台阶以下阀芯外径小于抵止台阶以上阀芯外径，抵止台阶以下的阀芯外侧设有外螺纹，用于和阀体固定，抵止台阶以上的阀芯外开有轴向的竖直狭缝作为节流口，节流口与阀芯内部圆柱形空腔贯通，作为气体从阀芯内部流入导气槽的通道；

调整杆(3)，为一圆柱形柱体结构，位于阀芯圆柱形空腔内，可进行调节进入阀芯内空腔的长度；

压帽(4)，压帽(4)内有圆柱形空腔，上端封闭，下端开口；，压帽(4)与阀体上端连接，将阀芯(2)密封在阀体内腔中，阀体内腔中阀芯(2)上端与压帽(4)之间有空间，此空间及导气槽构成连通的气腔区域。

进气管(7)，通过阀体(1)下端开口与阀芯(2)圆柱形空腔结构的下端连通，用于输入阀门的启动气体；阀体导气槽连通的气孔通过出气管(8)与阀门的气动执行机构连接。

2.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，所述进气管前端设置有过滤器，可有效防止气体中固体杂质堵塞阀内气体流通通道。

3.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，所述压帽上配有O型圈，和阀体相连接时配有密封垫，O型圈和密封垫提高压帽和阀体之间的密封效果。

4.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，所述调整杆的长度大于阀芯节流口的长度，通过调节调整杆从阀芯圆柱形空腔结构的上部旋入阀芯的长度，控制阀芯节流口与气腔区域的连通面积。

5.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，节流口为一条或多条。

6.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，阀芯(2)外侧与阀体(1)圆柱形空腔内壁之间有空隙；压帽(4)的下端位于此空隙内，且压帽(4)下端的内侧壁与阀芯(2)外侧之间也留有间隙。

7.权利要求1的一种低温气动阀门延时器，其特征在于，节流口的下端与导气槽(10)连通。

8.权利要求1-7所述的任一一种低温气动阀门延时器的应用，连入阀门启动气体管路时串联使用或并联使用。