CN108612875A - 一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀 - Google Patents

一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，属于泄爆防爆领域。在该泄爆阀结构中，阀体内开有阀腔和与阀腔导通的多个流体通道，内部开有T形通道的阀芯置于阀腔内，阀杆连接阀芯和驱动电机，被动泄爆机构与一流体出口通道连接，阀体与阀芯间装密封装置，通过驱动电机驱转阀芯即可完成被动泄爆与主动泄爆间的切换。本发明结构紧凑，安装、拆卸和维修方便，密封性好，使用寿命长，启闭迅速；主被动泄爆的结合，提高了安全可靠性；此外，可根据不同等级的爆炸事件切换主被动泄爆模式以及更换不同的被动泄爆机构，泄爆效果好，适用范围广。

Description

一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀
技术领域
本发明涉及泄爆防爆领域，具体地，是一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀。
背景技术
废金属破碎回收处理作为当前世界上最主要的废金属资源回收利用方式，有利于节能减排、提高经济效益等。
由于破碎原料中往往含有易燃易爆的危险废料，随着破碎机腔体内部温度压力的累积和破碎过程中锤头与废料撞击产生火花，破碎过程中燃烧和爆炸的现象时有发生，造成了严重的设备损坏，甚至会危及操作人员的身体健康安全。为了保护人员及设备的安全，破碎机通常设有泄爆装置。
目前常用的泄爆装置主要包括被动式和主动式两种，其中，被动式泄爆装置包括：(1)膜片式泄爆阀，需要频繁更换，成本高且十分不便；(2)重锤式泄爆阀，在爆炸压力的冲击下，阀盖克服重锤的重力并跳起实现压力泄放，泄爆完成后在重力作用下阀盖复位，但是在泄放和复位过程中会出现较大的冲击载荷，且阀盖与阀壁之间存在间隙回流，容易引发二次爆炸；(3)自闭式弹簧泄爆阀，利用弹簧的弹力使得阀盖能够自动回位,但是由于弹簧弹力无法调节,使得回位的时间无法控制,并且导套与导柱之间的间隙较小,造成阀体在上升时导套卡在导柱上,阀盖开启高度不足,泄爆效果较差。
主动式泄爆装置主要通过提前检测探测爆炸起始阶段的信息,通过中心控制单元触发执行机构实现泄爆，但是当主动泄爆系统失效或发生故障时，泄爆装置不能有效的泄爆和排除安全隐患。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出了一种主动泄爆与被动泄爆相结合的泄爆阀，该泄爆阀可在被动泄爆与主动泄爆之间切换，安全稳定性高，泄爆效果好，适用范围广。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，主要由阀体、置于所述阀体内的阀芯、旋转电机、连接所述阀芯与所述旋转电机的阀杆和被动泄爆机构组成；
所述阀体内的阀腔通过流体通道与外界相通；
所述流体通道包括：两轴线相互垂直的流体出口通道和轴线与两流体出口通道均垂直的流体进口通道；
所述被动泄爆机构与一流体出口通道相连；
所述阀芯内部开有T型连接通道，所述旋转电机驱转所述阀芯使所述T型连接通道连通不同的流体出口通道，所述流体进口通道始终与所述T型连接通道相连通。
进一步地，所述流体通道还包括一个与未连接所述被动泄爆机构的流体出口通道同轴线的流体出口通道，两未连接被动泄爆机构的流体出口通道贯通所述阀体。
进一步地，所述被动泄爆机构包括：阀盖、导向套、导杆、顶板、一级弹簧缸和二级弹簧缸；
所述导向套连接在所述阀盖上，所述导杆连接所述阀盖、所述导向套和所述顶板，并与流体出口通道相连接；
所述阀盖与流体出口通道间设置密封圈；
所述阀盖与所述顶板间设置所述一级弹簧缸和所述二级弹簧缸，其均由预紧的弹簧、外套筒和内套筒组成。
进一步地，所述泄爆阀内设置密封装置；
所述密封装置包括：密封阀座、金属密封圈一和金属密封圈二；
所述流体进口通道和所述阀芯与所述阀杆连接处，所述阀芯与所述阀体间均设置环形结构的所述密封阀座；
所述密封阀座与所述阀体间设置所述金属密封圈一，所述密封阀座与所述阀芯间设置所述金属密封圈二。
进一步地，所述阀盖为锥形结构，锥体伸入流体出口通道内，使压力均匀分布并起到对高温爆炸气体的导流和阀盖回落时的定位作用。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的泄爆阀在正常状态下，通过被动泄爆机构泄爆，当高压气体参数超过设定阀值时，电机驱动阀芯转动，连通主动泄爆通道泄爆，主被动泄爆和多流体出口通道的结合提高了安全可靠性，保障了泄爆效果；
(2)球体阀芯与阀体之间通过设置密封阀座和金属密封圈构成硬密封配合，提高了密封性能，保护阀芯，延长了泄爆阀的使用寿命；
(3)此外，本发明结构紧凑，安装、拆卸和维修方便，被动泄爆机构可根据不同的爆炸等级进行更换，并且被动泄爆机构设有两级弹簧缸，缓冲调节能力强，因而本发明的适用范围较广。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明在主动泄爆状态下的剖视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为图3的A部放大图；
图中标识：1-阀体、2-阀腔、3-阀芯、4-第一流体通道、5-第二流体通道、6-第三流体通道、7-第四流体通道、8-第二连接通道、9-第一连接通道、10-密封阀座、11-金属密封圈一、12-金属密封圈二、13-阀杆、14-旋转电机、15-阀盖、16-密封圈、17-导向套、18-导杆、19-弹簧、20-顶板、21-一级弹簧缸、22-二级弹簧缸、23-外套筒、24-内套筒、25-法兰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1、2所示的泄爆阀，阀体1内开有阀腔2和与阀腔2相导通的流体通道，该流体通道包括：第一流体通道4、第二流体通道5、第三流体通道6和第四流体通道7，其中，第二流体通道5和第三流体通道6同轴线，第一流体通道4、第二流体通道5和第四流体通道7各自对应轴线两两垂直，第四流体通道7和被动泄爆机构相连。
阀芯3为球体，其位于阀腔2内，阀芯3与阀体1之间设有密封装置，阀杆13的一端与阀芯3联动，另一端穿过阀体1并与旋转电机14联动，阀芯3上设有T型连接通道，该T型连接通道包括第一连接通道9和第二连接通道8，第二连接通道8贯通阀芯3，第一连接通道9所在轴线垂直于第二连接通道8的轴线，第一连接通道9始终和第一流体通道4相连通。
连接通道和流体通道开口端的截面形状皆为圆形，连接通道的开口端截面直径和流体通道的开口端截面直径相等。
密封装置包括：密封阀座10、金属密封圈一11和金属密封圈二12，第一流体通道4与第一连接通道9以及阀杆13与阀芯3的连接处均开有阀座槽，环形结构的密封阀座10安设于阀座槽内，密封阀座10与阀体1间设置金属密封圈一11，密封阀座10与阀芯3间设置金属密封圈二12。
被动泄爆机构如图3、4所示，其包括：阀盖15、导向套17、导杆18、顶板20、一级弹簧缸21和二级弹簧缸22；
阀盖15上连接导向套17，导杆18连接阀盖15、导向套17和顶板20，并与流体出口通道相连接；
阀盖15与流体出口通道间设置密封圈16；
阀盖15与顶板20间设置一级弹簧缸21和二级弹簧缸22，其均由预紧的弹簧19、外套筒23和内套筒24组成。
阀体1通过法兰25与破碎机箱体连接，保证第一流体通道4和破碎机内部相贯通。
本发明的工作原理为：
正常状态下，阀芯3的第二连接通道8一端和第四流体通道7相通，并和被动泄爆机构形成密封配合，第二连接通道8的另一端和阀体1构成密封配合；通过传感器探测破碎机内起爆起始阶段的压力信号和氧气浓度信号，将信号输入到中心控制单元以触发旋转电机14驱动阀杆13，带动阀芯3旋转90°达到开启状态，实现主动泄爆。
如图2所示，第二连接通道8、第二流体通道5和第三流体通道6相连通，高压气体从第一流体通道4进入阀芯3，经过第二连接通道8同时从第二流体通道5和第三流体通道6的圆形开口端释放；待传感器探测探测破碎机内压力和浓度达到安全值时，输入信号到中心控制单元触发旋转电机14驱动阀杆13带动阀芯3旋转90°，回到正常状态。
当主动泄爆系统失效，无法及时转动阀芯3时，可以利用被动泄爆机构实现被动泄爆。在高压气体的作用下，被动式弹簧泄爆机构上的阀盖15克服弹簧预紧力被顶起，推动一级弹簧缸21沿导杆18轴向运动，使破碎机内部高温高压气体向外释放，在顶板20处还有用于缓冲的二级弹簧缸22。压力释放后阀盖15会在弹簧力的作用下迅速压回原先的预紧状态，自动恢复密封。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，附图与具体实施方式不用于限制本发明，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进行若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，主要由阀体(1)、置于阀体(1)内的阀芯(3)、旋转电机(14)和连接阀芯(3)与旋转电机(14)的阀杆(13)组成，其特征在于，
所述泄爆阀还包括被动泄爆机构；
阀体(1)内的阀腔(2)通过流体通道与外界相通，所述流体通道包括：两轴线相互垂直的流体出口通道和轴线与两流体出口通道均垂直的流体进口通道；
所述被动泄爆机构与一流体出口通道相连；
阀芯(3)内部开有T型连接通道，旋转电机(14)驱转阀芯(3)使所述T型连接通道连通不同的流体出口通道，所述流体进口通道始终与所述T型连接通道相连通。
2.根据权利要求1所述的用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，其特征在于，
所述流体通道还包括一个与未连接所述被动泄爆机构的流体出口通道同轴线的流体出口通道，两未连接被动泄爆机构的流体出口通道贯通阀体(1)。
3.根据权利要求1或2所述的用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，其特征在于，
所述被动泄爆机构包括：阀盖(15)、导向套(17)、导杆(18)、顶板(20)、一级弹簧缸(21)和二级弹簧缸(22)；
阀盖(15)上连接导向套(17)，导杆(18)连接阀盖(15)、导向套(17)和顶板(20)，并与流体出口通道相连接；
阀盖(15)与流体出口通道间设置密封圈(16)；
阀盖(15)与顶板(20)间设置一级弹簧缸(21)和二级弹簧缸(22)，其均由预紧的弹簧(19)、外套筒(23)和内套筒(24)组成。
4.根据权利要求3所述的用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，其特征在于，
所述泄爆阀内设置密封装置；
所述密封装置包括：密封阀座(10)、金属密封圈一(11)和金属密封圈二(12)；
所述流体进口通道和阀芯(3)与阀杆(13)连接处，阀芯(3)与阀体(1)间均设置环形结构的密封阀座(10)；
密封阀座(10)与阀体(1)间设置金属密封圈一(11)，密封阀座(10)与阀芯(3)间设置金属密封圈二(12)。
5.根据权利要求3所述的用于废金属破碎机的主被动结合的泄爆阀，其特征在于，阀盖(15)为锥形结构。
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