CN104864134B - 安全阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全阀，包括阀体、密封组件以及弹簧组件，该密封组件与该弹簧组件安装于阀体内。其中密封组件包括阀座和活塞，在阀体内设有与阀座配合的密封座，该密封座设有外锥形密封面，该阀座设有与该密封座配合的凹坑，在该凹坑内设有与该外锥形密封面配合的内锥面。本发明的安全阀使得超低温下阀体内潮湿的空气所产生的冷凝水及其它杂质不会沉积在阀阀座上，同时避免了密封材料因低温收缩变形而造成低温泄漏。

Description

安全阀
技术领域
本发明涉及阀门领域，具体涉及一种安全阀。
背景技术
安全阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式(脉冲式)；按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式安全阀即排除的介质不外泄，全部沿着出口排泄到指定地点，一般用在有毒和腐蚀性介质中。对于空气和蒸汽用安全阀，多采用不封闭式安全阀。对于安全阀产品的选用，应按实际密封压力来确定。
对于弹簧直接载荷式安全阀，由于LNG的分子量小，黏度低，渗透性强，易于泄露和扩散，在生产、接收、运输及气化等装置中，低温阀门对其系统安全可靠运行具有极其重要的作用。现市面上的低温安全阀在低温下提前设定压力范围开启，开启后无法有效回座甚至卡死，从而导致资源流失，且这些阀在频繁工作后会不时有提前泄压问题发生，以及在低温下阀体内壁会有结霜现象出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全阀，以解决上述现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种安全阀，包括阀体、密封组件以及弹簧组件，所述密封组件与所述弹簧组件安装于所述阀体内，所述密封组件包括阀座和活塞，在所述阀体内设有与所述阀座配合的密封座，所述密封座设有外锥形密封面，所述阀座设有与所述密封座配合的凹坑，在所述凹坑内设有与所述外锥形密封面配合的内锥面。
较佳地，所述外锥形密封面的锥度大于所述内锥面的锥度。
较佳地，所述外锥形密封面的锥度大于所述内锥面的锥度10～40度。
较佳地，所述外锥形密封面的锥度大于所述内锥面的锥度20～30度。
较佳地，所述安全阀为低温安全阀。
较佳地，所述安全阀位超低温安全阀。
较佳地，在所述阀体内部设有环绕所述密封座的凹槽，当所述阀座安装到所述密封座上之后，所述阀座的下端能够伸入所述凹槽内。
较佳地，当所述阀座安装到所述密封座上之后，所述阀座的下端与所述凹槽的底部具有不小于0.1毫米的间隙。
较佳地，所述阀体设有与所述活塞的底部接触的接触面，所述接触面高于所述凹槽的底部以及所述密封座的顶端高于所述接触面。
较佳地，所述阀座的下端的外侧设有外锥面，当所述阀座安装到所述活塞之后，所述外锥面与所述活塞的下部的内侧面之间形成间隔。
较佳地，所述活塞的外侧面包括平面与弧面，所述平面与所述弧面间隔布置。
较佳地，所述活塞的外侧面包括四个平面与四个弧面。
较佳地，所述安全阀还包括钢珠，所述钢珠设于所述密封组件与所述弹簧组件之间，用于使所述弹簧组件的作用力集中分布在所述密封组件上。
较佳地，所述弹簧组件包括压紧螺帽、弹簧以及弹簧座，所述弹簧座的下底面设有第一安装槽，所述活塞内设有与所述第一安装槽对应的第二安装槽，所述钢珠安装于所述第一安装槽和所述第二安装槽之间。
较佳地，所述压紧螺帽采用卡爪式设计并具有4个刃口。
较佳地，所述安全阀还包括导向销，在所述阀体侧壁上设有导向孔，以及所述活塞设有与所述导向销配合的导向槽，所述导向销固定于所述导向孔内并伸入所述导向槽中，从而使得所述密封组件只能沿所述导向销运动。
较佳地，所述安全阀还包括过滤装置，所述过滤装置设于所述阀体的入口处。
较佳地，所述过滤装置包括过滤网和挡圈。
本发明具有以下优点：
有效排放气体的同时并能防止低温时产生的冰堵问题；
减少与阀体内壁的接触面积并配合导向销有效减少运动摩擦阻力的同时有效使密封组件在开启关闭过程中沿导向销运动，防止密封组件在气体排放过程中在阀腔内旋转而导致阀座偏移回座不正问题，能更好的清除在低温下阀体内壁结霜，从而解决低温下泄露问题(无法回座或卡死现象)；
弹簧座和阀座采用作用力通过钢珠传递，保证弹簧作用力集中分布在密封组件上，防止并平衡弹簧倾斜；
有效解决密封垫过压致使塑性变形问题；
有效收集密封垫在长期作动时产生的碎削及其他杂质，防止密封面上颗粒物沉积在阀座附件而影响密封；
外锥形密封设计配合阀体密封座，在作动过程中斜面向下有自清理密封面之功能，配合阀座增高设计，有效防止阀体内潮湿空气所产生的冷凝水及其他杂质进入管道内部而造成堵塞，能更好的防止低温泄露；
安全阀整体只有1个泄露点，另由于密封垫低温收缩的原因，配合外锥型密封副结构，能更好的利用材料特性解决安全阀低温密封问题；
有效延长安全阀使用寿命；
有效解决低温下过度提前开启问题；
有效防止安装过程中导致的杂质进入阀体导致密封泄露的问题发生。
附图说明
图1是本发明安全阀的分解立体图；
图2是本发明安全阀的剖视图；
图3是本发明安全阀的阀体剖视图；
图4是本发明安全阀的阀座立体图；以及
图5是本发明安全阀的阀座剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
术语说明
阀座的下端：指环绕凹坑的凸缘
低温安全阀：介质温度在-29℃～-100℃的阀门。
超低温安全阀：介质温度在-100℃以下的阀门。
图1是本发明安全阀的分解立体图，图2是本发明安全阀的剖视图。如图1～2所示，本发明的安全阀100包括阀体10、密封组件、弹簧组件、钢珠40、导向销50以及过滤装置。其中，密封组件包括活塞21和阀座22，弹簧组件包括压紧螺帽31、弹簧32以及弹簧座33，过滤装置包括过滤网61和挡圈62。虽然本发明中的过滤装置由过滤网和挡圈组成，然后，本领域的技术人员可以理解，此处也可以利用其他的过滤装置。
如图3所示，阀体10为腔体结构，其具有入口11和出口12，在阀体10的中部侧壁上设有导向孔13，导向孔13用于安装导向销50，在阀体10内部设有密封座14，密封座14呈凸台状向上凸起，并设有外锥形密封面141，在阀体10的内部环绕密封座14设有凹槽142，环绕凹槽142的外周设有接触面143，接触面143高于凹槽142的底部一定距离，其中，密封座14与阀座22配合，接触面143与活塞21的下端的底面接触，并起到支撑活塞21的作用，在活塞21上下往复运动的过程中，接触面143承受了活塞向下的一大部分力，从而解决阀座22过压导致的塑性变形问题。
如图4～5所示，阀座22呈盆状，其设有凹坑221，环绕凹坑221为凸缘223，在凹坑221的四周设有内锥面222，内锥面222朝凹坑221的底部倾斜并与密封座14的外锥形性密封面141配合，凸缘223的外侧面为外锥面224，当阀座22安装到活塞21之后，外锥面224与活塞21下端的内侧面之间形成间隔，从而配合密封面材质弹性变形，有效延长安全阀的使用寿命。
如图1所示，压紧螺帽31采用卡爪式设计，其具有4个刃口311，从而其与阀体10的接触面积显著减少，在有效排放气体的同时并能防止低温时产生的冰堵问题。
继续参考图1，活塞21呈四棱柱状，其具有四个平面211以及四个弧面212，平面211与弧面212间隔布置，在其中一个弧面212处设有导向槽213，导向槽213用于与导向销50配合，导向销50能够伸入到导向槽213内，从而活塞21只能够沿导向销50上下运动。
活塞21的一端设有开口215，开口215用来容纳弹簧座33，在开口215内设有第二安装槽214，钢珠40安装于第二安装槽214与设于弹簧座33的第一安装槽332之间，从而弹簧组件与密封组件之间的作用力只能通过钢珠40来传递，保证弹簧作用力集中，防止并平衡弹簧倾斜。
由于活塞21的这种设计，减少了活塞21与阀体10内壁的接触面积并与导向销50配合，从而有效减少运动摩擦阻力的同时是密封组件在开启关闭过程中只能沿导向销50运动，防止了密封组件在气体排放过程中在阀体10内旋转而导致阀座22偏移回座不正问题，并且由于棱柱形式的设计更好的清除在低温下阀体10的内壁结霜现象。
弹簧座33的一端设有凸出部331，另一端设有第一安装槽332，其中，凸出部331伸入弹簧32内，弹簧32伸入压紧螺母31中，钢珠40安装于第一安装槽332与第二安装槽214之间，由于钢珠40的应用，使得弹簧32的作用力集中分布在密封组件上，从而保证弹簧32保持平衡并防止其倾斜。
安装时，首先先将导向销50装入导向孔13内，其次将阀座22和活塞21安装到位并一起装入阀体10中，再次将钢珠40装入活塞21的第二安装槽214内，然后安装弹簧组件，最后安装过滤装置，具体为先将过滤网61装入入口11，再安装挡圈62来固定过滤网61。
安装好后，密封座14与阀座22配合，其中，阀座22的凹坑221整体套在密封座14上，凹坑221的底部2211与密封座14的顶部接触，凹坑221的侧面222与密封座14的锥形密封面141配合，环绕凹槽142的接触面143与活塞21的底部接触，在安全阀100的运行中，由于活塞22与密封座14通过锥形密封面141与侧面222配合，且凹槽142位于密封座14的外周，锥形密封面141与凹槽142相连接，因此活塞22在长期动作后产生的碎削及其它杂质能够沿锥形密封面141滑落到凹槽142内，防止密封面上的颗粒物沉积在密封面和阀座上而影响密封。
此外，安装好后，阀座22上的凸缘223与凹槽142的底部有一定间隙，从而保证阀座22在动作后能够回弹，有效解决过压致使的阀座22塑性变形问题。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种安全阀，包括阀体、密封组件以及弹簧组件，所述密封组件与所述弹簧组件安装于所述阀体内，所述密封组件包括阀座和活塞，其特征在于，在所述阀体内设有与所述阀座配合的密封座，所述密封座设有外锥形密封面，所述阀座设有与所述密封座配合的凹坑，在所述凹坑内设有与所述外锥形密封面配合的内锥面；其中在所述阀体内部设有环绕所述密封座的凹槽，当所述阀座安装到所述密封座上之后，所述阀座的下端能够伸入所述凹槽内，其中
所述阀体设有与所述活塞的底部接触的接触面，所述接触面高于所述凹槽的底部以及所述密封座的顶端高于所述接触面。
2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述外锥形密封面的锥度大于所述内锥面的锥度。
3.根据权利要求2所述的安全阀，其特征在于，所述外锥形密封面的锥度大于所述内锥面的锥度10～40度。
4.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述阀座的下端的外侧设有外锥面，当所述阀座安装到所述活塞之后，所述外锥面与所述活塞的下部的内侧面之间形成间隔。
5.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述活塞的外侧面包括平面与弧面，所述平面与所述弧面间隔布置。
6.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀还包括钢珠，所述钢珠设于所述密封组件与所述弹簧组件之间，用于使所述弹簧组件的作用力集中分布在所述密封组件上。
7.根据权利要求6所述的安全阀，其特征在于，所述弹簧组件包括压紧螺帽、弹簧以及弹簧座，所述弹簧座的下底面设有第一安装槽，所述活塞内设有与所述第一安装槽对应的第二安装槽，所述钢珠安装于所述第一安装槽和所述第二安装槽之间。
8.根据权利要求7所述的安全阀，其特征在于，所述压紧螺帽采用卡爪式设计并具有4个刃口。
9.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀还包括导向销，在所述阀体侧壁上设有导向孔，以及所述活塞设有与所述导向销配合的导向槽，所述导向销固定于所述导向孔内并伸入所述导向槽中，从而使得所述密封组件只能沿所述导向销运动。
10.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀还包括过滤装置，所述过滤装置设于所述阀体的入口处。
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