CN105465461A - 弯曲销触发型先导式泄压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲销触发型先导式泄压阀，主要由导阀和主阀组成，其中导阀的主要部件包括销笼螺母、销子、销笼、导阀顶盖、导阀阀瓣、导阀阀体、导阀阀杆，主阀的主要部件包括保护笼、主阀顶盖、主阀上阀座、主阀阀瓣、主阀阀体、主阀下阀座、入口法兰、主阀阀杆，并且主阀上阀腔通过压力平衡管与主阀下腔相连通，压力平衡管上设置开关阀，导阀上阀腔通过连通管与主阀出口端相连通。导阀的设计基于压杆稳定和压杆失稳的原理，当介质压力低于设定压力时销子保持稳定，其轴向推力将导阀阀瓣与阀座压紧而实现密封；当介质压力高于设定压力时，销子失稳弯曲，导阀阀瓣与阀座在介质压力的作用下彼此脱离，从而实现导阀泄压。导阀泄压会进一步触发主阀泄压。

Description

弯曲销触发型先导式泄压阀

技术领域

本发明涉及一种泄压装置，更具体的涉及一种能够在设定压力下泄压的泄压阀。

背景技术

先导式泄压阀由主阀和先导阀两大部分组成，由先导阀的动作触发主阀的泄压动作。目前，多数先导式安全阀的导阀选用的是弹簧式安全阀，当介质压力产生的作用力克服了弹簧载荷时触发导阀泄压，进而触发主阀的泄压。

本发明使用的导阀的设计是基于压杆稳定和压杆失稳的原理，作用在导阀阀瓣上的载荷的加载装置为销子，当介质压力产生的作用力低于销子的失稳临界载荷时，销子稳定，销子的轴向推力使阀瓣与阀座紧密接触而实现导阀密封；当介质压力产生的作用力超过销子的临界载荷时，销子发生失稳而弯曲，导阀的阀瓣与阀座在介质压力的作用下彼此脱离，从而实现导阀泄压，进一步触发主阀泄压。

经查，目前没有先导阀的载荷加载装置为销子的先导式泄压阀。

发明内容

本发明涉及的弯曲销触发型先导式泄压阀主要由导阀和主阀组成，其中导阀的主要部件包括销笼螺母1、销子2、销笼3、导阀顶盖4、导阀阀瓣6、导阀阀体7、导阀阀杆8，主阀的主要部件包括保护笼9、主阀顶盖10、主阀上阀座11、主阀阀瓣12、主阀阀体13、主阀下阀座14、入口法兰17、主阀阀杆18，并且主阀上阀腔通过压力平衡管15与主阀下腔相连通，压力平衡管15上设置开关阀16，导阀上阀腔通过连通管5与主阀出口端相连通。

其中，导阀的下腔与主阀上腔相连通，再经压力平衡管15与主阀下腔连通，在压力达到平衡时，主阀上腔、主阀下腔和导阀下腔压力相同；主阀阀瓣12的上表面面积大于下表面面积，因此，其上表面所承受的压力大于下表面所承受的压力，使主阀阀瓣12与主阀下阀座14紧密接触而形成可靠密封。

触发导阀泄压进而触发主阀泄压的部件是销子2，其安装于导阀阀体7外部，一端与导阀阀杆8相接，另一端与销笼螺母1内侧相接；当导阀下腔内压力低于特定点时，销子2承受的载荷小于其临界载荷而处于稳定状态，实现导阀密封，并使主阀具备实现密封的条件；当导阀下腔内压力高于特定点时，销子2承受的载荷超过临界载荷而失稳弯曲，此时其有效长度会瞬间大幅度变小，作用在导阀阀杆8上的推力会骤然降低，导阀泄压进而触发主阀泄压；在销子发生失稳弯曲而实现阀门泄压后，可以在从阀体外部将主阀阀杆18和导阀阀杆8复位后将其更换。

导阀阀杆8位于导阀阀体7外部的一端与导阀销子2相接，其位于阀体7内部的一端与导阀阀瓣6相连接，销子2作用于其上的推力可以传递至阀瓣6。

其中的保护笼9能够防止主阀泄压时主阀阀杆18的动作对误进入阀杆18动作范围的人的肢体带来伤害。

其中的开关阀16可以切断进入主阀上腔的压力。

附图说明

附图1为本发明涉及的弯曲销触发型先导式泄压阀的主要结构；

附图2为本发明涉及的弯曲销触发型先导式泄压阀中导阀上腔、下腔以及主阀上腔、下腔的位置；

附图3为本发明涉及的弯曲销触发型先导式泄压阀在正常工作状态的示意图；

附图4为本发明涉及的弯曲销触发型先导式泄压阀在泄压状态的示意图。

具体实施方式

弯曲销触发型先导式泄压阀，主要由导阀和主阀组成，其中导阀的主要部件包括销笼螺母1、销子2、销笼3、导阀顶盖4、导阀阀瓣6、导阀阀体7、导阀阀杆8，主阀的主要部件包括保护笼9、主阀顶盖10、主阀上阀座11、主阀阀瓣12、主阀阀体13、主阀下阀座14、入口法兰17、主阀阀杆18，并且主阀上阀腔通过压力平衡管15与主阀下腔相连通，压力平衡管15上设置开关阀16，导阀上阀腔通过连通管5与主阀出口端相连通。见图1。

销子2是控制先导阀密封与泄压的关键部件，其安装于导阀阀体7外部，一端与销笼螺母1内侧相接，另一端与导阀阀杆8相接，通过阀杆导阀8向导阀阀瓣6加载载荷，控制导阀阀瓣6与阀座的接触与分离，进而控制先导阀的密封与泄压。

导阀阀杆8位于导阀阀体7内部的一端与导阀阀瓣6相连接，位于导阀阀体7外部的一端与销子2相接，销子2作用于阀杆8上的推力可以传递至阀瓣6。

当主阀阀瓣12下部与主阀下阀座14紧密接触时主阀实现密封，当主阀阀瓣下部与主阀下阀座14分离时主阀实现泄压。

阀杆18位于主阀阀体13外部的一端不受约束，位于阀体13内部的一端与主阀阀瓣12相连接。

本发明实现密封与泄压的原理如下：

导阀的上腔通过连通管5与系统下游管道连通，导阀泄压时压力会向系统下游管道泄放；导阀下腔与主阀的上腔连通。而主阀的上腔和下腔通过压力平衡管15与系统上游管道连通。因此，主阀下腔、上腔和导阀的下腔都是与上游管道连通的，这几部分的压力与上游管道压力相等。

通过合理选择主阀阀瓣12上表面和下表面的表面积，使得主阀阀瓣12上表面有效面积略大于其下表面的有效面积，进而使阀瓣12上表面的受力略大于下表面受力，使主阀阀瓣12在泄压前能稳定地与主阀下阀座14紧密接触而形成可靠密封。

本发明使用的导阀的设计是基于压杆失稳的原理。当系统压力未达到泄压设定值时，阀门高压侧和低压侧压差P＜P_cr，导阀销子2上的载荷小于其失稳临界载荷而保持稳定，销子2通过阀杆8向阀瓣6加载的载荷会使阀瓣6与阀座紧密接触而实现密封，先导阀处于密封状态。此时，主阀阀瓣与下阀座紧密接触而实现密封，阀门处于正常工作状态。弯曲销触发型先导式泄压阀正常工作状态如图2所示。

当系统压力超过泄压设定值时，阀门高压侧和低压侧压差P≥P_cr，导阀销子2上的载荷大于等于其失稳临界载荷，压杆失稳弯曲，销子2的有效长度会瞬间大幅度变小，其作用在阀杆8上的推力会骤然降低，阀瓣6与阀座会在瞬间分离，此时，在介质压力的作用下，阀瓣6推动阀杆8在阀杆座的导向下移动，阀瓣6与阀座2之间会产生一定的距离而使导阀上、下腔连通。因为导阀的上腔是通过连通管与系统下游管道连通的，且导阀下腔是与主阀上腔连通的，所以此时主阀上腔的压力会迅速向下游管道泄放而骤然降低。主阀的下腔通过连通管16与主阀上腔相连通，连通管16的直径经过合理计算，管径较细，产生了很大的泄压阻力，主阀下腔与上腔的压力不会很快平衡，下腔与上腔之间的压差会使主阀阀瓣的下表面压力大于上表面压力，此压力差会将主阀阀瓣12从主阀下阀座14上推开，从而到达上游介质向下游泄压的作用。弯曲销触发型先导式泄压阀泄压状态如图3所示。

阀门泄压后，可以从主阀阀体13外部对主阀阀杆18施加压力而使主阀阀瓣12主阀下阀座14重新紧密接触而实现主阀的复位，然后可以从导阀阀体7外部将导阀阀杆8复位，使导阀阀瓣6与阀座7重新紧密接触后将销子2更换，整个阀门完成复位。

由于管道内的压力上升是不可预知且不能人为控制的，阀门的开启具有不可预知性，故设置保护笼9，其能够防止主阀泄压时主阀阀杆18的动作对误进入阀杆18动作范围的人的肢体带来伤害。

在阀门投入使用一段时间后，为使得操作人员可以在线检查阀门主阀阀瓣12和导阀阀瓣6是否与阀座发生粘连而不能开启或者开启阻力过大而影响了阀门的泄压精度，设置开关阀16，方便操作人员在线检查阀门的可靠性，具体实施方式如下：

将位于泄压阀上游的截断阀关闭，并通过开启位于泄压阀和开关阀之间的放空塞将泄压阀内的压力放空，在此过程中开关阀16应处于开启位置，以保证主阀上腔、主阀下腔、导阀上腔、导阀下腔内的压力全部放空。从位于泄压阀与开关阀之间的放空塞缓慢注入压力至泄压阀厂家规定的压力值P1，然后沿悬松销笼螺母1的方向缓慢旋转将销笼螺母1旋转1/2至1圈，并注意观察先导阀阀杆8的移动，若其随销子2一起移动，说明先导阀正常。缓慢地将销笼螺母1旋紧至初始位置，关闭开关阀16，继续从位于泄压阀与开关阀之间的放空塞缓慢注入压力，由于开关阀16已经关闭，主阀上腔中的压力始终保持为P1，在此过程中注意观察主阀阀杆18的移动，若在压力达到泄压阀厂家规定的压力值P2之前主阀阀杆18出现了位移，说明主阀正常，整个泄压阀处于正常工作状态。

本发明的有益效果是，相对于弹簧直接载荷式先导阀而言，弯曲销触发型先导阀的结构较简单，且其口径的选取与主阀所连接管道的口径无关，便于备件的管理并可以有效降低备件库存。并且可以在线检查泄压阀是否处于正常工作状态。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特种和/或步骤之外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可以被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种弯曲销触发型先导式泄压阀，主要由导阀和主阀组成，其中导阀的主要部件包括销笼螺母(1)、销子(2)、销笼(3)、导阀顶盖(4)、导阀阀瓣(6)、导阀阀体(7)、导阀阀杆(8)，主阀的主要部件包括保护笼(9)、主阀顶盖(10)、主阀上阀座(11)、主阀阀瓣(12)、主阀阀体(13)、主阀下阀座(14)、入口法兰(17)、主阀阀杆(18)，主阀上阀腔通过压力平衡管(15)与主阀下腔相连通，压力平衡管(15)上设置开关阀(16)，导阀上阀腔通过连通管(5)与主阀出口端相连通，其特征是：触发导阀泄压进而触发主阀泄压的部件是销子(2)，由销子(2)的失稳弯曲触发阀门泄压。

2.根据权利要求1所述的弯曲销触发型先导式泄压阀，其中导阀的下腔与主阀上腔相连通，再通过压力平衡管(15)与主阀下腔相连通，压力平衡管(15)上设置开关阀(16)，在开关阀(16)开启后压力达到平衡时导阀下腔与主阀下腔的压力相同。

3.根据权利要求1或2所述的弯曲销触发型先导式泄压阀，其中的主阀阀瓣(12)的上表面面积大于下表面面积，因此，其上表面所承受的压力大于下表面所承受的压力，使主阀阀瓣(12)与主阀下阀座(14)紧密接触而形成可靠密封。

4.根据权利要求1所述的弯曲销触发型先导式泄压阀，其中的保护笼(9)能够防止主阀泄压时主阀阀杆(18)的动作对误进入阀杆(18)动作范围的人的肢体带来伤害。