CN107269896A - 一种紧急切断阀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧急切断阀，涉及一种切断装置，当紧急切断阀过流量切断时，主阀关闭而先导阀未关闭，此时少量介质依然会从主阀与阀杆之间的空隙泄露。它包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置。本技术方案在收到电磁感应装置的信号后，电磁阀开启，通过卸掉油压将先导阀一并关闭，达到主阀和先导阀共同关闭的完全切断的效果。本发明还公开了一种紧急切断阀使用方法。

Description

一种紧急切断阀及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种切断装置，具体来说，是一种紧急切断阀及其使用方法。

背景技术

紧急切断阀是安装在罐车等液化气体设备上，在紧急情况下，可手动或自动快速关闭的阀门，避免造成事故的发生。对于液氯及液化石油气等危险性较大的介质，一般采用带有过流量切断功能的紧急切断阀，此种过流量切断阀包括两个阀门，先导阀和主阀，主阀与阀杆之间有间隙，由先导阀挡住。在紧急切断阀打开的过程中，包括两个步骤：一是油压装置克服上端弹簧弹力推起先导阀，此时，少量介质通过主阀与阀杆间隙进入阀腔内迅速汽化，阀腔内的压力(主阀下方的压力)会逐渐升高，二是当阀腔内的压力最终上升至等于阀腔外的压力(主阀上方的压力)，主阀在弹簧作用下上升，此时阀门处于全开状态，可以正常装卸。

在紧急的情况下，如装卸软管突然破裂造成介质流量突然增大超过额定流量，使主阀上下压差大于主阀下方弹簧的作用力导致主阀下降关闭，达到紧急切断的效果。

专利文献201520320924.X公开了一种汽车槽车紧急切断阀，所述阀体内设有先导阀瓣和先导阀杆，所述先导阀瓣上设有阀瓣，所述阀体底部与压缩弹簧连接，所述阀体与限位板通过销轴连接，所述限位板上设有易熔合金，所述阀体左端设有扳手，所述限位板左侧设有软轴，所述限位板与开启阀瓣的转轴通过限位凹槽对接，所述固定圈与先导腔室连接，所述阀体中部设有固定圈，所述转轴支撑架与开启阀瓣的转轴连接。本发明利用先导腔室的压力差原理，自动控制着紧急切断阀的流量，当流量超过额定流量时阀门可自动关闭，同时还具备传统紧急切断阀的所有功能，在应急情况下可手动或自动地快速关闭所述紧急切断阀，保护设备和人员的安全。

上述技术方案存在以下缺陷，虽然上述紧急切断过程中，主阀能够迅速关闭，但是先导阀不会随着主阀关闭。由于主阀，少量介质依然会从开口泄露，并不能完全达到切断效果，存在一定的安全隐患。因此，急需一种能够解决先导阀紧急切断时不能自动关闭的方案。

发明内容

本发明目的是旨在提供了一种能够完全切断介质留出，提高安全系数的紧急切断阀。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种紧急切断阀，包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，其特征在于： 所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置，所述阀杆沿阀体的中心轴设置，所述第二腔体表面设有主阀，所述主阀上方设置先导阀，所述先导阀上方设置大弹簧，所述大弹簧上端通过固定装置固定连接阀体上边缘，所述大弹簧下端通过导向装置施加力于先导阀，所述主阀底面连接磁体，所述阀体与磁体对应位置设置电磁感应装置，所述阀体油压装置外壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀。

采用上述技术方案的发明，在切断过程中，磁体会跟随主阀一起下降，电磁感应装置能够感应位于同一水平面的磁体的位置移动，并将其感应到的信号通过电流传达至电磁阀；需要说明的是，电磁阀用于控制阀杆上下移动，并带动先导阀移动；在收到电磁感应装置的信号后，电磁阀带动先导阀一并关闭，达到主阀和先导阀共同关闭的完全切断的效果。

进一步限定，所述磁体为永磁体，所述磁体由2-4个磁体单元组成，所述磁体单元呈圆环状并围绕主阀底部。

电磁感应装置有一定的高度，能够在阀体外侧感应磁体在一定范围内的上下移动；环状磁体单元的设计能够确保信号发送和接收的强度较大，增加信号传输的稳定性。

进一步限定，所述阀杆下方设有限位结构，所述限位结构包括第一凸轮，用于控制第一凸轮动作的驱动转轴，所述驱动转轴一端连接电磁阀，其另一端延伸进阀体连接第一凸轮。

进一步限定，所述第一凸轮由圆形部位和角形部位组成，所述圆形部位中心水平连接有驱动转轴，所述圆形部位圆周一侧设有角形部位，所述角形部位位于所述阀杆正下方，所述角形部位的活动角度为60度。

电磁阀用于在阀体外侧接收电磁感应装置的信号并将信号转变成动能带动位于阀体内的第一凸轮动作；第一凸轮设置在阀杆正下方，当第一凸轮推动阀杆，阀杆会上升，当第一凸轮不推动阀杆，阀杆会下降。

进一步限定，所述驱动转轴包括推动杆和旋转杆，所述推动杆靠近旋转杆一端设有沿着推动杆杆身呈一字形排列的齿扣，所述旋转杆末端在圆周方向设有齿轮，所述齿扣和齿轮相互咬合。

旋转杆会带动圆形部位旋转，角形部位由圆形部位带动并负责推动阀杆。

进一步限定，所述主阀与阀杆之间设有0.4mm的间隙。

能够快速实现先导阀的关闭。

进一步限定，所述阀杆中上部包裹大弹簧，所述阀杆中下部包裹小弹簧。

大弹簧设置在阀杆中上部，用于打开先导阀，同时，小弹簧设置在阀杆中下部，用于打开主阀，确保切断的顺序正常。

一种紧急切断阀使用方法，包括以下步骤，

步骤一，阀门装配，阀门包括包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，其特征在于：所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置，所述阀杆沿阀体的中心轴设置，所述第二腔体表面设有主阀，所述主阀上方设置先导阀，所述先导阀上方设置大弹簧，所述大弹簧上端通过固定装置固定连接阀体上边缘，所述大弹簧下端通过导向装置施加力于先导阀，所述主阀底面连接磁体，所述阀体与磁体对应位置设置电磁感应装置，所述阀体油压装置外壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀；其中磁体固定在主阀上，电磁感应装置置于阀体外壁且与主阀关闭时磁体在同一水平面，可实时感应磁体的磁场变化，电磁阀靠近油压装置，开启可卸掉油压；

步骤二，正常状态，当紧急切断阀工作时，克服大弹簧弹力顶起阀杆后打开先导阀，此时，少量介质进入阀腔内，当阀腔内压力升高至于罐体平衡时，主阀在小弹簧作用下打开，此时阀门处于全开状态，可以正常装卸；

步骤三，切断状态，当装卸软管突然破裂造成介质流量突然增大超过额定流量，阀腔内外压差增大克服小弹簧作用力，主阀向下运动关闭，此时磁体随主阀一起向下运动，阀体外壁的电磁感应装置感应到磁场变化，产生感应电流并传至电磁阀，电磁阀开启使油压装置泄压，使阀杆回落，先导阀在大弹簧作用下关闭，此时，紧急切断阀彻底关闭，介质无泄漏。

进一步限定，步骤一中，阀门装配，

当阀门正常全开状态，磁体水平面高于电磁感应装置水平面；

当阀门紧急切断状态，磁体水平面等于电磁感应装置水平面。

进一步限定，步骤一中，阀门装配，所述磁体为永磁体，所述磁体由4个磁体单元组成，所述磁体单元呈圆环状并围绕主阀底部；所述主阀与阀杆之间设有0.4mm的间隙。

先导阀在阀杆回落之后会被大弹簧推回关闭位置，再一次给先导阀增加压力，加强了切断后的密封性。

本发明相比现有技术，具有紧急切断彻底和安全保障性高的优点。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种紧急切断阀示意图；

主要元件符号说明如下：阀杆1、大弹簧2、先导阀3、主阀4、磁体5、电磁感应装置6、小弹簧7、第一凸轮9、电磁阀10、推动杆11。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一，

如图1所示，一种紧急切断阀，包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进气通道、设置于阀体下方的出气通道，位于阀体内部的切断组件，空腔包括第一腔体A和第二腔体B，切断组件包括油压装置、阀杆1、主阀3、先导阀4、固定装置、导向装置，用于打开先导阀3的大弹簧2、用于打开主阀4的小弹簧7、磁体5、电磁感应装置6、电磁阀10，阀杆1沿阀体的中心轴设置，第二腔体B表面设有主阀3，主阀3上方设置先导阀4，先导阀4上方设置大弹簧2，大弹簧2上端通过固定装置固定连接阀体1上边缘，大弹簧2下端通过导向装置施加力于先导阀4，阀杆1外壁下段连接磁体5，阀体侧壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀10。

磁体5为永磁体，磁体5由4个磁体单元组成，磁体单元呈圆环状并围绕主阀4底部。

阀杆1下方设有限位结构，限位结构包括第一凸轮9，用于控制第一凸轮9动作的驱动转轴，驱动转轴一端连接电磁阀10，其另一端延伸进阀体连接第一凸轮9。

第一凸轮9由圆形部位和角形部位组成，圆形部位中心水平连接有驱动转轴，圆形部位圆周一侧设有角形部位，角形部位位于阀杆1正下方，角形部位的活动角度为60度。

驱动转轴包括推动杆11和旋转杆，推动杆11靠近旋转杆一端设有沿着推动杆11杆身呈一字形排列的齿扣，旋转杆末端在圆周方向设有齿轮，齿扣和齿轮相互咬合。

实施例二，

如图1所示，一种紧急切断阀，包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进气通道、设置于阀体下方的出气通道，位于阀体内部的切断组件，空腔包括第一腔体A和第二腔体B，切断组件包括油压装置、阀杆1、主阀3、先导阀4、固定装置、导向装置，用于打开先导阀3的大弹簧2、用于打开主阀4的小弹簧7、磁体5、电磁感应装置6、电磁阀10，阀杆1沿阀体的中心轴设置，第二腔体B表面设有主阀3，主阀3上方设置先导阀4，先导阀4上方设置大弹簧2，大弹簧2上端通过固定装置固定连接阀体1上边缘，大弹簧2下端通过导向装置施加力于先导阀4，阀杆1外壁下段连接磁体5，阀体侧壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀10。

磁体5为永磁体，磁体5由4个磁体单元组成，磁体单元呈圆环状并围绕主阀4底部。

阀杆1下方设有限位结构，限位结构包括第一凸轮9，用于控制第一凸轮9动作的驱动转轴，驱动转轴一端连接电磁阀10，其另一端延伸进阀体连接第一凸轮9。

第一凸轮9由圆形部位和角形部位组成，圆形部位中心水平连接有驱动转轴，圆形部位圆周一侧设有角形部位，角形部位位于阀杆1正下方，角形部位的活动角度为60度。

驱动转轴包括推动杆11和旋转杆，推动杆11靠近旋转杆一端设有沿着推动杆11杆身呈一字形排列的齿扣，旋转杆末端在圆周方向设有齿轮，齿扣和齿轮相互咬合。

主阀3与阀杆1之间设有0.4mm的间隙。

阀杆1中上部包裹大弹簧2，阀杆1中下部包裹小弹簧7。

实施例一和实施例二的区别在于，相对实施例一来说，实施例二中，大弹簧2包裹阀杆1中上部，配合主阀3与阀杆1之间设有0.4mm的间隙，改动阀杆1原有的设计后，能够提高信号发送和接收的强度，增加信号传输的稳定性。尤其是，快速实现先导阀的关闭。

需要说明的是，对于粘性液体，其在流动时会产生粘性摩擦阻力，而粘性系数是影响阻力的重要参数，也影响着阀的关断速度。从下表模拟仿真可以看出，实施例二中的环状间隔设置的磁体单元，随着粘性阻尼系数的增大，实施例一和实施例二响应速度都略有滞后，但实施例二动态性能相对实施例一较好。

	时间T/s	阀复位位移X/mm
			现有技术(阻尼系数400N.s/m)	1.01	13.01
实施例一(阻尼系数400N.s/m)	1.01	14.26
			实施例二(阻尼系数400N.s/m)	1.01	14.45
现有技术(阻尼系数600N.s/m)	1.01	12.01
			实施例一(阻尼系数600N.s/m)	1.01	13.16
实施例二(阻尼系数600N.s/m)	1.01	13.35
			现有技术(阻尼系数800N.s/m)	1.01	11.01
实施例一(阻尼系数800N.s/m)	1.01	12.16
			实施例二(阻尼系数800N.s/m)	1.01	12.58

实施例一阻尼系数400N.s/m，时间1.01T/s，阀复位位移14.26X/mm，随着粘性阻尼系数的增大，当实施例一阻尼系数600N.s/m，时间1.01T/s，阀复位位移13.16X/mm；如果保持粘性阻尼系数不变，当实施例二阻尼系数600N.s/m，时间1.01T/s，阀复位位移13.35X/mm，通过数据可以看出，实施例一和实施例二响应速度都略有滞后，但实施例二动态性能相对实 施例一阀复位位移缩短了0.09X/mm。

本发明还公开了一种紧急切断阀使用方法，包括以下步骤，

步骤一，阀门装配，阀门包括包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，其特征在于：所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置，所述阀杆沿阀体的中心轴设置，所述第二腔体表面设有主阀，所述主阀上方设置先导阀，所述先导阀上方设置大弹簧，所述大弹簧上端通过固定装置固定连接阀体上边缘，所述大弹簧下端通过导向装置施加力于先导阀，所述主阀底面连接磁体，所述阀体与磁体对应位置设置电磁感应装置，所述阀体油压装置外壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀；其中磁体固定在主阀上，电磁感应装置置于阀体外壁且与主阀关闭时磁体在同一水平面，可实时感应磁体的磁场变化，电磁阀靠近油压装置，开启可卸掉油压；

步骤二，正常状态，当紧急切断阀工作时，克服大弹簧弹力顶起阀杆后打开先导阀，此时，少量介质进入阀腔内，当阀腔内压力升高至于罐体平衡时，主阀在小弹簧作用下打开，此时阀门处于全开状态，可以正常装卸；

步骤三，切断状态，当装卸软管突然破裂造成介质流量突然增大超过额定流量，阀腔内外压差增大克服小弹簧作用力，主阀向下运动关闭，此时磁体随主阀一起向下运动，阀体外壁的电磁感应装置感应到磁场变化，产生感应电流并传至电磁阀，电磁阀开启使油压装置泄压，使阀杆回落，先导阀在大弹簧作用下关闭，此时，紧急切断阀彻底关闭，介质无泄漏。

优选的，步骤一中，阀门装配，当阀门正常全开状态，磁体水平面高于电磁感应装置水平面；当阀门紧急切断状态，磁体水平面等于电磁感应装置水平面。

优选的，步骤一中，阀门装配，所述磁体为永磁体，所述磁体由4个磁体单元组成，所述磁体单元呈圆环状并围绕主阀底部。

以上对本发明提供的一种紧急切断阀及其使用方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种紧急切断阀，包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，其特征在于：所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置，所述阀杆沿阀体的中心轴设置，所述第二腔体表面设有主阀，所述主阀上方设置先导阀，所述先导阀上方设置大弹簧，所述大弹簧上端通过固定装置固定连接阀体上边缘，所述大弹簧下端通过导向装置施加力于先导阀，所述主阀底面连接磁体，所述阀体与磁体对应位置设置电磁感应装置，所述阀体油压装置外壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述磁体为永磁体，所述磁体由2-4个磁体单元组成，所述磁体单元呈圆环状并围绕主阀底部；所述阀体相应水平面上设置有电磁感应装置，电磁感应装置与电磁阀相连。

3.根据权利要求2所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述阀杆下方设有限位结构，所述限位结构包括第一凸轮，用于控制第一凸轮动作的油压装置，所述油压装置一端连接电磁阀阀体。

4.根据权利要求3所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述第一凸轮由圆形部位和角形部位组成，所述圆形部位中心水平连接有驱动转轴，所述圆形部位圆周一侧设有角形部位，所述角形部位位于所述阀杆正下方，所述角形部位的活动角度为60度。

5.根据权利要求4所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述驱动转轴包括推动杆和旋转杆，所述推动杆靠近旋转杆一端设有沿着推动杆杆身呈一字形排列的齿扣，所述旋转杆末端在圆周方向设有齿轮，所述齿扣和齿轮相互咬合。

6.根据权利要求5所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述主阀与阀杆之间设有0.4mm的间隙。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种紧急切断阀，其特征在于：所述阀杆中上部包裹大弹簧，所述阀杆中下部包裹小弹簧。

8.根据权利要求7所述的一种紧急切断阀使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，阀门装配，阀门包括包括带有空腔的阀体、设置于阀体上方的进口法兰、设置于阀体下方的出口法兰，位于阀体内部的切断组件，所述空腔包括第一腔体和第二腔体，其特征在于：所述切断组件包括油压装置、阀杆、主阀、先导阀、用于打开先导阀的大弹簧、用于打开主阀的小弹簧、磁体、电磁感应装置、电磁阀、固定装置、导向装置，所述阀杆沿阀体的中心轴设置，所述第二腔体表面设有主阀，所述主阀上方设置先导阀，所述先导阀上方设置大弹簧，所述大弹簧上端通过固定装置固定连接阀体上边缘，所述大弹簧下端通过导向装置施加力于先导阀，所述主阀底面连接磁体，所述阀体与磁体对应位置设置电磁感应装置，所述阀体油压装置外壁设置用于控制油压装置启闭的电磁阀；其中磁体固定在主阀上，电磁感应装置置于阀体外壁且与主阀关闭时磁体在同一水平面，可实时感应磁体的磁场变化，电磁阀靠近油压装置，开启可卸掉油压；

步骤二，正常状态，当紧急切断阀工作时，克服大弹簧弹力顶起阀杆后打开先导阀，此时，少量介质进入阀腔内，当阀腔内压力升高至于罐体平衡时，主阀在小弹簧作用下打开，此时阀门处于全开状态，可以正常装卸；

步骤三，切断状态，当装卸软管突然破裂造成介质流量突然增大超过额定流量，阀腔内外压差增大克服小弹簧作用力，主阀向下运动关闭，此时磁体随主阀一起向下运动，阀体外壁的电磁感应装置感应到磁场变化，产生感应电流并传至电磁阀，电磁阀开启使油压装置泄压，使阀杆回落，先导阀在大弹簧作用下关闭，此时，紧急切断阀彻底关闭，介质无泄漏。

9.根据权利要求8所述的一种紧急切断阀使用方法，其特征在于：步骤一中，阀门装配，

当阀门正常全开状态，磁体水平面高于电磁感应装置水平面；

当阀门紧急切断状态，磁体水平面等于电磁感应装置水平面。

10.根据权利要求9所述的一种紧急切断阀使用方法，其特征在于：步骤一中，阀门装配，所述磁体为永磁体，所述磁体由4个磁体单元组成，所述磁体单元呈圆环状并围绕主阀底部。