CN105508717B - 一种爆管紧急切断阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门设备技术领域，公开了一种爆管紧急切断阀，其包括蝶阀、与蝶阀连接的流速检测机构和关阀驱动装置、传力机构。蝶阀两侧的关阀驱动装置与手动蜗轮箱分别通过重锤端阀轴和轮箱阀轴与阀板组件连接。流速检测机构的流速检测臂和检测臂支轴将检测到的作用力通过传力机构控制锁定销轴活动。关阀驱动装置包括支架主板、一端设有重锤的重锤杆、和设置于支架主板上的缓冲组件、重锤杆限位装置和锁定销轴；重锤杆限位装置分别与锁定销轴和重锤杆上的重锤杆销轴配合控制重锤的下落和定位。本发明采用蝶阀为切断阀，全通径直流通道，流阻小。采用纯机械自力驱动关阀动作，结构简单可靠。采用缓冲组件控制重锤的下落速度防止产生关阀水锤。

Description

一种爆管紧急切断阀

技术领域

本发明涉及阀门设备技术领域，具体地，涉及一种爆管紧急切断阀。

背景技术

在各种长距离输水管线中，由于系统自身问题或外部机械设备问题，可能会发生爆管事故。若没有紧急切断阀，当管线发生爆管后，爆管处大量泄水，导致水淹事故，严重时可能危及到人身安全及财务损失。同时，因超大流量泄水而造成爆管附近的拐点处形成瞬时高真空，导致管道负压失稳。其次，在爆管事故发生时，切断阀不能过快的关闭，否则将容易产生关阀水锤，对管道造成二次破坏，因而需要控制阀门紧急切断的速度，最大限度减少水流损失同时缓闭无水锤产生。

现有的爆管紧急切断阀的阀体结构为角式，对管道内流体产生的流阻大；在发生爆管时需要使用液压或电力驱动进行切断阀门动作，一旦液压系统回路或电路出现故障，将影响阀门的可靠性，而且关阀速度快，容易产生关阀水锤，对管道造成二次破坏。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构可靠、流阻小且防止产生水锤的爆管紧急切断阀。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种爆管紧急切断阀，包括蝶阀、流速检测机构、传力机构和关阀驱动装置；

所述蝶阀包括阀体、阀板组件、重锤端阀轴、用于开启阀板组件的手动蜗轮箱，所述重锤端阀轴与阀板组件的一端连接，所述手动蜗轮箱通过蜗轮箱阀轴与阀板组件的另一端连接；

所述流速检测机构包括与蝶阀连接的短管、一端与短管中部连通且另一端密封的检测支管、流速检测臂和改变流速检测范围的调节装置；所述检测支管的上部设有轴座，所述轴座与检测臂支轴活动连接，所述流速检测臂的检测端设置于短管内，所述流速检测臂的顶端与检测臂支轴固定连接；所述调节装置与检测臂支轴连接；

所述关阀驱动装置包括支架主板、一端设有重锤的重锤杆、和设置于支架主板上的缓冲组件、重锤杆限位装置和锁定销轴；所述支架主板与阀体连接，所述重锤端阀轴与重锤杆的另一端连接；所述缓冲组件与重锤杆的中部铰接；所述重锤杆限位装置分别与锁定销轴和重锤杆上的重锤杆销轴配合控制重锤的下落和定位；

所述检测臂支轴通过传力机构与锁定销轴传动，实现锁定销轴的伸出和缩入，从而实现对重锤的锁定和解除。

在管道正常供水时，水流对流速检测臂的检测端形成冲击力，推动流速检测臂在一定的幅度内摆动，水流流速越快摆动幅度越大。当发生爆管等事故时，管道内的水流流速异常升高，流速检测臂的摆动幅度达到预设值时，流速检测臂带动检测臂支轴转动，进而通过传力机构解除锁定销轴与重锤杆限位装置的锁定关系。重锤下落的过程中带动重锤端阀轴转动90°，进而驱动阀板组件将蝶阀关闭。重锤下落过程中缓冲组件起到了控制重锤下落的速度作用，控制关闭时间，避免产生水锤。在管道恢复正常后，通过旋转手动蜗轮箱即可打开蝶阀，恢复正常供水，同时重锤在重锤端阀轴的驱动下上升，关阀驱动装置与锁定销轴锁紧。

为了便于与调节装置连接和传递检测臂支轴的力矩，且防止流速检测臂大幅度摆动而碰触到检测支管，造成损坏，进一步地，所述检测臂支轴的末端设有联轴器，所述联轴器上设有限制检测臂支轴轴向旋转角度的限位件，所述检测支管的外壁设有与限位件相配合的限位销轴。

进一步地，所述限位件为联轴器上的凹槽、设置于所述凹槽的侧壁上相互对称的螺纹孔和与螺纹孔配套的螺栓；所述限位销轴的一端位于螺栓之间。所述螺栓可调节与限位销轴之间的距离，进而限定了联轴器的转动角度，即流速检测臂的摆动幅度。

进一步地，所述调节装置包括调节杠杆和滑块；所述滑块设置于调节杠杆的两端；所述调节杠杆上设有刻度，所述调节杠杆的中部通过联轴器与检测臂支轴固定连接。所述调节装置通过控制调节杠杆两端的滑块，来调节流速检测臂摆动幅度达到预设值。

进一步地，所述流速检测臂包括支杆和检测端，所述检测端为设置在支杆底端的挡板，所述支杆的顶端与检测臂支轴固定连接。所述流速检测臂对流速变动做出直接的响应，使得检测更加快速，结果更加可靠。

进一步地，所述传力机构包括与检测臂支轴固定连接的传力杆、连接杆、直角曲柄；所述传力杆通过铰接件与连接杆的一端连接；所述直角曲柄绕固定中心轴转动，其一端分别与锁定销轴连接，另一端与连接杆铰接。所述检测臂支轴的作用力通过联轴器传递到传力杆，传力杆通过连接杆和直角曲柄将作用力传递给锁定销轴，实现锁定销轴的运动。

更进一步地，所述传力杆通过联轴器与检测臂支轴固定连接。

更进一步地，所述铰接件包括与传力杆连接的主动件和与连接杆连接的从动件，所述主动件或从动件的轴向上设有至少一个铰接部位。所述主动件或从动件的铰接部位可以根据连接杆等部件的长短或作用力的大小进行选择，以使得满足传动要求。

进一步地，所述支架主板与销轴支架连接，锁定销轴设置于销轴支架上，所述固定中心轴与销轴支架连接。更进一步地，所述销轴支架为U形架，锁定销轴的两端设置于U形架的侧壁，所述固定中心轴与U形架的底板连接。

进一步地，所述锁定销轴的一端部设有通槽，另一端设有销轴衬套；所述直角曲柄的一端与通槽配合，所述销轴衬套内设有与锁定销轴配合的弹簧。所述销轴衬套内的弹簧有助于锁定销轴弹出复位。

进一步地，所述支架主板与锁定销轴支架之间还设有衬套压板，所述销轴衬套与衬套压板和支架主板连接。所述衬套压板具有保护锁定销轴以及直角曲柄等部件的作用，同时便于销轴衬套的安装。

进一步地，所述支架主板与蝶阀的重锤端阀轴的轴座法兰固定连接。

进一步地，所述缓冲组件为液压油缸组件，所述液压油缸组件的活塞杆与重锤杆的中部铰接。通过液压油缸组件可以控制重锤下落的速度，进而控制蝶阀的关阀时间，防止产生水锤。

进一步地，所述液压油缸组件还包括设置在回油管路上的液压油流量控制阀。所述液压流量控制阀能够调节液压油通过的流量，从而控制切断关阀时间。

进一步地，所述重锤杆限位装置包括滑槽凸轮、转盘、转盘销轴、重锤卡块；所述滑槽凸轮包括设于滑槽凸轮边缘的与锁定销轴相配合的挂钩部、限制所述转盘销轴运动的沿滑槽凸轮径向设置的滑槽；所述滑槽凸轮与轮盘连接，所述轮盘的中心通过销轴设置于支架主板上；所述转盘的中心通过销轴设于支架主板上，所述转盘的径向上设有通孔，所述转盘销轴的一端固定于通孔上，另一端与所述滑槽配合；所述重锤卡块与转盘连接，重锤卡块的径向上设有与重锤杆销轴相配合的卡口。所述重锤限位装置具有结构简单，安全可靠的优点。

为了便于重锤杆销轴与卡口配合，进一步地，所述卡口的开口处设有倒角。

进一步地，所述支架主板还设有限制重锤杆过度旋转的第二限位件。当蝶阀进行紧急切断时，重锤下落，重锤杆旋转90°后，将与第二限位件接触，避免蝶阀的阀板全关闭到位后，在重锤的作用下过度挤压阀板的橡胶密封圈而造成损坏。

进一步地，所述第二限位件包括设置在支架主板的带有螺纹孔的连接块、螺母、与螺纹孔和螺母配合的螺栓。通过螺栓与连接块配合，可调节所需的尺寸以便补偿加工和装配误差。

为了增大与第二限位件的接触面，进一步地，所述重锤杆上设有与螺栓配合的凸块。

为了防止杂物碰到联轴器、调节装置等部件，造成蝶阀误动作，进一步地，所述检测支管的顶部设有保护调节装置和传力机构的保护板。

更进一步的，所述爆管紧急切断阀还设有用于保护传力杆、连接杆、直角曲柄和锁定销轴的防护罩。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用蝶阀为切断阀，全通径直流通道，阀门过流量大，流阻小。采用纯机械自力驱动关阀动作，结构简单可靠，维护简便。

本发明采用缓冲组件控制重锤的下落速度，进而调节关阀时间，防止产生关阀水锤，造成二次破坏。

附图说明

图1为所述爆管紧急切断阀的结构示意图；

图2为所述蝶阀的结构示意图；

图3为所述流速检测机构的剖视图；

图4为所述流速检测机构的结构示意图；

图5为所述关阀驱动装置的结构示意图；

图6为所述联轴器的结构示意图；

图7为所述传力机构的结构示意图；

图8为传力机构防护罩的结构示意图；

图9为所述重锤杆限位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，一种爆管紧急切断阀，包括蝶阀1、流速检测机构2、传力机构3和关阀驱动装置4；

如图2所示，蝶阀1包括阀体11、阀板组件12、重锤端阀轴13、用于开启阀板组件12的手动蜗轮箱14。重锤端阀轴13与阀板组件12的一端连接，手动蜗轮箱14通过蜗轮箱阀轴(未示出)与阀板组件12的另一端连接。

如图3和4所示，流速检测机构2包括与蝶阀1连接的短管21、一端与短管21中部连通且另一端密封的检测支管22、流速检测臂23和改变流速检测范围的调节装置24。检测支管22的上部设有轴座25，轴座25与检测臂支轴26活动连接，流速检测臂23的检测端231设置于短管21内。流速检测臂23的顶端与检测臂支轴26固定连接。调节装置24与检测臂支轴26连接。

如图5所示，关阀驱动装置4包括支架主板41、一端设有重锤42的重锤杆43、和设置于支架主板41上的缓冲组件44、重锤杆限位装置45和锁定销轴46；支架主板41与阀体11连接。重锤端阀轴13与重锤杆43的另一端连接；缓冲组件44与重锤杆43的中部铰接；重锤杆限位装置45分别与锁定销轴46和重锤杆43上的重锤杆销轴431配合控制重锤42的下落和定位。

检测臂支轴26通过传力机构3与锁定销轴46传动，实现锁定销轴46的伸出和缩入，从而实现对重锤42的锁定和解除。

在管道正常供水时，水流对流速检测臂的检测端形成冲击力，推动流速检测臂在一定的幅度内摆动，水流流速越快摆动幅度越大。当发生爆管等事故时，管道内的水流流速异常升高，流速检测臂的摆动幅度达到预设值时，流速检测臂带动检测臂支轴转动，进而通过传力机构解除锁定销轴与重锤杆限位装置的锁定关系。重锤下落的过程中带动重锤端阀轴转动90°，进而驱动阀板组件将蝶阀关闭。重锤下落过程中缓冲组件起到了控制重锤下落的速度作用，控制关闭时间，避免产生水锤。在管道恢复正常后，通过旋转手动蜗轮箱即可打开蝶阀，恢复正常供水，同时重锤在重锤端阀轴的驱动下上升，关阀驱动装置与锁定销轴锁紧。

为了便于与调节装置连接和传递检测臂支轴的力矩，且防止流速检测臂大幅度摆动而碰触到检测支管，造成损坏。检测臂支轴26的末端设有联轴器28，联轴器28上设有限制检测臂支轴26轴向旋转角度的限位件。检测支管22的外壁设有与限位件相配合的限位销轴27。

如图6所示，具体地，限位件为联轴器28上的凹槽281、设置于凹槽281的侧壁上相互对称的螺纹孔和与螺纹孔配套的螺栓282。限位销轴27的一端位于螺栓282之间。螺栓282可调节与限位销轴27之间的距离，进而限定了联轴器28的转动角度，即流速检测臂23的摆动幅度。

调节装置24包括调节杠杆241和滑块242。滑块242设置于调节杠杆241的两端。调节杠杆241上设有刻度，调节杠杆241的中部通过联轴器28上的通孔283与检测臂支轴26固定连接。调节装置24通过控制调节杠杆241两端的滑块242，来调节流速检测臂23摆动幅度达到预设值。

流速检测臂23包括支杆和检测端231，检测端231为设置在支杆底端的挡板，支杆的顶端与检测臂支轴26固定连接。流速检测臂23对流速变动做出直接的响应，使得检测更加快速，结果更加可靠。

如图7所示，传力机构3包括与联轴器28固定连接的传力杆31、连接杆32、直角曲柄33。传力杆31通过铰接件与连接杆32的一端连接。直角曲柄33绕固定中心轴331转动，其一端分别与锁定销轴46连接，另一端与连接杆32铰接。检测臂支轴26的作用力通过联轴器28传递到传力杆31，传力杆31通过连接杆32和直角曲柄33将作用力传递给锁定销轴46，实现锁定销轴46的运动。

具体地，铰接件包括与传力杆31连接的主动件341和与连接杆32连接的从动件342。主动件341的轴向上设有3个铰接部位343。主动件341或从动件342的铰接部位343可以根据连接杆32等部件的长短或作用力的大小进行选择，以使得满足传动要求。

支架主板41与销轴支架461连接，锁定销轴46设置于销轴支架461上。固定中心轴331与销轴支架461连接。更进一步地，销轴支架461为U形架，锁定销轴46的两端设置于U形架的侧壁，固定中心轴331与U形架的底板连接。

锁定销轴46的一端部设有通槽462，另一端设有销轴衬套463。直角曲柄33的一端与通槽462配合。销轴衬套463内设有与锁定销轴46配合的弹簧。销轴衬套463内的弹簧有助于锁定销轴46弹出复位。

支架主板41与销轴支架461之间还设有衬套压板464。销轴衬套463与衬套压板464和支架主板41连接。衬套压板464具有保护锁定销轴46以及直角曲柄33等部件的作用，同时便于销轴衬套463的安装。

支架主板41与蝶阀1的重锤端阀轴13的轴座法兰131固定连接。

缓冲组件44为液压油缸组件，液压油缸组件的活塞杆442与重锤杆43的中部铰接。通过液压油缸组件可以控制重锤42下落的速度，进而控制蝶阀的关阀时间，防止产生水锤。另外在重锤42下落到极限位置后可以防止重锤反弹，造成关阀不紧。

液压油缸组件还包括设置在回油管路上的液压油流量控制阀441。液压流量控制阀441能够调节液压油通过的流量，从而调节切断关阀时间。

如图9所示，重锤杆限位装置45包括滑槽凸轮451、转盘452、转盘销轴453、重锤卡块454。滑槽凸轮451包括设于滑槽凸轮边缘的与锁定销轴46相配合的挂钩部4512、限制转盘销轴453运动的沿滑槽凸轮451径向设置的滑槽4513。滑槽凸轮451与轮盘455连接，轮盘455的中心通过销轴设置于支架主板41上。转盘452的中心通过销轴设于支架主板41上，转盘452的径向上设有通孔，转盘销轴453的一端固定于通孔上，另一端与滑槽4513配合。重锤卡块454与转盘452连接，重锤卡块454的径向上设有与重锤杆销轴431相配合的卡口4541。重锤限位装置45具有结构简单，安全可靠的优点。

为了便于重锤杆销轴431与卡口4541配合，卡口4541的开口处设有倒角。

支架主板41还设有限制重锤杆43过度旋转的第二限位件47。当蝶阀1进行紧急切断时，重锤42下落，重锤杆43旋转90°后，将与第二限位件47接触，避免蝶阀1的阀板全关闭到位后，在重锤42的作用下过度挤压阀板的橡胶密封圈而造成损坏。

第二限位件47包括设置在支架主板41的带有螺纹孔的连接块471、螺母472、与螺纹孔和螺母配合的螺栓473。通过螺栓473与连接块471配合，可调节所需的尺寸以便补偿加工和装配误差。

为了增大与第二限位件47的接触面，重锤杆43上设有与螺栓473配合的凸块。

为了防止杂物碰到联轴器28、调节装置24等部件，造成蝶阀1误动作，检测支管22的顶部设有保护调节装置24和传力机构3的保护板29。

如图8所示，爆管紧急切断阀还设有用于保护传力杆31、连接杆32、直角曲柄33和锁定销轴46的防护罩35。

显然，上述实施例仅仅是为 清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种爆管紧急切断阀，其特征在于，包括蝶阀、流速检测机构、传力机构和关阀驱动装置；

所述蝶阀包括阀体、阀板组件、重锤端阀轴、用于开启阀板组件的手动蜗轮箱，所述重锤端阀轴与阀板组件的一端连接，所述手动蜗轮箱通过蜗轮箱阀轴与阀板组件的另一端连接；

所述流速检测机构包括与蝶阀连接的短管、一端与短管中部连通且另一端密封的检测支管、流速检测臂和改变流速检测范围的调节装置；所述检测支管的上部设有轴座，所述轴座与检测臂支轴活动连接，所述流速检测臂的检测端设置于短管内，所述流速检测臂的顶端与检测臂支轴固定连接；所述调节装置与检测臂支轴连接；

所述关阀驱动装置包括支架主板、一端设有重锤的重锤杆、和设置于支架主板上的缓冲组件、重锤杆限位装置和锁定销轴；所述支架主板与阀体连接，所述重锤端阀轴与重锤杆的另一端连接；所述缓冲组件与重锤杆的中部铰接；所述重锤杆限位装置分别与锁定销轴和重锤杆上的重锤杆销轴配合控制重锤的下落和定位；

所述检测臂支轴通过传力机构与锁定销轴传动，实现锁定销轴的伸出和缩入，从而实现对重锤的锁定和解除；

所述检测臂支轴的一末端设有联轴器，所述联轴器上设有限制检测臂支轴轴向旋转角度的限位件，所述检测支管的外壁设有与限位件相配合的限位销轴；

所述限位件为联轴器上的凹槽、设置于所述凹槽的侧壁上相互对称的螺纹孔和与螺纹孔配套的螺栓；所述限位销轴的一端位于螺栓之间；

所述调节装置包括调节杠杆和滑块；所述滑块设置于调节杠杆的两端；所述调节杠杆上设有刻度；所述调节杠杆的中部通过联轴器与检测臂支轴固定连接；

所述传力机构包括与检测臂支轴固定连接的传力杆、连接杆、直角曲柄；所述传力杆通过铰接件与连接杆的一端连接；所述直角曲柄绕固定中心轴转动，其一端分别与锁定销轴连接，另一端与连接杆铰接；

铰接件包括与传力杆连接的主动件和与连接杆连接的从动件，主动件的轴向上设有3个铰接部位；

还包括销轴支架，支架主板与销轴支架连接，锁定销轴设置于销轴支架上，直角曲柄的固定中心轴与销轴支架连接，销轴支架为U形架，锁定销轴的两端设置于U形架的侧壁，固定中心轴与U形架的底板连接；

所述锁定销轴的一端部设有通槽，另一端设有销轴衬套；所述直角曲柄的一端与通槽配合，所述销轴衬套内设有与锁定销轴配合的弹簧；

支架主板与销轴支架之间还设有衬套压板，销轴衬套与衬套压板和支架主板连接，衬套压板具有保护锁定销轴以及直角曲柄的作用，同时便于销轴衬套的安装；

检测支管的顶部设有保护调节装置和传力机构的保护板。

2.根据权利要求1所述爆管紧急切断阀，其特征在于，所述缓冲组件为液压油缸组件，所述液压油缸组件的活塞杆与重锤杆的中部铰接。

3.根据权利要求2所述爆管紧急切断阀，其特征在于，所述液压油缸组件还包括设置在回油管路上的液压油流量控制阀。

4.根据权利要求1所述爆管紧急切断阀，其特征在于，所述重锤杆限位装置包括滑槽凸轮、转盘、转盘销轴、重锤卡块；所述滑槽凸轮包括设于滑槽凸轮边缘的与锁定销轴相配合的挂钩部、限制所述转盘销轴运动的沿滑槽凸轮径向设置的滑槽；所述滑槽凸轮与轮盘连接，所述轮盘的中心通过销轴设置于支架主板上；所述转盘的中心通过销轴设于支架主板上，所述转盘的径向上设有通孔，所述转盘销轴的一端固定于通孔上，另一端与所述滑槽配合；所述重锤卡块与转盘连接，重锤卡块的径向上设有与重锤杆销轴相配合的卡口。

5.根据权利要求1所述爆管紧急切断阀，其特征在于，所述支架主板还设有限制重锤杆过度旋转的第二限位件；所述第二限位件包括设置在支架主板的带有螺纹孔的连接块、螺母、与螺纹孔和螺母配合的螺栓。