CN105952935B - 一种液/气动高压卸压阀 - Google Patents

一种液/气动高压卸压阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种液/气动高压卸压阀，该卸压阀能够以低压油/气为动力，适应高压油卸荷，体积小、重量轻、可靠性高，可实现远程卸压。其整体结构包括高压舱、低压舱以及用于连接高压舱和低压舱的连接法兰。该卸压阀以柱状阀和球阀结合形式，保证高温高压油液的密封。需要卸压时，利用低压舱输入的低压油(气)，推动针形顶杆打开高压舱的密封球和柱形阀芯，完成卸压。为了防止振动和噪声，避免冲蚀密封部件，设计了特殊的变化的节流舱间隙通道，使得流动的高压油经过沿程压力损失，油压降低。卸压后油液顺着间隙流动，从卸压阀回油接口流出。

Description

一种液/气动高压卸压阀
技术领域
本发明涉及一种卸压阀，具体涉及一种用于高温高压危险场合高压容器/油管道的卸压阀。
背景技术
在工程机械设备和油田、建筑、冶金等特种压力试验场合，存在高温高压液体容器/油管道这种流体传动系统。常用的安全阀是溢流阀，只能限定液体管路的最大压力在一定值，而不能直接卸压到零值。由于工作环境中压力容器和管道中的油压较高，有时达到60MPa以上，容易出现管道渗漏、设备工作异常等意外情况，如不及时卸压，高温高压液体管路爆裂，高速动能介质极易造成人员和设备伤亡，极为危险，存在安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液/气动高压卸压阀，该卸压阀能够适应高压油/气，体积小、重量轻、可靠性高，可实现远程卸压。
该卸压阀包括：高压舱、低压舱和连接法兰；
所述高压舱包括：高压舱壳体以及位于高压舱壳体内部的高压舱弹簧、柱形阀芯(4)和节流舱；所述高压舱壳体一端开口一端封闭；所述柱形阀芯有中心盲孔，在其圆周面上加工有环形沟槽，沟槽内有和与其中心盲孔贯通的节流孔；所述节流舱为具有中心通孔的柱形结构，在其一端端面上加工有环形腔，在所述节流舱的内圆周面上加工有贯通其中心通孔和所述环形腔的节流孔；所述节流舱位于高压舱壳体内，其未设置环形腔的一端与所述高压舱壳体的内底面接触；外圆周面上套有高压舱密封圈的柱形阀芯位于所述节流舱的中心通孔内，在所述柱形阀芯的中心盲孔内放置高压舱弹簧，所述高压舱弹簧的一端与柱形阀芯的内底面抵触，另一端与高压舱壳体的内底面抵触；在所述高压舱壳体的封闭端设置有与柱形阀芯的中心盲孔贯通的高压油接口；卸压阀处于闭合状态时，所述高压舱弹簧处于自然状态，柱形阀芯的开口端与高压舱壳体的内底面之间有间隙，柱形阀芯上的节流孔与节流舱上的节流孔不在同一径向截面上；
所述低压舱包括：低压舱壳体以及位于低压舱壳体内的传动盖、针形顶杆和低压舱弹簧；所述低压舱壳体一端开口，另一端加工有过孔，在其开口端密封安装低压油/气口盖；所述低压油/气口盖上设置有与所述低压舱壳体中心孔贯通的低压油/气接口；所述针形顶杆为阶梯杆，其一端固定传动盖后密封安装在低压舱壳体内，所述传动盖与低压油/气口盖间有间隙，另一端从低压舱壳体的过孔伸出；所述针形顶杆位于低压舱壳体内部分的外圆周面上套装有低压舱弹簧，所述低压舱弹簧的一端与所述针形顶杆的轴肩抵触，另一端与所述低压舱壳体过孔所在端的内底面抵触；设置在所述低压舱壳体的外圆周面上的回油/气接口与低压舱弹簧所在环形区域贯通；卸压阀处于闭合状态时，所述低压舱弹簧处于自然状态，针形顶杆的轴肩与压舱壳体过孔所在端的内底面之间有间隙；
所述连接法兰的一端与所述高压舱相连，另一端与所述低压舱相连，具体为：在所述连接法兰一端的中心位置放置有密封球，将连接法兰放置有密封球的一端密封固接在所述高压舱壳体的开口端，使所述密封球与所述柱型阀芯的封闭端接触，处于连接法兰的阀座上；连接法兰的另一端密封安装在所述低压舱壳体的过孔端；所述针形顶杆伸出低压舱壳体的部分穿过连接法兰的中心孔抵触所述密封球，所述针形顶杆与低压舱壳体的过孔以及连接法兰的中心孔间有间隙。
有益效果：
(1)该卸压阀能够适应高压油/气，体积小、重量轻、可靠性高，可实现远程卸压。
(2)该卸压阀以柱状阀和球阀结合的形式，保证高温高压油液的密封；需要卸压时，利用低压舱输入的低压油/气，推动针形顶杆打开高压舱的密封球和柱形阀芯，完成卸压。
(3)为了防止振动和噪声，避免冲蚀密封部件，设计特殊的变化的节流舱间隙通道，使得流动的高压油经过沿程压力损失，油压降低；卸压后油液顺着间隙流动，从卸压阀回油接口流出。
附图说明
图1为本发明卸压阀闭合状态时的整体结构示意图；
图2为本发明卸压阀打开状态时的整体结构示意图；
图3为本发明卸压阀工作时高压舱油路走向示意图；
图4为本发明卸压阀工作时低压舱油路走向示意图。
其中：1-高压舱壳体、2-高压舱弹簧、3-高压舱密封圈、4-柱型阀芯、5-节流舱、6-密封球、7-针形顶杆、8-连接法兰、9-低压舱弹簧、10-低压舱壳体、11-低压舱密封圈、12-导向环、13-传动盖、14-低压油口盖密封圈、15-低压油口盖、16-高压油接口、17-卸压后高压油流动接口、18-回油接口、19-低压油接口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。
本实施例提供一种液动高压卸压阀，该卸压阀能够适应60MPa高压油，体积小、重量轻、安全性好，可靠性高，可实现远程卸压。
如图1和图2所示，该高压卸压阀有三个与外部连接的接口，分别为高压油接口16、低压油接口19和回油接口18。
其整体结构包括高压舱、低压舱和连接法兰8，其中高压舱包括：高压舱壳体1以及位于高压舱壳体1内部的的高压舱弹簧2、柱形阀芯4和节流舱5。所述高压舱壳体1为一端开口一端封闭的结构，在其封闭端设置有与其中心孔贯通的高压油接口16。所述柱形阀芯4为具有中心盲孔的柱形结构(即一端开口一端封闭)，在其圆周面上加工有一个环形沟槽，沟槽内有四个与其中心盲孔贯通的径向的节流小孔；所述节流舱5为具有中心通孔的柱形结构，在其一端端面上加工有环形腔，该环形腔的内圆周面为锥形面，在所述节流舱5的内圆周面上加工有四个贯通其中心通孔和环形腔的小孔。安装柱形阀芯4和节流舱5时，先将外圆周面上套有高压舱密封圈3的柱形阀芯4装入节流舱5的中心通孔内，然后将装有柱形阀芯4的节流舱5连同高压舱弹簧2推入高压舱壳体1，所述柱形阀芯4的开口端与高压舱壳体1设置有高压油接口16的一端(即高压舱壳体1的内底面)相对，高压舱弹簧2的一端与柱形阀芯4的内底面抵触，另一端与高压舱壳体1的内底面抵触。为保证密封，柱形阀芯4上的节流小孔与节流舱5上的小孔位于两个高压舱密封圈3之间。卸压阀处于闭合状态时，所述高压舱弹簧2处于自然状态，柱形阀芯4的开口端与高压舱壳体1的内底面之间有间隙，高压油接口16与该间隙形成的环形空间贯通，柱形阀芯4上的节流小孔与节流舱5上的小孔不在同一径向截面上，即不互相贯通，如图1所示。
所述低压舱包括低压舱壳体10以及位于低压舱壳体10内的传动盖13、针形顶杆7、导向环12和低压舱弹簧9。所述低压舱壳体10一端开口，另一端加工有过孔，并与所述高压舱壳体1的开口端相对；在其开口端固定安装有低压油口盖密封圈的低压油口盖15，并用螺钉拧紧。所述低压油口盖15上设置有与低压舱壳体10中心孔贯通的低压油接口19。所述针形顶杆7为阶梯杆，其最大直径小于低压舱壳体10中心通孔的内径，在所述针形顶杆7的外圆周面上套装有导向环12，所述导向环12的两端设置有低压舱密封圈11。安装针形顶杆7时，先将低压舱密封圈11和导向环12按照顺序装配在针形顶杆7上，然后在针形顶杆7的端部拧上传动盖13，针形顶杆7上套入低压舱弹簧9，最后将针形顶杆7的一端装入低压舱壳体10。其中所述传动盖13与所述低压油口盖15相对，所述低压舱弹簧9的一端与所述针形顶杆7的轴肩抵触，另一端与所述低压舱壳体10过孔所在端的内底面抵触；所述针形顶杆7的另一端从低压舱壳体10的过孔伸出。设置在所述低压舱壳体10的外圆周面上的回油/气接口与低压舱弹簧9所在环形区域贯通。卸压阀处于闭合状态时，所述低压舱弹簧9处于自然状态，针形顶杆7的轴肩与压舱壳体10过孔所在端的内底面之间有间隙，如图1所示。
所述连接法兰8的一端与所述高压舱相连，另一端与所述低压舱相连，具体为：将密封球6放置在连接法兰8一端的阀座中心位置，然后将连接法兰8的该端伸入高压舱壳体1的开口端，并通过螺钉与高压舱壳体1固定，此时所述密封球6与所述柱型阀芯4的封闭端接触；所述连接法兰8的外圆周面与高压舱壳体1内圆周面之间设置有密封圈。连接法兰8另一端套装密封圈后伸入低压舱壳体10端部的过孔内，并通过螺钉与低压舱壳体10固定。所述连接法兰8设置有中心孔，所述针形顶杆7伸出低压舱壳体10过孔的部分位于连接法兰8的中心孔内，且使针形顶杆7的端部抵触所述密封球6，且所述针形顶杆7与低压舱壳体10过孔以及连接法兰8的中心孔之间均有空腔间隙。
该卸压阀的工作原理为：
如图2-图4所示，卸压阀工作时，在远处通过管路将低压油从低压油接口19流入低压舱壳体10，对传动盖13形成压力，推动传动盖13挤压针形顶杆7，针形顶杆7推动密封球6向右运动，此时节流舱5上的环形腔与连接法兰8的中心孔间有间隙，使得高压舱壳体1内卸压后的油液经过间隙流出，直至回油接口18。针形顶杆7上的导向环12和低压舱密封圈11作用在于密封同时，形成针形顶杆7的平稳运动。针形顶杆7推动密封球6向右运动的同时，推动柱形阀芯4向右运动，使柱形阀芯4上的四个对称设置的节流小孔，通过设计的环形沟槽与节流舱5的四个对称的小孔贯通，此时节流舱5上的环形腔通过柱形阀芯4上的四个节流小孔与高压舱弹簧2所在腔体贯通，即与高压油接口16连通，使得高压舱壳体1内卸压后的油液经过图3所示的路径流出，经过这样的路径，高压舱壳体1上的高压油沿程压力损失增加，油压显著降低，最后流至高压舱壳体1内密封球6处，沿着连接法兰中心孔与针形顶杆7之间的间隙流出回油接口18，从而达到稳定可靠卸压的目的。卸压阀工作完毕，释放低压流体，利用低压舱弹簧9和高压舱弹簧2的复位作用，使得卸压阀又处于闭合状态。
设计高压卸压阀的关键技术是解决高压密封和高压状态下利用低压油(或气体)压来远程卸压问题。本实施例以柱状阀和球阀结合的形式，保证高温高压油液的密封；需要卸压时，利用低压舱输入的低压油，推动针形顶杆打开高压舱的密封球和柱形阀芯，完成卸压。为了防止振动和噪声，避免冲蚀密封部件，设计特殊的变化的节流舱间隙通道，使得流动的高压油经过沿程压力损失，油压降低。卸压后油液顺着间隙流动，从卸压阀回油接口流出。
该高压卸压阀低压执行动力同样适用于气体，其工作原理与上述油介质时的工作原理相同。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种液/气动高压卸压阀，其特征在于，包括：高压舱、低压舱和连接法兰(8)；
所述高压舱包括：高压舱壳体(1)以及位于高压舱壳体(1)内部的高压舱弹簧(2)、柱形阀芯(4)和节流舱(5)；所述高压舱壳体(1)一端开口一端封闭；所述柱形阀芯(4)有中心盲孔，在其圆周面上加工有环形沟槽，沟槽内有和与其中心盲孔贯通的节流孔；所述节流舱(5)为具有中心通孔的柱形结构，在其一端端面上加工有环形腔，在所述节流舱(5)的内圆周面上加工有贯通其中心通孔和所述环形腔的节流孔；所述节流舱(5)位于高压舱壳体(1)内，其未设置环形腔的一端与所述高压舱壳体(1)的内底面接触；外圆周面上套有高压舱密封圈(3)的柱形阀芯(4)位于所述节流舱(5)的中心通孔内，在所述柱形阀芯(4)的中心盲孔内放置高压舱弹簧(2)，所述高压舱弹簧(2)的一端与柱形阀芯(4)的内底面抵触，另一端与高压舱壳体(1)的内底面抵触；在所述高压舱壳体(1)的封闭端设置有与柱形阀芯(4)的中心盲孔贯通的高压油接口；卸压阀处于闭合状态时，所述高压舱弹簧(2)处于自然状态，柱形阀芯(4)的开口端与高压舱壳体(1)的内底面之间有间隙，柱形阀芯(4)上的节流孔与节流舱(5)上的节流孔不在同一径向截面上；
所述低压舱包括：低压舱壳体(10)以及位于低压舱壳体(10)内的传动盖(13)、针形顶杆(7)和低压舱弹簧(9)；所述低压舱壳体(10)一端开口，另一端加工有过孔，在其开口端密封安装低压油/气口盖；所述低压油/气口盖上设置有与所述低压舱壳体(10)中心孔贯通的低压油/气接口；所述针形顶杆(7)为阶梯杆，其一端固定传动盖(13)后密封安装在低压舱壳体(10)内，所述传动盖(13)与低压油/气口盖间有间隙，另一端从低压舱壳体(10)的过孔伸出；所述针形顶杆(7)位于低压舱壳体(10)内部分的外圆周面上套装有低压舱弹簧(9)，所述低压舱弹簧(9)的一端与所述针形顶杆(7)的轴肩抵触，另一端与所述低压舱壳体(10)过孔所在端的内底面抵触；设置在所述低压舱壳体(10)的外圆周面上的回油/气接口与低压舱弹簧(9)所在环形区域贯通；卸压阀处于闭合状态时，所述低压舱弹簧(9)处于自然状态，针形顶杆(7)的轴肩与低压舱壳体(10)过孔所在端的内底面之间有间隙；
所述连接法兰(8)的一端与所述高压舱相连，另一端与所述低压舱相连，具体为：在所述连接法兰(8)一端的中心位置放置有密封球(6)，将连接法兰(8)放置有密封球(6)的一端密封固接在所述高压舱壳体(1)的开口端，使所述密封球(6)与所述柱形阀芯(4)的封闭端接触，处于连接法兰(8)的阀座上；连接法兰(8)的另一端密封安装在所述低压舱壳体(10)的过孔端；所述针形顶杆(7)伸出低压舱壳体(10)的部分穿过连接法兰(8)的中心孔抵触所述密封球(6)，所述针形顶杆(7)与低压舱壳体(10)的过孔以及连接法兰(8)的中心孔间有间隙。
2.如权利要求1所述的液/气动高压卸压阀，其特征在于，在所述针形顶杆(7)位于低压舱壳体(10)内部未套装低压舱弹簧(9)的外圆周面上套装有导向环(12)。
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