CN107355573A - 双控制平行式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双控制平行式安全阀，旨在解决电动控制阀出现断电故障时，电动控制阀无法正常开启泄压，从而导致系统内压力过高而损坏系统，甚至引起安全事故的不足。该发明包括主阀、机械导阀、电动控制阀，主阀左右两侧分别设有主阀入口和主阀出口，主阀入口和主阀出口构成平行式结构，主阀内安装有导向套，导向套内安装主阀瓣，导向套内主阀瓣上方构成主阀腔室，机械导阀内设有进压腔、泄压腔，电动控制阀上设有进压孔、出压孔、排压孔，主阀入口和进压腔之间管道连通，进压孔与进压腔之间管道连通，出压孔与主阀腔室之间管道连通，排压孔与主阀出口之间管道连通，进压孔和出压孔之间处于常通状态，排压孔处于常闭状态。

Description

双控制平行式安全阀

技术领域

本发明涉及一种安全阀，更具体地说，它涉及一种双控制平行式安全阀。

背景技术

安全阀广泛使用在工业生产的各个领域中，对系统起到良好的保护作用，当系统的压力超过整定压力时，安全阀开启对系统进行泄压，防止系统内压力继续升高而损坏系统，甚至引起安全事故，当系统压力降低后，安全阀回座，防止系统内介质的继续排放。为了便于精准控制，目前常采用电动控制阀来控制系统压力，电动控制阀接受远程DCS开阀和关阀信号，但是电动控制阀离不开电，当出现断电故障时，电动控制阀无法正常开启泄压，从而导致系统内压力过高而损坏系统，甚至引起安全事故。

发明内容

本发明克服了电动控制阀出现断电故障时，电动控制阀无法正常开启泄压，从而导致系统内压力过高而损坏系统，甚至引起安全事故的不足，提供了一种双控制平行式安全阀，安全阀由电动控制阀和机械导阀双重控制，即使出现断电故障主阀也能正常开启泄压，确保系统内的安全压力，防止系统内压力过高而损坏系统，避免因系统内压力过高而引起安全事故；安全阀检修过程中不需要停机操作，确保了正常的工业生产，避免造成经济损失。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种双控制平行式安全阀，包括主阀、机械导阀、电动控制阀，主阀左右两侧分别设有主阀入口和主阀出口，主阀入口和主阀出口构成平行式结构，主阀内安装有导向套，导向套内安装主阀瓣，导向套内主阀瓣上方构成主阀腔室，机械导阀内设有进压腔、泄压腔，电动控制阀上设有进压孔、出压孔、排压孔，主阀入口和进压腔之间管道连通，进压孔与进压腔之间管道连通，出压孔与主阀腔室之间管道连通，排压孔与主阀出口之间管道连通，进压孔和出压孔之间处于常通状态，排压孔处于常闭状态，电动控制阀的电控开启压力小于机械导阀的开启压力。

双控制平行式安全阀使用时，介质从主阀入口进入沿管路经机械导阀、电动控制阀进入主阀腔室，使主阀处于关闭状态。当控制中心检测到系统压力上升到设定值（如0.6MPaA）时，发出开阀信号使电动控制阀开启，此时电动控制阀进压孔关闭，排压孔打开，出压孔和排压孔连通，介质从主阀腔室沿管路经电动控制阀泄放到主阀出口，使主阀腔室内压力迅速下降，主阀瓣向上运动开启主阀进行泄压。当控制中心发出关阀信号使电动控制阀关闭后，主阀入口沿管路进来的介质重新补充到主阀腔室内，使主阀关闭。当控制中心出现故障或者停电时，即使系统压力上升到设定值（如0.6MPaA），电动控制阀也不会开启，系统内压力继续升高到机械导阀的整定压力（如0.65MPaA）时，机械导阀自动开启， 介质从主阀腔室沿管路经电动控制阀到机械导阀的进压腔，最后流经泄压腔向外进行泄压，主阀腔室内压力下降，主阀开启进行泄压，系统压力下降到导阀回座压力以下后机械导阀自动关闭，介质重新补充到主阀腔室使主阀关闭。这种双控制平行式安全阀由电动控制阀和机械导阀双重控制，即使出现断电故障主阀也能正常开启泄压，确保系统内的安全压力，防止系统内压力过高而损坏系统，避免因系统内压力过高而引起安全事故。

作为优选，主阀入口和进压腔之间的管道上、进压孔与进压腔之间的管道上、出压孔与主阀腔室之间的管道上以及排压孔与主阀出口之间的管道上均安装有处于常开状态的常开旁通阀，主阀腔室与机械导阀进压腔之间以及电动控制阀进压孔与主阀入口之间均连接有旁通管，旁通管上均安装有处于常闭状态的常闭旁通阀。

双控制平行式安全阀可进行不停机检修，电动控制阀在线检修时，关闭与之相连的常开旁通阀，打开主阀腔室与机械导阀进压腔之间旁通管上的常闭旁通阀，此时机械导阀单独工作，即可对电动控制阀进行在线检修和更换，操作完成后将常开旁通阀全部开启，常闭旁通阀全部关闭，使安全阀恢复正常状态。同理，机械导阀检修时，关闭与之相连的常开旁通阀，打开电动控制阀进压孔与主阀入口之间旁通管上的常闭旁通阀，此时电动控制阀单独工作，即可对机械导阀进行在线检修和更换，操作完成后将常开旁通阀全部开启，常闭旁通阀全部关闭，使安全阀恢复正常状态。安全阀检修过程中不需要停机操作，确保了正常的工业生产，避免造成经济损失。

作为优选，电动控制阀包括阀体、阀盖、阀杆、推动阀杆升降运行的电动执行器，阀体内设有隔板，隔板上设有上阀孔，阀体内隔板上方设有和进压孔连通的上阀腔，阀体内隔板下方设有和出压孔连通的下阀腔，阀体下端连接阀座，阀座上设有和下阀腔连通的下阀孔，下阀孔和排压孔连通，阀杆下端连接阀瓣，阀瓣包括上密封段和下密封段，上密封段和下密封段均呈锥状结构，上密封段和下密封段侧壁为倾斜设置的密封面，上阀孔下端开口位置呈与上密封段适配的锥状结构，下阀孔上端开口位置呈与下密封段适配的锥状结构，下密封段的密封面密封贴合在下阀孔上端开口边缘，阀杆上端贯穿阀盖并与电动执行器连接，阀杆和阀盖之间填料密封。

初始状态下阀瓣的下密封段抵接在下阀孔上，排压孔关闭，进压孔和出压孔通过上阀孔连通，电动控制阀开启后，阀瓣向上移动，使上密封段上的密封面与上阀孔紧密抵接，上阀孔关闭，出压孔与排压孔连通，便于介质从主阀腔室沿管路经过电动控制阀排入主阀出口。上密封段和下密封段均呈锥状结构，有利于提高密封效果。填料密封的密封效果好，确保阀杆升降过程中的密封性能。这种结构的电动控制阀密封效果好，开启和关闭方便。

作为优选，阀盖和阀体之间密封连接有紧急泄压座，紧急泄压座上均布设有若干个紧急泄压腔，阀盖上和紧急泄压腔一一对应设有若干竖向贯通的活塞腔，活塞腔下端与紧急泄压腔连通，活塞腔内安装有活塞，活塞上连接有推杆，推杆上端伸出阀盖，阀杆上紧固连接推动套，推动套外活动套接有推动环，推动套外壁和推动环内壁均由下往上朝外倾斜设置，推杆上端均连接在推动环上，紧急泄压座下端设有和紧急泄压腔连通的紧急阀孔，紧急泄压腔内可升降安装有紧急阀杆，紧急阀杆下端连接紧急阀瓣，紧急阀杆上套装整定弹簧，紧急阀瓣密封抵接在紧急阀孔上端，紧急阀瓣的开启压力大于机械导阀的开启压力；推动环上方安装有若干充满气的气囊，气囊内装有彩色粉末，推动环上设有若干个可戳破气囊的戳针。

当控制中心出现故障或者停电且机械导阀也出现故障时，即使系统压力上升到机械导阀的设定值（如0.65MPaA），机械导阀也不会开启，系统内压力继续升高到紧急阀瓣的开启压力（如0.7MPaA），此时介质从上阀腔经过紧急阀孔、紧急泄压腔进入活塞腔中，高压介质推动活塞向上运动，从而使推杆带动推动环向上移动，推动环斜面内壁与推动套斜面外壁贴合并带动推动套向上移动，从而实现阀杆向上移动，电动控制阀开启，主阀腔室内的压力迅速下降，主阀瓣开启泄压。推动环上升的过程中戳针戳破气囊，气囊内喷出彩色气体，提醒人员系统出现故障，便于及时采取措施。这种结构设置对整个系统又增加了一种防护措施，使系统处于三保险状态，即使控制中心和机械导阀同时出现故障也能够对系统进行紧急泄压，防止系统内压力过高而损坏系统，避免因系统内压力过高而引起安全事故。而且控制中心和机械导阀同时出现故障时能够及时发现，便于及时采取措施。

作为优选，主阀出口位置安装有安装套，安装套内安装有固定架，固定架中间安装有由介质推动转动的转轮，转轮上均布设有若干叶片，叶片外端连接发电机磁极转子，安装套内壁上紧固安装有发电机线圈定子，发电机磁极转子活动设置在发电机线圈定子和安装套内壁之间，发电机线圈定子输出端电连接指示灯，指示灯安装在主阀外壁上。主阀开启，介质从主阀出口向外排放的过程中驱动叶片转动，从而使发电机磁极转子转动，发电机线圈定子切割磁力线运动进行发电，电流从发电机线圈定子输出端输送到指示灯，从而点亮指示灯，提醒人员主阀正在泄压。介质排量越大对叶片的冲击越大，发电机磁极转子转动越快，发电量越大，指示灯越亮，因此可以根据指示灯的亮度实时了解排量大小。

作为优选，阀体左右两侧分别连接有左接头和右接头，左接头和右接头均呈T形结构，左接头和右接头外端均套装有连接法兰，进压孔设置在右接头上，出压孔设置在左接头上。阀体的进压孔和出压孔与管道连接方便可靠。

作为优选，阀盖上套装有若干散热片。散热片有利于对电动控制阀进行散热，提高电动控制阀的安全性能。

作为优选，阀盖上端连接定位套，定位套抵接在填料密封上。定位套对填料密封进行定位，确保填料密封的密封性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）双控制平行式安全阀由电动控制阀和机械导阀双重控制，即使出现断电故障主阀也能正常开启泄压，确保系统内的安全压力，防止系统内压力过高而损坏系统，避免因系统内压力过高而引起安全事故；（2）安全阀检修过程中不需要停机操作，确保了正常的工业生产，避免造成经济损失；（3）即使控制中心和机械导阀同时出现故障也能够对系统进行紧急泄压，防止系统内压力过高而损坏系统，避免因系统内压力过高而引起安全事故，而且控制中心和机械导阀同时出现故障时能够及时发现，便于及时采取措施；（4）主阀泄压时能够及时发现，根据指示灯的亮度实时了解介质排量大小。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的主阀剖视图；

图3是本发明的电动控制阀的结构示意图；

图4是本发明的系统正常工作状态的管路原理图；

图5是本发明的电动控制阀检修的管路原理图；

图6是本发明的机械导阀检修的管路原理图；

图中：1、主阀，2、机械导阀，3、电动控制阀，4、主阀入口，5、主阀出口，6、导向套，7、主阀瓣，8、主阀腔室，9、进压腔，10、泄压腔，11、进压孔，12、出压孔，13、排压孔，14、常开旁通阀，15、旁通管，16、常闭旁通阀，17、止回阀，18、阀体，19、阀盖，20、阀杆，21、电动执行器，22、隔板，23、上阀孔，24、上阀腔，25、下阀腔，26、阀座，27、下阀孔，28、阀瓣，29、密封面，30、安装槽，31、万向球，32、限位套，33、紧急泄压座，34、紧急泄压腔，35、活塞腔，36、活塞，37、推杆，38、推动套，39、推动环，40、紧急阀孔，41、紧急阀杆，42、紧急阀瓣，43、整定弹簧，44、安装套，45、固定架，46、转轮，47、叶片，48、发电机磁极转子，49、发电机线圈定子，50、左接头，51、右接头，52、法兰，53、散热片，54、定位套，55、气囊、56、戳针；F1、F4均为常闭旁通阀，F2、F3、F5 、F6均为常开旁通阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：一种双控制平行式安全阀（参见附图1至6），包括主阀1、机械导阀2、电动控制阀3，主阀左右两侧分别设有主阀入口和主阀出口，主阀入口和主阀出口构成平行式结构，主阀入口和主阀出口轴线重合，主阀内安装有导向套6，导向套内安装主阀瓣7，导向套内主阀瓣上方构成主阀腔室8。主阀内设有Z字形的缺转角为钝角的分隔板，分隔板将主阀内分隔成两个腔室，一个腔室与主阀入口相通，另一个腔室与主阀出口相通，分隔板上设有阀孔，主阀瓣密封抵接在分隔板上表面上阀孔外边缘。机械导阀内设有进压腔9、泄压腔10，电动控制阀上设有进压孔11、出压孔12、排压孔13，主阀入口和进压腔之间管道连通，进压孔与进压腔之间管道连通，出压孔与主阀腔室之间管道连通，排压孔与主阀出口之间管道连通，进压孔和出压孔之间处于常通状态，排压孔处于常闭状态，电动控制阀的电控开启压力小于机械导阀的开启压力。主阀入口和进压腔之间的管道上、进压孔与进压腔之间的管道上、出压孔与主阀腔室之间的管道上以及排压孔与主阀出口之间的管道上均安装有处于常开状态的常开旁通阀14，主阀腔室与机械导阀进压腔之间以及电动控制阀进压孔与主阀入口之间均连接有旁通管15，旁通管上均安装有处于常闭状态的常闭旁通阀16。排压孔与主阀出口之间的管道上安装有止回阀17。

电动控制阀包括阀体18、阀盖19、阀杆20、推动阀杆升降运行的电动执行器21，阀体内设有隔板22，隔板上设有上阀孔23，阀杆穿过上阀孔，阀杆外壁与上阀孔内壁之间设有过流间隙。阀体内隔板上方设有和进压孔连通的上阀腔24，阀体内隔板下方设有和出压孔连通的下阀腔25，阀体下端连接阀座26，阀座上设有和下阀腔连通的下阀孔27，下阀孔和排压孔连通，阀杆下端连接阀瓣28，阀瓣包括上密封段和下密封段，上密封段和下密封段均呈锥状结构，上密封段和下密封段侧壁为倾斜设置的密封面29，上阀孔下端开口位置呈与上密封段适配的锥状结构，下阀孔上端开口位置呈与下密封段适配的锥状结构，下密封段的密封面密封贴合在下阀孔上端开口边缘，阀杆上端贯穿阀盖并与电动执行器连接，阀杆和阀盖之间填料密封。阀盖上端连接定位套54，定位套抵接在填料密封上。阀瓣上端设有安装槽30，安装槽底面成球状结构，安装槽底面活动安装有万向球31，阀杆下端与万向球固定连接，安装槽内连接有用于竖向限位万向球的限位套32。阀瓣与阀杆之间在一定角度范围内可转动，使阀瓣与上阀孔或下阀孔抵接密封过程中能够实现自定心操作，有利于保证密封效果。限位套对万向球起到了很好的竖向限位作用。阀盖和阀体之间密封连接有紧急泄压座33，紧急泄压座上均布设有若干个紧急泄压腔34，阀盖上和紧急泄压腔一一对应设有若干竖向贯通的活塞腔35，活塞腔下端与紧急泄压腔连通，活塞腔内安装有活塞36，活塞上连接有推杆37，推杆上端伸出阀盖，阀杆上紧固连接推动套38，推动套外活动套接有推动环39，推动套外壁和推动环内壁均由下往上朝外倾斜设置，推杆上端均连接在推动环上，紧急泄压座下端设有和紧急泄压腔连通的紧急阀孔40，紧急泄压腔内可升降安装有紧急阀杆41，紧急阀杆下端连接紧急阀瓣42，紧急阀杆上套装整定弹簧43，紧急阀瓣密封抵接在紧急阀孔上端，紧急阀瓣的开启压力大于机械导阀的开启压力；推动环上方安装有若干充满气的气囊55，气囊内装有彩色粉末，推动环上设有若干个可戳破气囊的戳针56。主阀出口位置安装有安装套44，安装套内安装有固定架45，固定架中间安装有由介质推动转动的转轮46，转轮上均布设有若干叶片47，叶片外端连接发电机磁极转子48，安装套内壁上紧固安装有发电机线圈定子49，发电机磁极转子活动设置在发电机线圈定子和安装套内壁之间，发电机线圈定子输出端电连接指示灯，指示灯安装在主阀外壁上。阀体左右两侧分别连接有左接头50和右接头51，左接头和右接头均呈T形结构，左接头和右接头外端均套装有连接法兰52，进压孔设置在右接头上，出压孔设置在左接头上。阀盖上套装有若干散热片53。

双控制平行式安全阀使用时，介质从主阀入口进入沿管路经机械导阀、电动控制阀进入主阀腔室，使主阀处于关闭状态。当控制中心检测到系统压力上升到设定值（如0.6MPaA）时，发出开阀信号使电动控制阀开启，此时电动控制阀进压孔关闭，排压孔打开，出压孔和排压孔连通，介质从主阀腔室沿管路经电动控制阀泄放到主阀出口，使主阀腔室内压力迅速下降，主阀瓣向上运动开启主阀进行泄压。当控制中心发出关阀信号使电动控制阀关闭后，主阀入口沿管路进来的介质重新补充到主阀腔室内，使主阀关闭。当控制中心出现故障或者停电时，即使系统压力上升到设定值（如0.6MPaA），电动控制阀也不会开启，系统内压力继续升高到机械导阀的整定压力（如0.65MPaA）时，机械导阀自动开启， 介质从主阀腔室沿管路经电动控制阀到机械导阀的进压腔，最后流经泄压腔向外进行泄压，主阀腔室内压力下降，主阀开启进行泄压，系统压力下降到导阀回座压力以下后机械导阀自动关闭，介质重新补充到主阀腔室使主阀关闭。当控制中心出现故障或者停电且机械导阀也出现故障时，即使系统压力上升到机械导阀的设定值（如0.65MPaA），机械导阀也不会开启，系统内压力继续升高到紧急阀瓣的开启压力（如0.7MPaA），此时介质从上阀腔经过紧急阀孔、紧急泄压腔进入活塞腔中，高压介质推动活塞向上运动，从而使推杆带动推动环向上移动，推动环斜面内壁与推动套斜面外壁贴合并带动推动套向上移动，从而实现阀杆向上移动，电动控制阀开启，主阀腔室内的压力迅速下降，主阀瓣开启泄压。推动环上升的过程中戳针戳破气囊，气囊内喷出彩色气体，提醒人员系统出现故障，便于及时采取措施。

双控制平行式安全阀可进行不停机检修，电动控制阀在线检修时，关闭与之相连的常开旁通阀，即常开旁通阀F3、F5、F6关闭，常闭旁通阀F1关闭，打开主阀腔室与机械导阀进压腔之间旁通管上的常闭旁通阀F4，常开旁通阀F2处于开启状态，此时机械导阀单独工作，即可对电动控制阀进行在线检修和更换，操作完成后将常开旁通阀F2、F3、F5 、F6全部开启，常闭旁通阀F1、F4全部关闭，使安全阀恢复正常状态。同理，机械导阀检修时，关闭与之相连的常开旁通阀F2、F3，常闭旁通阀F4处于关闭状态，打开电动控制阀进压孔与主阀入口之间旁通管上的常闭旁通阀F1，常开旁通阀F5 、F6处于开启状态，此时电动控制阀单独工作，即可对机械导阀进行在线检修和更换，操作完成后将常开旁通阀F2、F3、F5 、F6全部开启，常闭旁通阀F1、F4全部关闭，使安全阀恢复正常状态。安全阀检修过程中不需要停机操作，确保了正常的工业生产，避免造成经济损失。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种双控制平行式安全阀，其特征是，包括主阀、机械导阀、电动控制阀，主阀左右两侧分别设有主阀入口和主阀出口，主阀入口和主阀出口构成平行式结构，主阀内安装有导向套，导向套内安装主阀瓣，导向套内主阀瓣上方构成主阀腔室，机械导阀内设有进压腔、泄压腔，电动控制阀上设有进压孔、出压孔、排压孔，主阀入口和进压腔之间管道连通，进压孔与进压腔之间管道连通，出压孔与主阀腔室之间管道连通，排压孔与主阀出口之间管道连通，进压孔和出压孔之间处于常通状态，排压孔处于常闭状态，电动控制阀的电控开启压力小于机械导阀的开启压力。

2.根据权利要求1所述的双控制平行式安全阀，其特征是，主阀入口和进压腔之间的管道上、进压孔与进压腔之间的管道上、出压孔与主阀腔室之间的管道上以及排压孔与主阀出口之间的管道上均安装有处于常开状态的常开旁通阀，主阀腔室与机械导阀进压腔之间以及电动控制阀进压孔与主阀入口之间均连接有旁通管，旁通管上均安装有处于常闭状态的常闭旁通阀。

3.根据权利要求1所述的双控制平行式安全阀，其特征是，电动控制阀包括阀体、阀盖、阀杆、推动阀杆升降运行的电动执行器，阀体内设有隔板，隔板上设有上阀孔，阀体内隔板上方设有和进压孔连通的上阀腔，阀体内隔板下方设有和出压孔连通的下阀腔，阀体下端连接阀座，阀座上设有和下阀腔连通的下阀孔，下阀孔和排压孔连通，阀杆下端连接阀瓣，阀瓣包括上密封段和下密封段，上密封段和下密封段均呈锥状结构，上密封段和下密封段侧壁为倾斜设置的密封面，上阀孔下端开口位置呈与上密封段适配的锥状结构，下阀孔上端开口位置呈与下密封段适配的锥状结构，下密封段的密封面密封贴合在下阀孔上端开口边缘，阀杆上端贯穿阀盖并与电动执行器连接，阀杆和阀盖之间填料密封。

4.根据权利要求3所述的双控制平行式安全阀，其特征是，阀盖和阀体之间密封连接有紧急泄压座，紧急泄压座上均布设有若干个紧急泄压腔，阀盖上和紧急泄压腔一一对应设有若干竖向贯通的活塞腔，活塞腔下端与紧急泄压腔连通，活塞腔内安装有活塞，活塞上连接有推杆，推杆上端伸出阀盖，阀杆上紧固连接推动套，推动套外活动套接有推动环，推动套外壁和推动环内壁均由下往上朝外倾斜设置，推杆上端均连接在推动环上，紧急泄压座下端设有和紧急泄压腔连通的紧急阀孔，紧急泄压腔内可升降安装有紧急阀杆，紧急阀杆下端连接紧急阀瓣，紧急阀杆上套装整定弹簧，紧急阀瓣密封抵接在紧急阀孔上端，紧急阀瓣的开启压力大于机械导阀的开启压力；推动环上方安装有若干充满气的气囊，气囊内装有彩色粉末，推动环上设有若干个可戳破气囊的戳针。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的双控制平行式安全阀，其特征是，主阀出口位置安装有安装套，安装套内安装有固定架，固定架中间安装有由介质推动转动的转轮，转轮上均布设有若干叶片，叶片外端连接发电机磁极转子，安装套内壁上紧固安装有发电机线圈定子，发电机磁极转子活动设置在发电机线圈定子和安装套内壁之间，发电机线圈定子输出端电连接指示灯，指示灯安装在主阀外壁上。

6.根据权利要求3或4所述的双控制平行式安全阀，其特征是，阀体左右两侧分别连接有左接头和右接头，左接头和右接头均呈T形结构，左接头和右接头外端均套装有连接法兰，进压孔设置在右接头上，出压孔设置在左接头上。

7.根据权利要求3或4所述的双控制平行式安全阀，其特征是，阀盖上套装有若干散热片。

8.根据权利要求3或4所述的双控制平行式安全阀，其特征是，阀盖上端连接定位套，定位套抵接在填料密封上。