CN111734859B - 一种液相介质全启式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液相介质全启式安全阀，旨在解决液相介质安全阀全启超压较高，无法满足使用要求的不足。该发明包括阀体、阀座、阀瓣、阀杆组件，阀体内设有阀腔，阀体上设有和阀腔连通的进液口、出液口，阀座安装在进液口位置，阀杆组件下端连接反冲盘，阀瓣安装在反冲盘下端，阀瓣下端设有上密封凸环，阀座上端设有下密封凸环，上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀座上部连接调节圈，反冲盘下边缘设有向下延伸的蓄压环，蓄压环内壁从上往下向外倾斜设置；调节圈上端和下密封凸环之间形成一级蓄压腔，蓄压环内壁和调节圈外壁之间形成二级蓄压腔。这种液相介质全启式安全阀全启时超压低，满足了使用要求。

Description

一种液相介质全启式安全阀

技术领域

本发明涉及一种安全阀，更具体地说，它涉及一种液相介质全启式安全阀。

背景技术

液相介质一般视作不可压缩，在使用相同的安全阀时，需要比气相介质更大的超过压力才能达到阀瓣全启（不能全启会减小排量）。根据规定，气体和普通蒸汽用安全阀的允许超压一般是10%，而用于液体时其超压须达到25%。但目前普遍设计要求液相介质允许超压为10%，我们选型时只能通过计算增大安全阀口径以满足该超压下的排量，这使得商业竞争中失去了价格优势。故本项目旨在研发一种液相介质全启式安全阀，以满足超压10%时阀瓣全启要求。

发明内容

本发明克服了液相介质安全阀全启超压较高，无法满足使用要求的不足，提供了一种液相介质全启式安全阀，它全启时超压低，满足了使用要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种液相介质全启式安全阀，包括阀体、阀座、阀瓣、阀杆组件，阀体内设有阀腔，阀体上设有和阀腔连通的进液口、出液口，阀座安装在进液口位置，阀杆组件下端连接反冲盘，阀瓣安装在反冲盘下端，阀瓣下端设有上密封凸环，阀座上端设有下密封凸环，上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀座上部连接调节圈，反冲盘下边缘设有向下延伸的蓄压环，蓄压环内壁从上往下向外倾斜设置；调节圈上端和下密封凸环之间形成一级蓄压腔，蓄压环内壁和调节圈外壁之间形成二级蓄压腔。

系统压力在正常范围时，阀瓣在阀杆组件作用下上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀瓣关闭。随着系统压力增加，阀瓣开启，在初始开启时，泄漏的液体形成非常薄的流体薄片，在阀瓣和阀座之间呈放射状膨胀。液体撞击反冲盘的下表面，遇到倾斜的蓄压环内壁，从而向下偏转，产生一个反作用力，使反冲盘向上移动，加快阀瓣的开启。泄漏出的介质在一级蓄压腔和二级蓄压腔内聚积蓄压，有利于加快阀瓣的开启速度，有利于降低全启超压。这种液相介质全启式安全阀全启时超压低，满足了使用要求。

作为优选，调节圈上端内壁从上往下向内倾斜设置，调节圈上端外壁竖直设置。调节圈上端这种结构设置有利于介质的流动。

作为优选，调节圈外壁上与二级蓄压腔对应位置从上往下向外倾斜设置。这种结构设置便于二级蓄压腔的蓄压。

作为优选，蓄压环内壁包括倾斜的上平面段、外凸的弧形段、倾斜的下平面段，与调节圈对应的反冲盘下表面为水平面，上平面段上端与水平面边缘连接。阀瓣开启前期，液体泄漏量少，此时的介质压力主要作用在水平面和上平面段上，有助于反冲盘向上移动。阀瓣开启后期，液体泄漏量多，介质压力作用在水平面、上平面段、弧形段、下平面段上，作用面积大，介质对反冲盘的反冲力大，有助于加快阀瓣的开启。上平面段与调节圈形成的夹角较小，更有利于前期液体介质少量泄漏时，反作用于反冲盘上产生反作用力。弧形段增加了介质对蓄压环内壁的作用面积，从而提高了反作用力，有利于加快阀瓣的开启。下平面段增加了开口大小，有利于介质的快速流动。

作为优选，阀体上连接定位座，定位座上设有向下延伸的导向套，导向套与阀杆组件活动套装。导向套对阀杆组件起到了很好的定位作用，保证了阀杆组件的平稳运行。

作为优选，反冲盘上端设有延伸套，阀杆组件下端与延伸套连接，延伸套活动插装在导向套中，导向套内壁上设有环形槽。延伸套提高了对阀杆组件的定位效果，环形槽的设置有利于减少摩擦和材料膨胀的影响。

作为优选，阀杆组件包括阀杆、整定弹簧、上弹簧座、下弹簧座、调节套、阀盖，整定弹簧、上弹簧座、下弹簧座均套装在阀杆上，阀杆上设有支撑座，整定弹簧抵接在上弹簧座和下弹簧座之间，下弹簧座抵接在支撑座上，调节套套装在阀杆上，调节套与阀盖螺纹连接，调节套下端抵接在上弹簧座上。阀杆组件结构简单，运行可靠。

作为优选，阀腔内出液口位置安装转轴，转轴上安装由介质带动转动的驱动叶片，反冲盘上设有相互连通的竖向滑孔和横向滑孔，横向滑孔中滑动连接滑块，滑块外端设有竖向设置的齿条，齿条和反冲盘之间连接拉紧弹簧，竖向滑孔中安装上推杆、下推杆，上推杆与竖向滑孔之间安装上复位弹簧，下推杆与竖向滑孔之间安装下复位弹簧，上推杆下端设有L形的抵接块，滑块上设有抵接头，下推杆上端设有推动块，推动块上设有从上往下朝向滑块倾斜设置的推动面，抵接块和推动块朝向滑块的侧面平齐，阀腔内安装有连接轴，连接轴上转动连接齿轮圈和从动锥齿轮，转轴上安装主动锥齿轮，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合传动，齿轮圈内壁上设有一圈棘齿，从动锥齿轮外壁上均布安装若干棘爪，棘爪卡在棘齿中，齿轮圈与齿条啮合传动；阀腔内安装上顶杆、下顶杆；阀瓣闭合时，下推杆抵接在下顶杆上，从而将抵接头通过推动面推动到推动块与抵接块平齐的侧面上，此时齿条与齿轮圈啮合；当阀瓣开启时，进入阀腔内的介质带动驱动叶轮转动，从而使转轴转动，通过棘爪与棘齿的配合带动齿条向上移动，加快阀瓣向上开启的速度；阀瓣全启后，上推杆抵接到上顶杆上，抵接头滑离抵接块侧面，使齿条向反冲盘方向移动，齿条与齿轮圈分离。

在阀瓣开启初期，没有全启之前，阀腔内流动的介质带动驱动叶片转动，从而带动转轴转动，通过棘爪与棘齿的配合带动齿条向上移动，加快阀瓣向上开启的速度，有利于阀瓣的全启。由于设置了棘齿和棘爪结构，只能是从动锥齿轮带动齿轮圈转动，而齿轮圈不能带动从动锥齿轮转动。也就是说，当阀瓣向上升起的速度大于齿轮圈带动齿条向上移动的速度，此时齿轮圈转动速度大于从动锥齿轮转动速度，齿轮圈相当于空转，驱动叶片不会给阀瓣的上升造成阻碍。阀瓣全启后，上推杆抵接到上顶杆上，抵接头滑离抵接块侧面，使齿条向反冲盘方向移动，齿条与齿轮圈分离，此时齿轮圈不会带动齿条移动。阀瓣向下移动闭合时，下推杆抵接在下顶杆上，从而将抵接头通过推动面推动到推动块与抵接块平齐的侧面上，此时齿条与齿轮圈啮合，上推杆在上复位弹簧作用下回位。这种结构设置有利于加快阀瓣的全启速度，减小全启超压。

作为优选，竖向滑孔两端分别安装上支座、下支座，上推杆与上支座滑动套装，上推杆上设有上凸块，上支座下端连接上定位板，上复位弹簧抵接在上凸块和上定位板之间，上凸块抵接在上支座上；下推杆与下支座滑动套装，下推杆上设有下凸块，下支座上端连接下定位板，下复位弹簧抵接在下凸块和下定位板之间，下凸块抵接在下支座上。上支座方便了上推杆的安装布置，下支座方便了下推杆的安装布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：液相介质全启式安全阀全启速度快，全启时超压低，满足了使用要求。

附图说明

图1是本发明的实施例1的结构示意图；

图2是本发明的实施例1的局部放大示意图；

图3是本发明的反冲盘下端的局部结构示意图；

图4是本发明的实施例2的结构示意图；

图5是本发明的实施例2的局部放大示意图；

图中：1、阀体，2、阀座，3、阀瓣，4、阀腔，5、进液口，6、出液口，7、反冲盘，8、上密封凸环，9、下密封凸环，10、调节圈，11、蓄压环，12、一级蓄压腔，13、二级蓄压腔，14、安装槽，15、定位座，16、导向套，17、延伸套，18、环形槽，19、阀杆，20、整定弹簧，21、上弹簧座，22、下弹簧座，23、调节套，24、支撑座，25、转轴，26、驱动叶片，27、竖向滑孔，28、横向滑孔，29、滑块，30、齿条，31、拉紧弹簧，32、上推杆，33、下推杆，34、上复位弹簧，35、下复位弹簧，36、抵接块，37、抵接头，38、推动块，39、推动面，40、连接轴，41、齿轮圈，42、从动锥齿轮，43、主动锥齿轮，44、棘齿，45、棘爪，46、上顶杆，47、下顶杆，48、上支座，49、下支座，50、上凸块，51、上定位板，52、下凸块，53、下定位板，54、阀盖，55、上平面段，56、弧形段，57、下平面段，58、水平面。

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1：一种液相介质全启式安全阀（参见附图1、附图2、附图3），包括阀体1、阀座2、阀瓣3、阀杆组件，阀杆组件包括阀杆19、整定弹簧20、上弹簧座21、下弹簧座22、调节套23、阀盖54，阀盖紧固连接在阀体上，整定弹簧、上弹簧座、下弹簧座均套装在阀杆上，阀杆上设有支撑座24，整定弹簧抵接在上弹簧座和下弹簧座之间，下弹簧座抵接在支撑座上，调节套套装在阀杆上，调节套与阀盖螺纹连接，调节套下端抵接在上弹簧座上。

阀体内设有阀腔4，阀体上设有和阀腔连通的进液口5、出液口6，阀座安装在进液口位置，阀杆组件下端连接反冲盘7，阀瓣安装在反冲盘下端，阀瓣下端设有上密封凸环8，阀座上端设有下密封凸环9，上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀座上部连接调节圈10，反冲盘下边缘设有向下延伸的蓄压环11，蓄压环内壁从上往下向外倾斜设置；调节圈上端和下密封凸环之间形成一级蓄压腔12，蓄压环内壁和调节圈外壁之间形成二级蓄压腔13。

调节圈上端内壁从上往下向内倾斜设置，调节圈上端外壁竖直设置。调节圈上端和反冲盘之间设有间隙。调节圈外壁上与二级蓄压腔对应位置从上往下向外倾斜设置。反冲盘下端面上设有安装槽14，阀瓣安装在安装槽中。蓄压环内壁包括倾斜的上平面段55、外凸的弧形段56、倾斜的下平面段57，与调节圈对应的反冲盘下表面为水平面58，上平面段上端与水平面边缘连接。上平面段与水平面的夹角为45度，下平面段与水平面的夹角为30度。调节圈螺纹连接在阀座上端，调节圈转动调节上下位置。调节圈外壁上均布设置若干竖向设置的卡槽，阀体上连接锁止螺钉，锁止螺钉端部卡在卡槽中。阀体上连接定位座15，定位座紧固连接在阀盖和阀体之间，定位座上设有向下延伸的导向套16，导向套与阀杆组件活动套装。反冲盘上端设有延伸套17，阀杆组件的阀杆下端与延伸套连接，延伸套活动插装在导向套中，导向套内壁上设有环形槽18。反冲盘上端与导向套之间设有全启间距，阀瓣全启时，反冲盘上端抵接在导向套下端。

系统压力在正常范围时，阀瓣在阀杆组件作用下上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀瓣关闭。随着系统压力增加，阀瓣开启，在初始开启时，泄漏的液体形成非常薄的流体薄片，在阀瓣和阀座之间呈放射状膨胀。液体撞击反冲盘的下表面，遇到倾斜的蓄压环内壁，从而向下偏转，产生一个反作用力，使反冲盘向上移动，加快阀瓣的开启。泄漏出的介质在一级蓄压腔和二级蓄压腔内聚积蓄压，有利于加快阀瓣的开启速度，有利于降低全启超压。这种液相介质全启式安全阀全启时超压低，满足了使用要求。

实施例2：一种液相介质全启式安全阀（参见附图4、附图5），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中阀腔内出液口位置安装转轴25，转轴上安装由介质带动转动的驱动叶片26。阀腔内出液口位置安装支架，转轴转动安装在支架上，反冲盘上设有相互连通的竖向滑孔27和横向滑孔28，反冲盘上设有径向向外设置的延伸部，竖向滑孔和横向滑孔均设置在延伸部位置。

横向滑孔中滑动连接滑块29，滑块外端设有竖向设置的齿条30，齿条和延伸部外壁之间设有间隙，齿条和反冲盘之间连接拉紧弹簧31，在滑块上方和下方均安装一拉紧弹簧，竖向滑孔中安装上推杆32、下推杆33，上推杆与竖向滑孔之间安装上复位弹簧34，下推杆与竖向滑孔之间安装下复位弹簧35，上推杆下端设有L形的抵接块36，滑块上设有抵接头37，下推杆上端设有推动块38，推动块上设有从上往下朝向滑块倾斜设置的推动面39，抵接块和推动块朝向滑块的侧面平齐，阀腔内安装有连接轴40，连接轴上转动连接齿轮圈41和从动锥齿轮42，转轴上安装主动锥齿轮43，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合传动，齿轮圈内壁上设有一圈棘齿44，从动锥齿轮外壁上均布安装若干棘爪45，从动锥齿轮外壁上和棘爪连接位置设有铰接座，棘爪铰接在铰接座上，棘爪和从动锥齿轮之间连接抵接弹簧，铰接座上设有限位柱，棘爪上设有限位凸起，限位凸起抵接在限位柱上。棘爪卡在棘齿中，齿轮圈与齿条啮合传动；阀腔内安装上顶杆46、下顶杆47；阀瓣闭合时，下推杆抵接在下顶杆上，从而将抵接头通过推动面推动到推动块与抵接块平齐的侧面上，此时齿条与齿轮圈啮合；当阀瓣开启时，进入阀腔内的介质带动驱动叶轮转动，从而使转轴转动，通过棘爪与棘齿的配合带动齿条向上移动，加快阀瓣向上开启的速度；阀瓣全启后，上推杆抵接到上顶杆上，抵接头滑离抵接块侧面上，使齿条向反冲盘方向移动，齿条与齿轮圈分离。上顶杆紧固连接在导向套外壁上。下推杆上端的推动块朝向滑块的侧面呈台阶状，推动面置于台阶的过渡位置。上推杆和下推杆错开设置，抵接头可抵接到抵接块上，也可抵接到推动块上。

竖向滑孔两端分别安装上支座48、下支座49，上推杆与上支座滑动套装，上推杆上设有上凸块50，上支座下端连接上定位板51，上复位弹簧抵接在上凸块和上定位板之间，上凸块抵接在上支座上；下推杆与下支座滑动套装，下推杆上设有下凸块52，下支座上端连接下定位板53，下复位弹簧抵接在下凸块和下定位板之间，下凸块抵接在下支座上。其它结构与实施例1相同。

在阀瓣开启初期，没有全启之前，阀腔内流动的介质带动驱动叶片转动，从而带动转轴转动，通过棘爪与棘齿的配合带动齿条向上移动，加快阀瓣向上开启的速度，有利于阀瓣的全启。由于设置了棘齿和棘爪结构，只能是从动锥齿轮带动齿轮圈转动，而齿轮圈不能带动从动锥齿轮转动。也就是说，当阀瓣向上升起的速度大于齿轮圈带动齿条向上移动的速度，此时齿轮圈转动速度大于从动锥齿轮转动速度，齿轮圈相当于空转，驱动叶片不会给阀瓣的上升造成阻碍。阀瓣向上移动的过程中下推杆在下复位弹簧作用向向下移动回位，使推动面置于L形的抵接块转角下方。阀瓣全启后，上推杆抵接到上顶杆上，抵接头端部滑离抵接块侧面至L形抵接块的转角位置，滑块在横向滑孔内向推动块方向滑动，使齿条向反冲盘方向移动，齿条与齿轮圈分离，此时齿轮圈不会带动齿条移动。阀瓣向下移动闭合时，下推杆抵接在下顶杆上，推动面向上移动抵接到抵接头端部，从而将抵接头通过推动面推动到推动块与抵接块平齐的侧面上，此时齿条与齿轮圈啮合，上推杆在上复位弹簧作用下回位。这种结构设置有利于加快阀瓣的全启速度，减小全启超压。

以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，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)

1.一种液相介质全启式安全阀，包括阀体、阀座、阀瓣、阀杆组件，阀体内设有阀腔，阀体上设有和阀腔连通的进液口、出液口，阀座安装在进液口位置，其特征是，阀杆组件下端连接反冲盘，阀瓣安装在反冲盘下端，阀瓣下端设有上密封凸环，阀座上端设有下密封凸环，上密封凸环和下密封凸环密封贴合，阀座上部连接调节圈，反冲盘下边缘设有向下延伸的蓄压环，蓄压环内壁从上往下向外倾斜设置；调节圈上端和下密封凸环之间形成一级蓄压腔，蓄压环内壁和调节圈外壁之间形成二级蓄压腔；阀腔内出液口位置安装转轴，转轴上安装由介质带动转动的驱动叶片，反冲盘上设有相互连通的竖向滑孔和横向滑孔，横向滑孔中滑动连接滑块，滑块外端设有竖向设置的齿条，齿条和反冲盘之间连接拉紧弹簧，竖向滑孔中安装上推杆、下推杆，上推杆与竖向滑孔之间安装上复位弹簧，下推杆与竖向滑孔之间安装下复位弹簧，上推杆下端设有L形的抵接块，滑块上设有抵接头，下推杆上端设有推动块，推动块上设有从上往下朝向滑块倾斜设置的推动面，抵接块和推动块朝向滑块的侧面平齐，阀腔内安装有连接轴，连接轴上转动连接齿轮圈和从动锥齿轮，转轴上安装主动锥齿轮，主动锥齿轮和从动锥齿轮啮合传动，齿轮圈内壁上设有一圈棘齿，从动锥齿轮外壁上均布安装若干棘爪，棘爪卡在棘齿中，齿轮圈与齿条啮合传动；阀腔内安装上顶杆、下顶杆；阀瓣闭合时，下推杆抵接在下顶杆上，从而将抵接头通过推动面推动到推动块与抵接块平齐的侧面上，此时齿条与齿轮圈啮合；当阀瓣开启时，进入阀腔内的介质带动驱动叶轮转动，从而使转轴转动，通过棘爪与棘齿的配合带动齿条向上移动，加快阀瓣向上开启的速度；阀瓣全启后，上推杆抵接到上顶杆上，抵接头滑离抵接块侧面上，使齿条向反冲盘方向移动，齿条与齿轮圈分离。

2.根据权利要求1所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，调节圈上端内壁从上往下向内倾斜设置，调节圈上端外壁竖直设置。

3.根据权利要求1所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，调节圈外壁上与二级蓄压腔对应位置从上往下向外倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，蓄压环内壁包括倾斜的上平面段、外凸的弧形段、倾斜的下平面段，与调节圈对应的反冲盘下表面为水平面，上平面段上端与水平面边缘连接。

5.根据权利要求1所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，阀体上连接定位座，定位座上设有向下延伸的导向套，导向套与阀杆组件活动套装。

6.根据权利要求5所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，反冲盘上端设有延伸套，阀杆组件下端与延伸套连接，延伸套活动插装在导向套中，导向套内壁上设有环形槽。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，阀杆组件包括阀杆、整定弹簧、上弹簧座、下弹簧座、调节套、阀盖，整定弹簧、上弹簧座、下弹簧座均套装在阀杆上，阀杆上设有支撑座，整定弹簧抵接在上弹簧座和下弹簧座之间，下弹簧座抵接在支撑座上，调节套套装在阀杆上，调节套与阀盖螺纹连接，调节套下端抵接在上弹簧座上。

8.根据权利要求1所述的一种液相介质全启式安全阀，其特征是，竖向滑孔两端分别安装上支座、下支座，上推杆与上支座滑动套装，上推杆上设有上凸块，上支座下端连接上定位板，上复位弹簧抵接在上凸块和上定位板之间，上凸块抵接在上支座上；下推杆与下支座滑动套装，下推杆上设有下凸块，下支座上端连接下定位板，下复位弹簧抵接在下凸块和下定位板之间，下凸块抵接在下支座上。

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