CN104763827A - 安全切断阀 - Google Patents
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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
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。
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