CN112032376A - 一种过载自动切断安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过载自动切断安全阀，包括主阀和驱动器，主阀包括阀体、阀座、阀芯、阀杆、阀套、膜垫和橡胶膜片，橡胶膜片为传动机构，阀杆、阀芯和阀座为执行机构；主阀和驱动器之间经导压管连通，液体介质经过驱动器并决定是否经由导压管进入控制腔室，密闭的控制腔室保持原压或升压，橡胶膜片和阀杆保持原样或向下运动压缩弹簧，并使阀芯保持开启或立即关闭状态。通过利用驱动器进行液压传动动力，当主阀后端的气压过大时，驱动器即可对主阀进行切断关闭，并且能够保压维持关闭状态直至人工复位，解决了现有技术中燃气安全切断阀结构复杂，无法在气源输入压力增大超过管道限压时作出切断动作的技术问题。

Description

一种过载自动切断安全阀

技术领域

本发明涉及燃气阀门技术领域，尤其涉及一种过载自动切断安全阀。

背景技术

目前，大多数家庭及工业生产均依赖于燃气(包括天燃气、人工煤气及液化石油气)，由于燃气特有的理化特性，泄露时容易引起中毒、爆炸及火灾，给人们的生命财产造成了极大的危害和损失。燃气的使用需要借助管道连接，一般软管都有使用老化隐患，管道老化后其保压能力降低，一旦出现超压就可能产生燃气泄漏。人们在使用燃气后，往往不会主动切断关闭气源，燃气管道若出现超压发生燃气泄漏的话，就极易引发各种燃气事故，缺少安全保障。

申请号CN200910058770.0的专利公开了一种燃气安全切断阀，包括主阀和控制器，所述主阀包括阀体、阀座、阀芯、阀杆、阀套、膜垫和橡胶膜片，橡胶膜片为传动机构，阀杆、阀芯和阀座为执行机构，所述控制器为气动控制器，主阀和控制器之间经导压管相联结，由外部进入的气体介质经所述气动控制器控制并决定是否经由导压管进入所述控制气室，密闭的控制气室保持原压或升压，膜片和阀杆保持原样或向下运动压缩所述弹簧，并使阀芯保持开启或立即关闭状态。

然而该发明提供的一种燃气安全切断阀既需要外接气源动力来控制主阀动作，又需要连接下游信号源进行漏气或超压信号处理，其结构复杂，又增加了失败点，而且该发明无法在气源介质的输入压力增大超过限压及时作出切断的动作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种过载自动切断安全阀，通过驱动器进行液压传动动力，当主阀后端的气压过大时，驱动器即可对主阀进行切断关闭，并且能够保压维持关闭状态直至人工复位，解决了上述背景技术中燃气安全切断阀结构复杂，无法在气源输入压力增大超过管道限压时作出切断动作的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种过载自动切断安全阀，包括主阀和驱动器，所述主阀包括阀体、阀座、阀芯、阀杆、阀套、膜垫和橡胶膜片，橡胶膜片为传动机构，阀杆、阀芯和阀座为执行机构；

所述阀套内腔的圆柱台阶处与阀芯外表面的圆柱台阶处配合，所述阀座内腔直径与所述阀芯的底端直径一致，所述阀套容纳所述阀芯的侧壁上设有压力平衡孔，所述膜垫为圆环形，橡胶膜片放置于所述膜垫上，所述橡胶膜片和阀体的上盖形成密闭的控制腔室，在阀杆上套有位于阀套和膜片之间的弹簧；

所述驱动器包括第二阀体、限压组件、驱动组件、进液管和出液管，所述第二阀体内设置有第一腔室和第二腔室，所述出液管流向所述控制腔室方向设置，所述限压组件设置于所述第一腔室中，其位于所述出液管的管路上，其对出液管限压开启，所述驱动组件设置于所述第二腔室中，其位于所述进液管和出液管的通路之间，所述驱动组件实现泵入或泵出液体介质；

主阀和驱动器之间经导压管连通，液体介质经过所述驱动器并决定是否经由导压管进入所述控制腔室，密闭的控制腔室保持原压或升压，橡胶膜片和阀杆保持原样或向下运动压缩所述弹簧，并使阀芯保持开启或立即关闭状态。

作为改进，所述主阀还包括：

指示杆，所述指示杆竖直设置于所述阀杆的顶端；

指示盘，所述指示盘固定设置于所述阀体顶部，所述指示盘罩设容纳所述指示杆，所述指示盘的外侧设置有开启或关闭状态的指示刻度。

作为改进，所述驱动器还包括：

储液箱，所述储液箱固定于所述第二阀体的一侧，所述储液箱连通所述进液管；

复位组件，所述复位组件设置于所述出液管的路径支路上，所述复位组件的后端连通所述储液箱，所述复位件控制所述控制腔室保压或卸压。

作为改进，所述进液管上设置有第一单向阀，所述第一单向阀允许液体介质从所述储液箱单向流向所述驱动组件。

作为改进，所述出液管上设置有第二单向阀，所述第二单向阀允许液体介质从所述驱动组件单向流向所述控制腔室。

作为改进，所述复位组件包括：

复位管，所述复位管连接所述储液箱和控制腔室；

复位螺杆，所述复位螺杆与所述第二阀体螺纹配合，所述复位螺杆的端部与所述复位管的内径相适配，所述复位螺杆往复运动能对所述复位管进行封闭或打开；

联动阀，所述联动阀设置于所述复位管上，其位于所述复位螺杆与所述储液箱之间。

作为改进，所述联动阀与所述阀杆传动连接，所述阀杆运动至所述主阀关闭状态时，所述联动阀打开；所述阀杆运动至所述主阀开启状态时，所述联动阀关闭。

作为改进，所述限压组件包括：

调节活塞，所述调节活塞沿所述第一腔室的长度方向滑动设置；

第二弹簧，所述第二弹簧的底端与所述调节活塞相抵触设置；

调节螺杆，所述调节螺杆螺纹配合设置于所述第二阀体上，其位于所述第二弹簧的正上方，且其抵触所述第二弹簧，所述调节螺杆旋转调节所述第二弹簧的预压紧力；以及

第一气体介质入口，所述第一气体介质入口设置于所述调节活塞的底部，其连通所述主阀的出气端与所述第一腔室。

作为改进，所述调节活塞的下部设置有横穿的通孔，所述调节活塞向上运动使所述通孔连通所述出液管和所述导压管时，液体介质即可从驱动组件向控制腔室流动。

作为改进，所述驱动组件包括：

驱动活塞，所述驱动活塞沿所述第二腔室的长度方向滑动设置，所述驱动活塞的上方空间内充满液体介质；以及

第二气体介质入口，所述第二气体介质入口设置于所述驱动活塞的底部，其连通所述主阀的出气端与所述第二腔室。

本发明的有益效果：

(1)在本发明中通过驱动器进行液压传动动力，当主阀后端的气压过大时，驱动器即可对主阀进行切断关闭，并且能够保压维持关闭状态直至人工复位，解决了现有技术中燃气安全切断阀结构复杂，无法在气源输入压力增大超过管道限压时作出切断动作的技术问题；

(2)在本发明中通过液压方式传动压力，其动力稳定平缓，运动可靠且实现压力放大；

(3)在本发明中通过利用调节螺杆进行压力值预设置，可以按需进行调节驱动器的动作压力，适用场合多；

(4)在本发明中通过利用联动阀，使得驱动器在复位时联动切断复位管，能够保持控制腔室内的液体介质量始终是充满腔室状态。

综上所述，本发明具有结构简单、动作准确平稳、超压即断等优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明整体轴测图；

图2为本发明整体正视剖视图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为本发明驱动器正视剖视图之一；

图5为本发明驱动器正视剖视图之二；

图6为图4中B处放大示意图；

图7为本发明复位运动示意图之一；

图8为本发明复位运动示意图之二；

图9为图8中C处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1、2和3所示，本发明提供了一种过载自动切断安全阀，包括主阀1和驱动器2，所述主阀1包括阀体11、阀座12、阀芯13、阀杆14、阀套17、膜垫18和橡胶膜片19，橡胶膜片19为传动机构，阀杆14、阀芯13和阀座12为执行机构；

所述阀套17内腔的圆柱台阶处与阀芯13外表面的圆柱台阶处配合，所述阀座12内腔直径与所述阀芯13的底端直径一致，所述阀套17容纳所述阀芯13的侧壁上设有压力平衡孔15，所述膜垫18为圆环形，橡胶膜片19放置于所述膜垫18上，所述橡胶膜片19和阀体11的上盖形成密闭的控制腔室24，在阀杆14上套有位于阀套17和膜片19之间的弹簧16；

所述驱动器2包括第二阀体21、限压组件22、驱动组件26、进液管28和出液管29，所述第二阀体21内设置有第一腔室211和第二腔室212，所述出液管29流向所述控制腔室24方向设置，所述限压组件22设置于所述第一腔室211中，其位于所述出液管29的管路上，其对出液管29限压开启，所述驱动组件26设置于所述第二腔室212中，其位于所述进液管28和出液管29的通路之间，所述驱动组件26实现泵入或泵出液体介质；

主阀1和驱动器2之间经导压管23连通，液体介质经过所述驱动器2并决定是否经由导压管23进入所述控制腔室24，密闭的控制腔室24保持原压或升压，橡胶膜片19和阀杆14保持原样或向下运动压缩所述弹簧16，并使阀芯13保持开启或立即关闭状态。

需要说明的是，第二阀芯22的受力面积S1小于橡胶膜片19的受力面积S2，能够将气体介质进口29作用于第二阀芯22的压力放大作用到橡胶膜片19。

作为一种优选的实施方式，所述主阀1还包括：

指示杆30，所述指示杆30竖直设置于所述阀杆14的顶端；

指示盘31，所述指示盘31固定设置于所述阀体11顶部，所述指示盘31罩设容纳所述指示杆30，所述指示盘31的外侧设置有开启或关闭状态的指示刻度32。

需要说明的是，阀芯13脱离阀座12时，指示杆30相对远离阀体11，其指向指示盘31上的刻度位置显示开启状态；阀芯13接触阀座12密闭时，指示杆30相对远离阀体11，其指向指示盘31上的刻度位置显示关闭状态。

实施例二

如图1、7和8所示，作为一种优选的实施方式，在实施例一的基础上，所述驱动器2还包括：

储液箱33，所述储液箱33固定于所述第二阀体21的一侧，所述储液箱33连通所述进液管28；

复位组件34，所述复位组件34设置于所述出液管29的路径支路上，所述复位组件34的后端连通所述储液箱33，所述复位件34控制所述控制腔室24保压或卸压。

需要说明的是，储液箱33的高度位置相对低于复位组件34，有利于液体介质从控制腔室24排入储液箱33复位。

值得说明的是，人工操作复位组件34对阀门复位时，弹簧16利用回复弹力将阀芯13复位，同时推动控制腔室24内的液体介质向储液箱33方向排出。

如图4所示，作为一种优选的实施方式，所述进液管28上设置有第一单向阀36，所述第一单向阀36允许液体介质从所述储液箱33单向流向所述驱动组件26。

作为一种优选的实施方式，所述出液管29上设置有第二单向阀37，所述第二单向阀37允许液体介质从所述驱动组件26单向流向所述控制腔室24。

需要说明的是，第一单向阀36和第二单向阀37的单向流动方向一致，其配合驱动组件26工作，实现将液体介质单向泵送的效果。

如图7、8和9所示，作为一种优选的实施方式，所述复位组件34包括：

复位管341，所述复位管341连接所述储液箱33和控制腔室24；

复位螺杆342，所述复位螺杆342与所述第二阀体21螺纹配合，所述复位螺杆342的端部与所述复位管341的内径相适配，所述复位螺杆341往复运动能对所述复位管341进行封闭或打开；

联动阀343，所述联动阀343设置于所述复位管341上，其位于所述复位螺杆342与所述储液箱33之间。

作为一种优选的实施方式，所述联动阀343与所述阀杆14传动连接，所述阀杆14运动至所述主阀1关闭状态时，所述联动阀343打开；所述阀杆14运动至所述主阀1开启状态时，所述联动阀343关闭。

需要说明的是，联动阀343使得驱动器在复位时联动切断复位管，能够保持控制腔室内的液体介质量始终是充满腔室状态。

如图4和图5所示，作为一种优选的实施方式，所述限压组件22包括：

调节活塞221，所述调节活塞221沿所述第一腔室211的长度方向滑动设置；

第二弹簧222，所述第二弹簧222的底端与所述调节活塞221相抵触设置；

调节螺杆223，所述调节螺杆223螺纹配合设置于所述第二阀体21上，其位于所述第二弹簧222的正上方，且其抵触所述第二弹簧222，所述调节螺杆223旋转调节所述第二弹簧222的预压紧力；以及

第一气体介质入口224，所述第一气体介质入口224设置于所述调节活塞221的底部，其连通所述主阀1的出气端与所述第一腔室211。

作为一种优选的实施方式，所述调节活塞221的下部设置有横穿的通孔2211，所述调节活塞221向上运动使所述通孔2211连通所述出液管29和所述导压管23时，液体介质即可从驱动组件26向控制腔室24流动。

需要说明的是，限压组件22用于调节调节活塞221运动的驱动力值，即第一气体介质入口224导入的气体压强被调节限定，一旦气体压强超出限压组件22的设定值，调节活塞221即可被推动，直至调节活塞221的通孔2211将出液管29和导压管23连通。

作为一种优选的实施方式，所述驱动组件26包括：

驱动活塞261，所述驱动活塞261沿所述第二腔室212的长度方向滑动设置，所述驱动活塞261的上方空间内充满液体介质；以及

第二气体介质入口262，所述第二气体介质入口262设置于所述驱动活塞261的底部，其连通所述主阀1的出气端与所述第二腔室212。

需要说明的是，驱动组件26作为泵送液体介质的核心，其驱动活塞261的下方连通第二气体介质入口262，当气体介质超压时，驱动活塞261被推动上升，将第二腔室212内的压强增大，液体介质向外泵出；当气体介质回复正常时，驱动活塞261通过自重下降或增设回复弹簧回复至初始位置，第二腔室212内的压强减小，液体介质从进液管28泵入。

值得说明的是，由于设置限压组件22对开启调节活塞221设定了压力值，与此同时，驱动组件26也受到气体介质的压力，第二腔室212内的液体介质达到预压效果，一旦调节活塞221运动到位使得出液管29和导压管23连通为畅通状态时，第二腔室212内的液体介质将以高于常压形式被泵送入控制腔室24，阀芯13即可立即关闭。

工作过程：

本发明正常运行情况下，下游监控处气体的压力通过气体介质进口29反馈作用在第二阀芯22上的压力低于预先设定第二弹簧26的弹簧力，驱动器处于关闭密封状态，无液体介质进入主阀的控制腔室24内，控制腔室24液压力接近0值，主阀阀芯13在气体压力和复位弹簧向上作用力下，一直处于完全开启状态。

当由设备故障或其它原因引起下游气体压力升高至设定切断压力时(切断压力通过调节螺杆35设定，顺时针旋转调节螺杆35，切断阀动作压力设定值增高，反之则降低)，气体压力作用在第二阀芯22上的压力与第二弹簧26上的弹簧力不平衡，第二阀芯22上升运动(由于第二阀芯22活塞面积远大于气体介质进口29面积，第二阀芯22启动时密封面积转化为活塞受力面积，面积增加，上升推力大，驱动器在非常接近设定压力范围内准确开启)。液体介质经导压管23进入主阀的控制腔室24，在控制腔室24作用力下，橡胶膜片19和阀杆14带动阀芯13迅速关闭切断气流。此时主阀指示盘31刻度显示关闭位置。(控制腔室24向下作用力等于液压压力Pd乘以控制腔室24的膜片9有效面积S减去阀杆14面积S杆。主阀阀套17设有平衡孔5，向上作用力等于气体介质压力P乘以阀杆4面积S杆加上弹簧16力F弹。则，主阀阀芯13关闭压力等于Pd(S-S杆)-(PS杆+F弹)≥0，由于S远远大于S杆，主阀阀芯13迅速下移贴紧阀座12，关闭切断介质。控制腔室24通过第二单向阀37实现单向供液，并在主阀阀芯13关闭时实现保压，真正实现了安全切断阀“超压即关”，密封零泄漏，使用寿命长。)

当设备故障排除，本发明需要复位恢复正常工作时，缓慢开启复位螺杆342，复位管341与主阀控制腔室24相通，排放控制腔室24的液体介质，腔室液压力排放到很低时，作用在主阀阀芯13上的介质力PS杆和弹簧16力F弹，推动阀芯13向上，主阀打开，又恢复到正常工作状态。此时主阀指示盘升起，刻度处于开启位置，联动阀343联动切断复位管341，对控制腔室24内的液体介质量进行控制保持。与此同时，气体介质进口29进入的气体压力减小，使第二阀芯22上端在第二弹簧26的弹力作用下，第二阀芯22复位。至此整个复位过程结束，本发明又恢复正常工作。

在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种过载自动切断安全阀，包括主阀(1)和驱动器(2)，所述主阀(1)包括阀体(11)、阀座(12)、阀芯(13)、阀杆(14)、阀套(17)、膜垫(18)和橡胶膜片(19)，橡胶膜片(19)为传动机构，阀杆(14)、阀芯(13)和阀座(12)为执行机构，其特征在于：

所述阀套(17)内腔的圆柱台阶处与阀芯(13)外表面的圆柱台阶处配合，所述阀座(12)内腔直径与所述阀芯(13)的底端直径一致，所述阀套(17)容纳所述阀芯(13)的侧壁上设有压力平衡孔(15)，所述膜垫(18)为圆环形，橡胶膜片(19)放置于所述膜垫(18)上，所述橡胶膜片(19)和阀体(11)的上盖形成密闭的控制腔室(24)，在阀杆(14)上套有位于阀套(17)和膜片(19)之间的弹簧(16)；

所述驱动器(2)包括第二阀体(21)、限压组件(22)、驱动组件(26)、进液管(28)和出液管(29)，所述第二阀体(21)内设置有第一腔室(211)和第二腔室(212)，所述出液管(29)流向所述控制腔室(24)方向设置，所述限压组件(22)设置于所述第一腔室(211)中，其位于所述出液管(29)的管路上，其对出液管(29)限压开启，所述驱动组件(26)设置于所述第二腔室(212)中，其位于所述进液管(28)和出液管(29)的通路之间，所述驱动组件(26)实现泵入或泵出液体介质；

主阀(1)和驱动器(2)之间经导压管(23)连通，液体介质经过所述驱动器(2)并决定是否经由导压管(23)进入所述控制腔室(24)，密闭的控制腔室(24)保持原压或升压，橡胶膜片(19)和阀杆(14)保持原样或向下运动压缩所述弹簧(16)，并使阀芯(13)保持开启或立即关闭状态。

2.如权利要求1所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述主阀(1)还包括：

指示杆(30)，所述指示杆(30)竖直设置于所述阀杆(14)的顶端；

指示盘(31)，所述指示盘(31)固定设置于所述阀体(11)顶部，所述指示盘(31)罩设容纳所述指示杆(30)，所述指示盘(31)的外侧设置有开启或关闭状态的指示刻度(32)。

3.如权利要求1所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述驱动器(2)还包括：

储液箱(33)，所述储液箱(33)固定于所述第二阀体(21)的一侧，所述储液箱(33)连通所述进液管(28)；

复位组件(34)，所述复位组件(34)设置于所述出液管(29)的路径支路上，所述复位组件(34)的后端连通所述储液箱(33)，所述复位件(34)控制所述控制腔室(24)保压或卸压。

4.如权利要求3所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述进液管(28)上设置有第一单向阀(36)，所述第一单向阀(36)允许液体介质从所述储液箱(33)单向流向所述驱动组件(26)。

5.如权利要求3所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述出液管(29)上设置有第二单向阀(37)，所述第二单向阀(37)允许液体介质从所述驱动组件(26)单向流向所述控制腔室(24)。

6.如权利要求3所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述复位组件(34)包括：

复位管(341)，所述复位管(341)连接所述储液箱(33)和控制腔室(24)；

复位螺杆(342)，所述复位螺杆(342)与所述第二阀体(21)螺纹配合，所述复位螺杆(342)的端部与所述复位管(341)的内径相适配，所述复位螺杆(341)往复运动能对所述复位管(341)进行封闭或打开；

联动阀(343)，所述联动阀(343)设置于所述复位管(341)上，其位于所述复位螺杆(342)与所述储液箱(33)之间。

7.如权利要求6所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述联动阀(343)与所述阀杆(14)传动连接，所述阀杆(14)运动至所述主阀(1)关闭状态时，所述联动阀(343)打开；所述阀杆(14)运动至所述主阀(1)开启状态时，所述联动阀(343)关闭。

8.如权利要求1所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述限压组件(22)包括：

调节活塞(221)，所述调节活塞(221)沿所述第一腔室(211)的长度方向滑动设置；

第二弹簧(222)，所述第二弹簧(222)的底端与所述调节活塞(221)相抵触设置；

调节螺杆(223)，所述调节螺杆(223)螺纹配合设置于所述第二阀体(21)上，其位于所述第二弹簧(222)的正上方，且其抵触所述第二弹簧(222)，所述调节螺杆(223)旋转调节所述第二弹簧(222)的预压紧力；以及

第一气体介质入口(224)，所述第一气体介质入口(224)设置于所述调节活塞(221)的底部，其连通所述主阀(1)的出气端与所述第一腔室(211)。

9.如权利要求8所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述调节活塞(221)的下部设置有横穿的通孔(2211)，所述调节活塞(221)向上运动使所述通孔(2211)连通所述出液管(29)和所述导压管(23)时，液体介质即可从驱动组件(26)向控制腔室(24)流动。

10.如权利要求1所述的一种过载自动切断安全阀，其特征在于，所述驱动组件(26)包括：

驱动活塞(261)，所述驱动活塞(261)沿所述第二腔室(212)的长度方向滑动设置，所述驱动活塞(261)的上方空间内充满液体介质；以及

第二气体介质入口(262)，所述第二气体介质入口(262)设置于所述驱动活塞(261)的底部，其连通所述主阀(1)的出气端与所述第二腔室(212)。

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