CN104763827A - 安全切断阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全切断阀包括阀体、上阀体和切断机构，所述阀体上设置第一通道和第二通道，所述上阀体通过螺钉连接在阀体的上端用于密封所述阀体，所述切断机构设置在阀体的中部，用于连接或切断所述第一通道和所述第二通道，其特征在于，所述切断机构包括切断部分和凸轮连接装置，所述切断部分和所述凸轮连接装置分离设置；所述阀体采用煅钢车铣一体成型。本发明采用独立的凸轮连接装置，便于独立维修，避免了维修装配错误，导致切断阀无法正常工作；阀体内部结构简单，采用锻钢一体式阀体，改善了阀体内部组织结构，细化晶粒，其抗冲击，塑性、韧性等机械性能均优于铸钢阀体，阀门的安全性能提升。

Description

安全切断阀

技术领域

本发明涉及一种安全切断阀，具体说涉及一种燃气输送系统用安全切断阀。

背景技术

安全切断阀应用于燃气输配系统中作紧急切断保护用。当切断阀所控制的管线压力高于或低于切断设定压力时，安全切断阀可以紧急切断管线气流，保护下游设备。

申请号为200920170968.3的中国专利公开一种安全切断阀如图1所示，主要由壳体001、进气口002、出气口003、切断腔004、脱口机构005、切断阀006、切断弹簧007、切断阀杆008、活塞009、调压弹簧0010、连杆0011、反馈信号管0012等构成。这类切断阀在开启状态、复位操作时，主要由脱扣机构005承受切断阀006及切断弹簧007的向下拉力，当反馈压力超过切断设定值，推动连杆0011带动脱扣机构005，脱离切断阀杆008，在切断弹簧007作用下切断阀口。该专利的关闭元件采用O型圈方式，与阀口斜面密封，对阀关闭元件与阀口的斜面配合要求较高，制造难度大。

申请号为201110006645.2的中国专利公开另一种安全切断阀如图2所示，主要由压力感应皮膜01、调压弹簧02、水平压杆03、预设压力压杆套04、杆状活动件05、阀板驱动杆06、复位齿轮07、阀瓣08、阀瓣弹簧09、水平滑动件010、竖直导轨011、机构盒体012、阀体013、阀口014、自锁销钉015、压力进口016、水平导轨017、环周凹槽018、锁定凸佘019、传感头壳体020、顶压弹簧021等构成，此类切断阀主要是齿轮与齿条承受阀瓣组件的向下拉力，当反馈压力超过切断设定值，推动水平压杆03，带动锁杆状活动件05左移，阀瓣驱动杆06下落，切断阀关闭。该专利的关闭元件采用阀瓣与阀口密封方式，阀口密封处有凸起设计，减少了对阀瓣的使用寿命；这两种切断阀的关闭元件，均需弹簧提供很大的作用力，帮助关闭元件实现密封，这样就增加了切断阀人工复位操作时的作用力；同时，在切断阀开启状态时，阀板处的O型圈没有保护措施，会被流入的气体冲刷，从而不能起到良好的密封效果，造成损失及安全问题。

现有技术中的安全切断阀均采用套筒导向定位阀瓣，对同心要求较高，占用空间较大（图1切断腔004及图2切断阀阀体II部分），结构复杂，制造难度大，成本较高，维修时拆装零件较多；同时，由于采用铸造壳体，结构复杂，制造困难，材料缺陷较多，安全性不高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种结构简单，密封性能好的一体式安全切断阀。

为实现上述目的，本发明提出一种安全切断阀包括阀体、上阀体和切断机构，阀体上设置第一通道和第二通道，上阀体通过螺钉连接在阀体的上端用于密封阀体，其特征在于，所述切断机构包括切断部分和凸轮连接装置，且切断部分和凸轮连接装置分离设置，所述切断机构用于连接或切断所述第一通道和所述第二通道。

所述阀体采用煅钢车铣一体成型，所述第一通道的孔内径等于所述第二通道的孔内径，且所述第一通道与所述第二通道共轴线。

所述阀体还包括第三通道和第四通道，所述第一通道和所述第三通道相邻相通，所述第二通道和所述第四通道相邻相通；所述第三通道与所述第四通道相邻相通。

所述切断机构设置在第三通道与所述第四通道之间，正常工作时，所述切断机构不工作，所述第三通道与所述第四通道处于连通状态，在安全切断阀所控制的管线压力高于或低于切断设定压力时，所述第三通道与所述第四通道处于断开状态。

所述切断部分包括阀轴，弹簧，第一轴套、阀板、第二轴套和凸轮连接件；所述弹簧设置在所述第一轴套与所述阀板之间，所述第一轴套与所述上阀体密封连接，所述第二轴套与所述第三端面密封连接；所述凸轮连接件设置在所述阀轴的最下端，所述凸轮连接件与所述阀轴通过螺栓和开口销固定连接。本发明中的弹簧为压缩弹簧。

所述阀板的下端设置一沟槽用于容纳密封圈，所述沟槽的截面为梯形，在所述阀板四周均布至少两个过气孔。

所述凸轮连接装置包括切断腔体、切断轴、凸轮、轴承、防磨环及切断轴套，切断轴的一端伸入切断腔体中，切断轴的一端安装凸轮，凸轮通过双螺母与切断轴的第二凸台连接，切断轴的另一端通过轴承伸入切断轴套的内孔中，切断轴的另一端与切断轴套的内孔之间设置至少一个防磨环，切断轴与切断轴套通过切断轴上的第一凸台与轴端卡环连接，轴承设置在第一凸台与切断轴套的端面之间。

所述安全切断阀还包括一个执行器，所述执行器包括盒体、连杆机构、复位杆和手动操作按钮，所述手动操作按钮连接连杆机构的一端，连杆机构的另一端与复位杆连接，所述复位杆与凸轮连接装置的切断轴连接。

相对于现有技术本发明的技术方案带来的有益效果主要有以下方面：

1、采用锻钢一体式阀体，改善了阀体内部组织结构，细化晶粒，从而其抗冲击，塑性、韧性等机械性能均优于铸钢阀体，提升了阀门的安全性能。

2、采用独立的凸轮连接装置，便于独立维修，避免了维修装配错误，导致切断阀无法正常工作，利用凸轮机构原理，将执行器的反馈信号转化成切断阀的开关信号，保证了响应时间，实现了安全切断阀的快速切断。

3、采用梯形沟槽设计密封，压力越大，密封效果越好，减小了弹簧提供的关闭力，实现了靠内压自密封，增强了密封效果；同时，方便了维修更换，可直接对阀板组件处O型圈更换，降低了维修难度。

附图说明

图1为现有技术中的安全切断阀的结构示意图；

图2为另一现有技术中的安全切断阀的结构示意图；

图3为本发明一个具体实施例中安全切断阀的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为阀体的内部结构图；

图6为图3中序号4所示凸轮连接装置的结构示意图；

图7为凸轮连接装置为开启状态时的结构示意图；

图8为凸轮连接装置为关闭状态时的结构示意图；

图9为阀板部件梯形沟槽结构图；

图10为阀板部件梯形沟槽结构放大图；

图11为图3中序号5所示执行器的结构示意图；

图12为图3中序号2所示切断部分的结构示意图。

序号说明

1—阀体；2—切断部分；3—上阀体；4—凸轮连接装置；5—执行器；6—平衡阀；11—第一通道；12—第二通道；13—第三通道；14—第四通道；15—左端法兰；16—右端法兰；20—阀轴；21—阀板；22—第一轴套；23—第二轴套；24—阀板部件；25—弹簧；26—凸轮连接件；41—切断腔体；42—切断轴；43—凸轮；44—轴承；45—防磨环；46—切断轴套；51—手动操作按钮；52—复位杆；53—连杆机构；54—远程传感器；55—盒体；56—气源腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图3和图4所示，本发明的安全切断阀包括阀体1、上阀体3和切断机构，上阀体3通过螺钉连接在阀体1的上端用于密封阀体1，上阀体31起到密封承压，减小气流冲刷，延长阀板部件寿命。切断机构包括切断部分2和凸轮连接装置4，且切断部分2和凸轮连接装置4分离设置，切断机构设置在阀体1的中部，用于连接或切断进气口和出气口。本实用新的安全切断阀还包括一平衡阀6，平衡阀6用于连接阀体1的进气口和出气口，正常工作状态下，平衡阀6为关闭状态，当发生异常情况安全切断阀切断需要复位时，将平衡阀6打开使阀体1的进气口与出气口接通。

如图5所示，阀体1包括第一通道11、第二通道12、第三通道13，第四通道14，左端法兰15和右端法兰16。第一通道11的入口为进气口，第二通道12的出口为出气口。第一通道11的管内径等于第二通道12的管内径，且第一通道11与第二通道12共轴线。第一通道11和第三通道13相邻相通，第二通道12和第四通道14相邻相通，第三通道13与第四通道14相邻相通。在第三通道12与第四通道14之间设置一切断机构2，正常工作时，切断机构2不工作，第三通道13与第四通道14处于连通状态，燃气从第一通道11进入后，经过第三通道13和第四通道14后，进入第二通道12，并从第二通道12输出；在安全切断阀所控制的管线压力高于或低于切断设定压力时，第三通道13与第四通道14处于切断状态。本发明一个具体实施例中的安全切断阀为一体式阀体结构，阀体采用整体锻钢车铣一体成型，安全可靠，结构简单。

如图12所示，切断部分2包括阀轴20，第一轴套22、阀板21、阀板部件24、弹簧25，第二轴套23和凸轮连接件26，凸轮连接件26通过螺钉和开口销固定在阀轴20的下端。本发明中的弹簧25为压缩弹簧。

如图9和图10所示，阀板21上设置一用于容纳密封圈的沟槽211，沟槽211的横截面为梯形，在阀板21的圆周方向还均匀分布至少两个过气孔212。本发明一个具体实施例中的阀板21采用梯形沟槽设计，沟槽211限制了O型圈沿径向朝外运动，同时，在阀板21四周的分布的过气孔在切断阀关闭时，通过气孔帮助O型圈更有效的密封，减小了弹簧的作用力。

如图6至图8所示，本发明的凸轮连接装置包括切断腔体41、切断轴42、凸轮43、轴承44、防磨环45及切断轴套46。切断轴42的一端伸入切断腔体41中，切断轴42的一端安装凸轮43，凸轮43通过双螺母与切断周43的第二凸台423连接，切断轴42的另一端通过轴承44伸入切断轴套46的内孔中，切断轴42的另一端与切断轴套46的内孔之间设置至少一个防磨环45，切断轴42与切断轴套46通过切断轴42上的第一凸台421与轴端卡环422连接，轴承44设置在第一凸台421与切断轴套46的端面之间。利用轴承44、防磨环45，保证同心及减小摩擦力。

本发明的安全切断阀还包括一个执行器，如图11所示，执行器5包括盒体55、连杆机构53、复位杆52和手动操作按钮51。手动操作按钮51连接连杆机构53的一端，连杆机构53的另一端与复位杆52的一端连接，复位杆52的另一端与凸轮连接装置4的切断轴42连接。本发明的执行器5还可以包括一远程传感器54和气源腔56，远程传感器54用于检测安全切断阀下游端的燃气压力是否在正常工作范围内，当安全切断阀的燃气压力不在正常工作范围内时，通过向气源腔输入气源以推动复位杆52运动实现切断动作。

本发明中的凸轮连接装置4与执行器5是可以独立分离的，可针对各自部分进行维修保养。当监测压力未超过设定值时，执行器5无动作，凸轮连接装置4保持开启，切断阀处于打开状态，如图7所示，切断部分2的凸轮连接件26与凸轮连接装置4的凸轮43处于接触状态；当监测压力超过设定值时，执行器5反馈信号，凸轮连接装置4关闭，释放凸轮连接装置4，凸轮43与凸轮连接件26分离，如图8所示，在弹簧的作用下，阀轴20带动阀板21动作，使安全切断阀处于关闭状态。

本发明的具体实施例中的凸轮连接装置的工作原理是：

上游燃气从阀体1的第一通道11进入，经过切断部分1后从第二通道12向下游输出，切断部分2与凸轮连接装置4配合工作，执行器5与凸轮连接装置4的切断轴42连接。当检测压力正常时，凸轮连接件26与凸轮42接触，阀板21与阀体1未接触，切断阀处于打开状态；当检测压力不正常时，执行器5反馈信号后，释放凸轮连接装置带动凸轮43旋转，凸轮43与凸轮连接26分离，在弹簧25作用下关闭，凸轮43加速释放，做加速回转运动，实现了快速切断，转换了执行器5的反馈信号，采用平底凸轮从动件26与盘形凸轮43传动的结构，受力好、可高速传动；在复位操作时，将平衡阀6打开使第一通道11与第二通道12接通，然后旋转凸轮43与凸轮连接件26接触带动阀轴2克服弹簧25弹力向上运动，使阀板21与阀体1分离，安全切断阀处于打开状态，凸轮43旋转过程中随着凸轮的力臂增大，所需的作用力也随之减小，做到了复位时省力的效果。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种安全切断阀，包括阀体、上阀体和切断机构，所述阀体上设置第一通道和第二通道，所述上阀体通过螺钉连接在阀体的上端用于密封所述阀体，所述切断机构设置在阀体的中部，用于连接或切断所述第一通道和所述第二通道，其特征在于，所述切断机构包括切断部分和凸轮连接装置，所述切断部分和所述凸轮连接装置分离设置；所述阀体采用煅钢车铣一体成型。

2.如权利要求1所述的安全切断阀，其特征在于，所述切断部分包括阀轴，弹簧，第一轴套、阀板、第二轴套和凸轮连接件；所述弹簧设置在所述第一轴套与所述阀板之间，所述第一轴套与所述上阀体密封连接，所述第二轴套与所述第三端面密封连接；所述凸轮连接件设置在所述阀轴的最下端。

3.如权利要求2所述的安全切断阀，其特征在于，所述凸轮连接件与所述阀轴通过螺栓和开口销固定连接。

4.如权利要求2所述的安全切断阀，其特征在于：所述阀板的下端设置一沟槽用于容纳密封圈，所述沟槽的截面为梯形。

5.如权利要求4所述的安全切断阀，其特征在于，所述阀板四周均布至少两个过气孔。

6.如权利要求1所述的安全切断阀，其特征在于：所述凸轮连接装置包括切断腔体、切断轴、凸轮、轴承、防磨环及切断轴套，切断轴的一端伸入切断腔体中，切断轴的一端安装凸轮，凸轮通过双螺母与切断轴的第二凸台连接，切断轴的另一端通过轴承伸入切断轴套的内孔中，切断轴的另一端与切断轴套的内孔之间设置至少一个防磨环，切断轴与切断轴套通过切断轴上的第一凸台与轴端卡环连接，轴承设置在第一凸台与切断轴套的端面之间。

7.如权利要求1所述的安全切断阀，其特征在于，还包括一个执行器，所述执行器包括盒体、连杆机构、复位杆和手动操作按钮，所述手动操作按钮连接连杆机构的一端，连杆机构的另一端与复位杆连接，所述复位杆与凸轮连接装置的切断轴连接。

8.如权利要求1所述的安全切断阀，其特征在于，所述第一通道的孔内径等于所述第二通道的孔内径，且所述第一通道与所述第二通道共轴线。

9.如权利要求8所述的安全切断阀，其特征在于，还包括第三通道和第四通道，所述第一通道和所述第三通道相邻相通，所述第二通道和所述第四通道相邻相通；所述第三通道与所述第四通道相邻相通。

10.如权利要求9所述的安全切断阀，其特征在于，所述切断机构设置在第三通道与所述第四通道之间，正常工作时，所述切断机构不工作，所述第三通道与所述第四通道处于连通状态，在安全切断阀所控制的管线压力高于或低于切断设定压力时，所述第三通道与所述第四通道处于断开状态。