CN108194672B - 泄压装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泄压装置，包括密封阀、爆破针、阀杆机构、动力机构和压杆机构。阀杆机构承受密封阀的进口端的压力并轴向挤压爆破针。动力机构与密封阀连接并具有使密封阀开启的趋势。爆破针稳定时，阀杆机构未被触发，对压杆机构的杠杆限位，杠杆对挡板限位以将动力机构锁止于使密封阀关闭的状态。当压力超过设定压力值，爆破针失稳，阀杆机构被触发时，杠杆不再对挡板限位，使其失去对动力机构的限位作用，动力机构带动密封阀开启进行泄压。根据本发明的泄压装置，泄放精度高，泄压过程无碎片，无维护成本，复位简单，停工成本低；另外，通过杠杆与挡板的配合控制操作杆的动作，可以减小摩擦力的影响，使得泄压装置反应更加灵敏。

Description

泄压装置

技术领域

本发明总地涉及一种用于承压设备超压保护的泄压装置。

背景技术

目前市场上常用的安全泄压装置有爆破片和弹簧式安全阀，这些泄压装置价格低廉且应用广泛，但是普遍存在以下缺点：1、使用效率低，安装维修费时费力；2、精度差，通常控制精度在±10％以上；3、拆换不方便，当更换零件时需要系统停止工作，造成停工损失；4、抗疲劳性差，由于不具备抗疲劳的性能，爆破片或阀门往往失效，无法正常工作。由于以上缺点，这些安全泄压装置不能够很好地满足市场的需求。

因此，需要一种泄压装置，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供一种泄压装置，所述泄压装置包括：

密封阀，所述密封阀包括：

阀体；和

执行器，所述执行器用于控制所述阀体开闭；

爆破针；

阀杆机构，所述阀杆机构包括：

限位件；和

气缸，所述气缸的活塞与所述限位件连接，所述气缸的密封腔通过取压管道与所述阀体的进口端连通，来自所述阀体的进口端的压力使所述活塞轴向挤压所述爆破针；当所述爆破针处于稳定状态时，所述爆破针支撑所述活塞使所述限位件位于第一位置，当所述爆破针失稳变形时，所述活塞移动并使所述限位件从所述第一位置移动至第二位置；

动力机构，所述动力机构包括：

操作杆，所述操作杆能够在第三位置和第四位置之间移动，当所述操作杆位于第四位置时，所述操作杆作用于所述执行器使所述阀体开启，当所述操作杆位于第三位置时，所述操作杆作用于所述执行器使所述阀体关闭；和

第一弹性件，所述第一弹性件对所述操作杆施加朝向所述第四位置的弹性力；以及

压杆机构，所述压杆机构包括：

挡板，所述挡板可开闭地设置，当所述挡板处于闭合位置时，所述操作杆的一端抵靠所述挡板并被限位在所述第三位置；和

杠杆，所述杠杆由所述限位件限位，其中，当所述限位件位于所述第一位置时，所述杠杆被限位使得所述杠杆的一端抵靠所述挡板以使所述挡板位于所述闭合位置，当所述限位件位于所述第二位置时，所述杠杆的所述一端偏离所述挡板使所述挡板处于自由状态。

可选地，所述挡板构造为绕枢挡板转轴可枢转地开闭。

可选地，所述挡板为对开挡板。

可选地，所述杠杆包括两个交叉设置并连接至同一杠杆枢转轴的杠杆，每个所述杠杆对应控制所述对开挡板中的一个挡板。

可选地，所述压杆机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件对所述杠杆的所述一端施加朝向偏离所述挡板的方向的弹性力。

可选地，所述第一弹性件和/或所述第二弹性件为弹簧。

可选地，所述密封阀为蝶阀。

可选地，所述密封阀为三偏心蝶阀。

可选地，所述动力机构还包括复位件，所述复位件用于将所述操作杆从所述第四位置移动至所述第三位置。

可选地，所述复位件构造为复位手轮，所述复位手轮以螺纹连接的形式与所述操作杆可分离地连接。

可选地，所述执行器设置有位置指示器。

可选地，所述执行器设置有位置变送器。

根据本发明的泄压装置，具有较高的泄放精度，而且在泄压过程中不会产生碎片，是否发生泄压也易于判断；爆破针工作环境良好，不需要定期维护的成本；在爆破泄压后，只需更换爆破针就可实现复位，停工成本低；另外，通过杠杆与挡板的配合控制操作杆的动作，可以减小摩擦力的影响，使得泄压装置反应更加灵敏。

附图说明

本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中:

图1为根据本发明的一种优选实施方式的泄压装置的示意图；

图2为图1所示的泄压装置的阀杆机构的结构示意图；

图3为图1所示的泄压装置的压杆机构的结构示意图；

图4为图1所示的泄压装置的动力机构的结构示意图；

图5为图1所示的泄压装置的爆破针在稳定状态的示意图以及

图6为图1所示的泄压装置的爆破针在失稳状态的示意图。

附图标记：

1：密封阀 2：阀杆机构

3：动力机构 4：压杆机构

5：取压管道 11：执行器

21：气缸 22：活塞

23：限位件 6：爆破针

25：针座 26：螺母扣

27：阀杆 31：操作杆

32：第一弹性件 33：复位手轮

41：挡板 42：杠杆

43：杠杆枢转轴 44：第二弹性件

45：挡板枢转轴

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其它的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

本发明提供一种泄压装置，其能够用于承压设备超压保护，在承压设备内部的压力超过设定压力值时安全泄压。如图1所示，泄压装置主要包括密封阀1、阀杆机构2、动力机构3、压杆机构4、取压管道5和爆破针6(图1中未示出)。

密封阀1包括用于起到密封截止作用的阀体和用于控制阀体开闭的执行器。其中，阀体的进口端和出口端分别与上游和下游的管道连接。在正常工作状态下，阀体的进口端承受来自上游管道的压力，并且在该压力小于设定压力的情况下，阀体始终处于关闭状态。其中，该设定压力的大小可以为安全临界值等。

优选地，密封阀1可以为蝶阀。蝶阀结构简单、体积小，并且开关迅速，具有良好的流体控制特性和关闭密封性能。进一步优选地，密封阀1可以选用三偏心蝶阀。三偏心蝶阀的阀板和阀座能够通过偏心抛物线形密封面实现紧密密封，同时，阀板由于偏心设置的缘故被朝向往阀座推动，增加了一个关闭的扭矩以加强密封作用，因此能够实现优异的密封效果。当然，在其他的实施方式中，本领域技术人员可以根据实际密封需要灵活地选择密封阀的种类。例如，密封阀还可以是球阀、截止阀或闸阀等。

如图2所示，阀杆机构2主要包括气缸21和限位件23。其中，气缸21的密封腔通过取压管道5与密封阀1的阀体的进口端连通。由此，气缸21的密封腔内的压力与阀体的进口端的压力相等。该压力作用于气缸21的活塞22，使活塞22具有移动的趋势。

爆破针6与活塞22刚性连接。来自密封阀1的进口端的压力推动活塞22使其沿轴向挤压爆破针6。爆破针6构造为能够承受预定大小的轴向压力。具体到本泄压装置，该预定大小的轴向压力等于设定压力。当爆破针6承受的轴向压力小于该设定压力时，其处于稳定状态，保持原状；而一旦其承受的轴向压力超过该设定压力时，爆破针6屈曲并发生失稳变形，其沿轴向的长度尺寸减小。由此，爆破针6响应于来自阀体进口端的压力的变化而起到触发开关的作用。爆破针6稳定状态和失稳状态的形状分别如图5和图6所示。

如图2所示，阀杆机构2还包括针座25，爆破针6设置于针座25内，并通过螺母扣26固定。优选地，针座25的侧壁可以设置开口，以方便更换爆破针6。

限位件23与活塞22连接，并且能够随着活塞22移动。如图2所示的状态下，爆破针6保持原状，其所受到的轴向压力小于设定压力。此时爆破针6支撑活塞22，限位件23位于第一位置。而当爆破针6承受的轴向压力大于设定压力值时，爆破针6失稳变形，其轴向的长度尺寸减小。活塞22在压力的作用下朝向爆破针6的方向移动，此时限位件23随活塞22移动至第二位置。

在图2所示的实施方式中，限位件23设置于活塞22和爆破针6之间，并且通过诸如阀杆27之类的刚性构件与活塞22连接，从而形成为一体的刚性结构。限位件23的另一侧通过诸如阀杆27之类的刚性构件抵靠在爆破针6上。换句话说，活塞22、限位件23和爆破针6之间形成为类似于串联的结构。然而，在其他的实施方式中，可以省略阀杆27之类的刚性构件而使各部件直接连接，或者也可以使爆破针6和限位件23以类似于并联的方式同时与活塞22连接。本领域技术人员可以根据泄压装置的设置空间的大小灵活地选择不同的设置方式。

如图3所示，动力机构3主要包括操作杆31和第一弹性件32。其中，操作杆31与密封阀1的执行器11连接。当密封阀1为三偏心蝶阀时，执行器11具体可以为通过旋转动作使阀体打开的扭矩执行器。操作杆31构造为可以在第三位置和第四位置之间移动。当操作杆31位于第三位置时，其作用于执行器11使密封阀1的阀体处于关闭状态，而当操作杆31位于第四位置时，其作用于执行器11使密封阀1的阀体处于打开状态。因此，操作杆31的第三位置也可以称为闭阀位置，第四位置也可以称为开阀位置。

第一弹性件32作用于操作杆31，其对操作杆31施加弹性力，使操作杆31具有朝向第四位置移动的趋势。其中，第一弹性件32可以为弹簧。以弹簧作为弹性件，材料容易获得，并且结构简单、便于安装，可靠性好。例如，在图3所示的实施方式中，作为第一弹性件32的弹簧套设在操作杆31上。当操作杆31位于第三位置时，弹簧沿着从第四位置到第三位置的方向被压缩或拉伸，从而对操作杆31施加朝向第四位置的弹性力。

如图1所示，压杆机构4位于动力机构3和阀杆机构2之间。如图4所示，压杆机构4主要包括挡板41和杠杆42。挡板41可开闭地设置。其中当挡板41处于闭合位置时，动力机构3的操作杆31的一端抵靠在挡板41上，并且挡板41将操作杆31限位在第三位置，也即，使密封阀1的阀体处于关闭状态的位置。而当挡板41处于开启位置时，其不再对操作杆31限位。操作杆31可以在第一弹性件32的作用下移动至第四位置，从而作用于执行器11使密封阀1的阀体打开。优选地，挡板41可以构造为绕挡板枢转轴45可枢转地开闭。这样的设置方式使得挡板41的开闭动作比较灵活。

杠杆42用于控制挡板41闭合和开启。如图4所示，杠杆42构造为绕杠杆枢转轴43可枢转地设置，并且杠杆42由阀杆机构2的限位件23限位。具体地，当来自阀体的进口端并作用于活塞22的压力不足以使爆破针6失稳时，爆破针6处于稳定状态并支撑活塞22，限位件23位于第一位置，杠杆42被限位件23限位，使得杠杆42的一端抵靠在挡板41上，使得挡板41处于闭合状态。从而此时动力机构3的操作杆31被挡板41限位于第三位置，阀体处于关闭状态。

而当阀体进口端的压力超过了设定压力值时，爆破针6失稳变形，活塞22在压力的作用下朝向爆破针6移动并使限位件23移动至第二位置。此时，杠杆42的所述一端偏离挡板41，挡板41处于自由状态。动力机构3的操作杆31在第一弹性件32的作用下推开挡板41开启并移动至第四位置。此时执行器11由操作杆31带动使阀体打开，从而使得作用于阀体的进口端的压力得以泄放，避免压力超过设定压力而产生爆炸等危险。

优选地，执行器11上可以设置位置指示器。当执行器11动作，工作人员可以通过位置指示器判断是否发生泄压。或者执行器11上也可以设置位置变送器。当执行器11动作，位置变送器产生信号，该信号可以远距离传送至控制中心，提醒工作人员发生泄压。

其中，在限位件23从第一位置移动至第二位置的过程中，杠杆42可以构造为由限位件23带动使其绕杠杆枢转轴43枢转从而使所述一端偏离挡板41。或者也可以构造为限位件23不再对杠杆42限位，而设置第二弹性件44对杠杆42施加弹性力，使其绕杠杆枢转轴43朝向偏离挡板41的方向偏转。其中，第二弹性件44可以为弹簧。

优选地，挡板41可以构造为对开挡板的形式，操作杆31抵靠在对开挡板的中间，由此可以减小挡板在开启过程中对操作杆31的限位作用。相应地，杠杆42可以包括两个。该两个杠杆42交叉设置并且连接至同一杠杆枢转轴43，以分别控制对开挡板中的一个。

根据本发明的泄压装置，通过杠杆42和挡板41的配合实现将爆破针6的失稳与操作杆31的动作相关联。杠杆42与挡板41之间通过抵接的方式进行限位。并且杠杆42在对挡板41从限位至不限位的状态变化过程中，其偏离原位置的动力是由限位件23或者第二弹性件44提供的，而不是由来自阀体进口端的压力直接提供，从而可以使该压力仅作用于爆破针6即可，而不用抵消零部件之间的摩擦力。由此，可以大大减弱各部件之间的摩擦力对动作部件的影响，能够提高泄压装置对于高于安全值的压力反应的灵敏度，同时还能保证限位的牢固性，避免泄压装置误动作。

当压力降低，重新密封时，需要对泄压装置人工复位，并更换变形的爆破针6。优选地，动力机构3还可以包括复位件，该复位件用于将操作杆31从第四位置移动至第三位置，以将密封阀1恢复至关闭状态。如图3所示，在本实施方式中，复位件构造为复位手轮33的形式。复位手轮33与操作杆31以螺纹连接的形式可分离地连接。

复位时，使复位手轮33与操作杆31连接，通过旋转复位手轮33，带动操作杆31移动至第三位置。然后手动或借助工具推动活塞22复位。限位件23随活塞22由第二位置移动至第一位置，杠杆42被限位件23限位并抵靠挡板41，使挡板41处于关闭位置。此时可以取下变形的爆破针6，然后安装好新的爆破针6。最后，松开复位手轮33与操作杆31之间的连接，使操作杆31仅受第一弹性件32和挡板41的作用。从而泄压装置恢复至初始的密封状态。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (12)

1.一种泄压装置，其特征在于，所述泄压装置包括：

密封阀，所述密封阀包括：

阀体；和

执行器，所述执行器用于控制所述阀体开闭；

爆破针；

阀杆机构，所述阀杆机构包括：

限位件；和

气缸，所述气缸的活塞与所述限位件连接，所述气缸的密封腔通过取压管道与所述阀体的进口端连通，来自所述阀体的进口端的压力使所述活塞轴向挤压所述爆破针；当所述爆破针处于稳定状态时，所述爆破针支撑所述活塞使所述限位件位于第一位置，当所述爆破针失稳变形时，所述活塞移动并使所述限位件从所述第一位置移动至第二位置；

动力机构，所述动力机构包括：

操作杆，所述操作杆能够在闭阀位置和开阀位置之间移动，当所述操作杆位于开阀位置时，所述操作杆作用于所述执行器使所述阀体开启，当所述操作杆位于闭阀位置时，所述操作杆作用于所述执行器使所述阀体关闭；和

第一弹性件，所述第一弹性件对所述操作杆施加朝向所述开阀位置的弹性力；以及

压杆机构，所述压杆机构包括：

挡板，所述挡板可开闭地设置，当所述挡板处于闭合位置时，所述操作杆的一端抵靠所述挡板并被限位在所述闭阀位置；和

杠杆，所述杠杆由所述限位件限位，其中，当所述限位件位于所述第一位置时，所述杠杆被限位使得所述杠杆的一端抵靠所述挡板以使所述挡板位于所述闭合位置，当所述限位件位于所述第二位置时，所述杠杆的所述一端偏离所述挡板使所述挡板处于自由状态。

2.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述挡板构造为绕挡板枢转轴可枢转地开闭。

3.根据权利要求2所述的泄压装置，其特征在于，所述挡板为对开挡板。

4.根据权利要求3所述的泄压装置，其特征在于，所述杠杆包括两个交叉设置并连接至同一杠杆枢转轴的杠杆，每个所述杠杆对应控制所述对开挡板中的一个挡板。

5.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述压杆机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件对所述杠杆的所述一端施加朝向偏离所述挡板的方向的弹性力。

6.根据权利要求5所述的泄压装置，其特征在于，所述第一弹性件和/或所述第二弹性件为弹簧。

7.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述密封阀为蝶阀。

8.根据权利要求7所述的泄压装置，其特征在于，所述密封阀为三偏心蝶阀。

9.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述动力机构还包括复位件，所述复位件用于将所述操作杆从所述开阀位置移动至所述闭阀位置。

10.根据权利要求9所述的泄压装置，其特征在于，所述复位件构造为复位手轮，所述复位手轮以螺纹连接的形式与所述操作杆可分离地连接。

11.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述执行器设置有位置指示器。

12.根据权利要求1所述的泄压装置，其特征在于，所述执行器设置有位置变送器。