CN112032384A - 一种自动调节流量稳定的安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动调节流量稳定的安全阀，包括主阀和控制器，主阀和控制器之间通过第一导压管和第二导压管连接；主阀包括阀体、阀座、阀芯、阀套、膜垫和橡胶膜片，橡胶膜片为传动机构，阀芯和阀座为执行机构；控制器包括驱动组件、限压组件、排气控制组件、第一信号入口及第二信号入口，驱动组件连通限压组件设置，限压组件包括超压控制模块和欠压控制模块，排气控制组件设置于超压控制模块的一侧，超压控制模块机械传动排气控制组件工作。通过控制器实时监测主阀后端的介质流量作出应对，调节主阀阀芯开闭，从而达到流经主阀的介质流量保持在设置范围，即调节流量稳定，解决了燃气流量在一定范围内波动不稳定进行调节的问题。

Description

一种自动调节流量稳定的安全阀

技术领域

本发明涉及燃气阀门技术领域，尤其涉及一种自动调节流量稳定的安全阀。

背景技术

目前，燃气(包括天燃气、人工煤气及液化石油气)的使用非常常见，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。燃气的使用也需要考虑其流量的稳定性，燃气流量不稳定，会导致使用时火力大小不均，甚至出现爆燃冲击等现象。并且经常性的流量不稳定，可能对后级家用或工业使用的流量仪表造成损坏。

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只针对气体介质压力作出判断切断主阀，并不能针对燃气流量在一定范围内波动不稳定进行调节。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种自动调节流量稳定的安全阀，通过控制器实时监测主阀后端的介质流量作出应对，调节主阀阀芯开闭，从而达到流经主阀的介质流量保持在设置范围，即调节流量稳定，解决上述背景技术中不能针对燃气流量在一定范围内波动不稳定进行调节的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动调节流量稳定的安全阀，包括主阀和控制器，所述主阀和控制器之间通过第一导压管和第二导压管连接；

所述主阀包括阀体、阀座、阀芯、阀套、膜垫和橡胶膜片，橡胶膜片为传动机构，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超压控制腔室，所述橡胶膜片和阀套的上腔形成密闭的欠压控制腔室；

所述控制器包括驱动组件、限压组件、排气控制组件、第一信号入口及第二信号入口，所述驱动组件连通所述限压组件设置，所述限压组件包括超压控制模块和欠压控制模块，所述超压控制模块通过所述第一导压管连通所述超压控制腔室，所述欠压控制模块通过所述第二导压管连通所述欠压控制腔室，所述排气控制组件设置于所述超压控制模块的一侧，所述超压控制模块机械传动所述排气控制组件工作，所述第一信号入口连通所述超压控制模块和主阀的下游端，所述第二信号入口连通所述欠压控制模块和主阀的下游端。

作为改进，所述阀体包括：

下阀体，所述下阀体的阀壁上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔容纳所述第二导压管通过，所述第二通孔通过管路连接至所述排气控制组件；以及

上阀盖，所述上阀盖密闭固定于所述下阀体的顶部，所述上阀盖开设有第一进气孔和第三通孔，所述第一进气孔连通所述第一导压管，所述第三通孔通过管路连接至所述排气控制组件。

作为改进，所述上阀盖的内环壁上设置有若干的第一出气孔，所述若干的第一出气孔均连通所述第一进气孔。

作为改进，所述若干的第一出气孔非等间距设置，相对靠近所述第一进气孔的第一出气孔排列稀疏，相对远离所述第一进气孔的第一出气孔排列密集。

作为改进，所述阀套还包括：

第二进气孔，所述第二进气孔连通所述第二导压管；

第四通孔，所述第四通孔连通所述第二通孔设置；以及

第二出气孔，所述第二出气孔沿所述阀套的内壁上设置若干个，所述若干的第二出气孔均连通所述第二进气孔。

作为改进，所述若干的第二出气孔非等间距设置，相对靠近所述第二进气孔的第二出气孔排列稀疏，相对远离所述第二进气孔的第二出气孔排列密集。

作为改进，所述驱动组件设置为空气正压输送装置。

作为改进，所述超压控制模块和欠压控制模块均包括：

十字阀体，所述十字阀体内部开设有十字交叉的第一通道和第二通道，所述第一通道接通所述驱动组件，所述第二通道接通所述第一信号入口或第二信号入口；

活塞，所述活塞滑动设置于所述第二通道内，所述活塞相对其运动方向的垂直方向开设有过气孔，其对所述第一通道开启或闭合作用；

弹簧，所述弹簧的一端与所述活塞相抵触设置，且其相对所述第一信号入口或第二信号入口设置于所述活塞的另一端；以及

调节螺杆，所述调节螺杆螺纹配合设置于所述十字阀体上，其位于所述弹簧的另一端，且其抵触所述弹簧，所述调节螺杆旋转调节所述弹簧的预压紧力。

作为改进，所述排气控制组件包括：

壳体，所述壳体内开设有两条并排的第一圆柱孔和一条横向贯通所述第一圆柱孔的第二圆柱孔，所述两条第一圆柱孔分别连通所述第二通孔和第三通孔；以及

排气塞，所述排气塞滑动设置于所述第二圆柱孔内，其对所述第一圆柱孔封闭或打开作用。

作为改进，所排气塞与所述活塞传动连接，所述活塞横向运动带动所述排气塞横向运动，所述排气塞运动开启一条第一圆柱孔而封闭另一条第一圆柱孔。

本发明的有益效果：

(1)在本发明中通过控制器实时监测主阀后端的介质流量作出应对，调节主阀阀芯开闭，从而达到流经主阀的介质流量保持在设置范围，即调节流量稳定，解决了燃气流量在一定范围内波动不稳定进行调节的问题；

(2)在本发明中通过上阀盖和阀套的内壁设置非等间距排列的出气孔，使得充入的气体介质对橡胶膜片产生的压力能够沿阀芯的竖直方向施加，从而避免阀芯因受气体压力的位置偏心而与阀套摩擦力增大；

(3)在本发明中通过利用调节螺杆进行压力值预设置，可以按需进行调节控制器中的超压控制模块和欠压控制模块的动作压力，即控制了主阀后端的介质输出流量范围，既可以适用允许微小波动的流量的高精控制，又可以使用允许放宽流量波动范围的控制；

(4)在本发明中通过利用排气塞控制排气，其结构简单，运动可靠。

综上所述，本发明具有精准控制流量、阀芯运动平稳无偏斜、结构简单等优点。

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为本发明整体正视剖视图；

图2为本发明整体轴测图；

图3为本发明整体后视轴测图；

图4为图1中A处放大示意图；

图5为本发明下阀体轴测示意图；

图6为本发明上阀盖剖视图之一；

图7为本发明上阀盖剖视图之二；

图8为本发明阀套示意图；

图9为本发明阀套剖视图；

图10为本发明整体正视图；

图11为图10中D向剖视图；

图12为图10中E向剖视图；

图13为本发明超压控制模块剖视图之一；

图14为本发明超压控制模块剖视图之二；

图15为本发明欠压控制模块剖视图之一；

图16为本发明欠压控制模块剖视图之二；

图17为本发明活塞的轴测图；

图18为本发明排气控制组件剖视图之一；

图19为本发明排气控制组件剖视图之二。

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，本发明提供了一种自动调节流量稳定的安全阀，包括主阀1和控制器2，所述主阀1和控制器2之间通过第一导压管3和第二导压管4连接；

所述主阀1包括阀体11、阀座12、阀芯13、阀套17、膜垫18和橡胶膜片19，橡胶膜片19为传动机构，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的上盖形成密闭的超压控制腔室14，所述橡胶膜片19和阀套17的上腔形成密闭的欠压控制腔室16；

所述控制器2包括驱动组件21、限压组件22、排气控制组件23、第一信号入口24及第二信号入口25，所述驱动组件21连通所述限压组件22设置，所述限压组件22包括超压控制模块221和欠压控制模块222，所述超压控制模块221通过所述第一导压管3连通所述超压控制腔室14，所述欠压控制模块222通过所述第二导压管4连通所述欠压控制腔室16，所述排气控制组件23设置于所述超压控制模块221的一侧，所述超压控制模块221机械传动所述排气控制组件23工作，所述第一信号入口24连通所述超压控制模块221和主阀1的下游端，所述第二信号入口25连通所述欠压控制模块222和主阀1的下游端。

需要说明的是，第一信号入口24和第二信号入口25实时连通下游的管路，下游气压直接作用于限压组件22上，限压组件22判断气体压力作出应对：若超出设定值，则超压控制模块221介入工作，对超压控制腔室14施加压力，驱动阀芯13相对靠近阀座12运动，以减小开口；若低于设定值，则欠压控制模块222介入工作，欠压控制腔室16施加压力，驱动阀芯13相对远离阀座12运动，增大开口。

值得说明的是，限压组件22可以设定流量调节范围±0.5m³至±5m³，以满足不同场合的需求进行调节。

更需要说明的是，限压组件22的受力面积S1小于橡胶膜片19的受力面积S2，能够将气体介质作用于限压组件22的压力放大作用到橡胶膜片19。

如图5、6和7所示，作为一种优选的实施方式，所述阀体11包括：

下阀体111，所述下阀体111的阀壁上开设有第一通孔1111和第二通孔1112，所述第一通孔1111容纳所述第二导压管4通过，所述第二通孔1112通过管路连接至所述排气控制组件23；以及

上阀盖112，所述上阀盖112密闭固定于所述下阀体111的顶部，所述上阀盖112开设有第一进气孔1121和第三通孔1122，所述第一进气孔1121连通所述第一导压管3，所述第三通孔1122通过管路连接至所述排气控制组件23。

作为一种优选的实施方式，所述上阀盖112的内环壁上设置有若干的第一出气孔1123，所述若干的第一出气孔1123均连通所述第一进气孔1121。

作为一种优选的实施方式，所述若干的第一出气孔1123非等间距设置，相对靠近所述第一进气孔1121的第一出气孔1123排列稀疏，相对远离所述第一进气孔1121的第一出气孔1123排列密集。

需要说明的是，第一出气孔1123非等间距设置，且靠近第一进气孔1121位置排列稀疏，考虑到第一进气孔1121通入的气源有较强的压力，此处稀疏排列则可分散气体压力，使得作用于靠近第一进气孔1121的橡胶膜片19不会受力过大；相对远离第一进气孔1121位置排列密集，用于补偿此处的压力，因此使得橡胶膜片19靠近第一进气孔1121及远离第一进气孔1121位置的受力相当，从而带动阀芯13受力是沿其滑动方向，大大减小摩擦力。

如图8和9所示，作为一种优选的实施方式，所述阀套17还包括：

第二进气孔171，所述第二进气孔171连通所述第二导压管4；

第四通孔172，所述第四通孔172连通所述第二通孔1112设置；以及

第二出气孔173，所述第二出气孔173沿所述阀套17的内壁上设置若干个，所述若干的第二出气孔173均连通所述第二进气孔171。

作为一种优选的实施方式，所述若干的第二出气孔173非等间距设置，相对靠近所述第二进气孔171的第二出气孔173排列稀疏，相对远离所述第二进气孔171的第二出气孔173排列密集。

实施例二

如图10所示，作为一种优选的实施方式，在实施例一的基础上，所述驱动组件21设置为空气正压输送装置。

如图11至图17所示，作为一种优选的实施方式，所述超压控制模块221和欠压控制模块222均包括：

十字阀体2211，所述十字阀体2211内部开设有十字交叉的第一通道22111和第二通道22112，所述第一通道22111接通所述驱动组件21，所述第二通道22112接通所述第一信号入口24或第二信号入口25；

活塞2212，所述活塞2212滑动设置于所述第二通道22112内，所述活塞2212相对其运动方向的垂直方向开设有过气孔22121，其对所述第一通道22111开启或闭合作用；

弹簧2213，所述弹簧2213的一端与所述活塞2212相抵触设置，且其相对所述第一信号入口24或第二信号入口25设置于所述活塞2212的另一端；以及

调节螺杆2214，所述调节螺杆2214螺纹配合设置于所述十字阀体2211上，其位于所述弹簧2213的另一端，且其抵触所述弹簧2213，所述调节螺杆2214旋转调节所述弹簧2213的预压紧力。

需要说明的是，调节螺杆2214用于调节调节活塞2212运动的驱动力值，即第一信号入口24或第二信号入口25导入的气体压强被调节限定，一旦气体压强超出调节螺杆2214的设定值或低于调节螺杆2214的设定值，调节活塞2212即可被下游气体或弹簧2213推动，直至活塞2212的过气孔22121将出液管29和导压管23连通。

如图18和19所示，作为一种优选的实施方式，所述排气控制组件23包括：

壳体231，所述壳体231内开设有两条并排的第一圆柱孔2311和一条横向贯通所述第一圆柱孔2311的第二圆柱孔2312，所述两条第一圆柱孔2311分别连通所述第二通孔1112和第三通孔1122；以及

排气塞232，所述排气塞232滑动设置于所述第二圆柱孔2312内，其对所述第一圆柱孔2311封闭或打开作用。

作为一种优选的实施方式，所排气塞232与所述活塞2212传动连接，所述活塞2212横向运动带动所述排气塞232横向运动，所述排气塞232运动开启一条第一圆柱孔2311而封闭另一条第一圆柱孔2311。

需要说明的是，排气塞232设置的长度比两条第一圆柱孔2311的间距长，从而排气塞232在不运动时同时封闭两条第一圆柱孔2311，密闭的气体不会漏出。

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第一信号入口24和第二信号入口25反馈作用在限压组件22上的压力在弹簧2213预先设定的限压区间，控制器处于关闭密封状态，无气体进入主阀的超压控制腔室14或欠压控制腔室16，主阀阀芯13一直处于稳定开启状态。

当主阀上游的气流不稳定等原因引起下游气体压力升高超出或减小低于设定压力时，气体压力作用在活塞2212上的压力与弹簧2213上的弹簧力不平衡，活塞2212向左或向右运动(超压时向右运动，欠压时向左运动)，过气孔22121将十字阀体2211的第一通道22111接通。控制气体介质经导压管3或4进入主阀的超压控制腔室14或欠压控制腔室16，橡胶膜片19带动阀芯13上升或下降运动，调节阀芯13与阀座12之间的开口，从而控制了主阀1下游流出的流量稳定。

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)

1.一种自动调节流量稳定的安全阀，包括主阀(1)和控制器(2)，所述主阀(1)和控制器(2)之间通过第一导压管(3)和第二导压管(4)连接，其特征在于：

所述主阀(1)包括阀体(11)、阀座(12)、阀芯(13)、阀套(17)、膜垫(18)和橡胶膜片(19)，橡胶膜片(19)为传动机构，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)的上盖形成密闭的超压控制腔室(14)，所述橡胶膜片(19)和阀套(17)的上腔形成密闭的欠压控制腔室(16)；

所述控制器(2)包括驱动组件(21)、限压组件(22)、排气控制组件(23)、第一信号入口(24)及第二信号入口(25)，所述驱动组件(21)连通所述限压组件(22)设置，所述限压组件(22)包括超压控制模块(221)和欠压控制模块(222)，所述超压控制模块(221)通过所述第一导压管(3)连通所述超压控制腔室(14)，所述欠压控制模块(222)通过所述第二导压管(4)连通所述欠压控制腔室(16)，所述排气控制组件(23)设置于所述超压控制模块(221)的一侧，所述超压控制模块(221)机械传动所述排气控制组件(23)工作，所述第一信号入口(24)连通所述超压控制模块(221)和主阀(1)的下游端，所述第二信号入口(25)连通所述欠压控制模块(222)和主阀(1)的下游端。

2.如权利要求1所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述阀体(11)包括：

下阀体(111)，所述下阀体(111)的阀壁上开设有第一通孔(1111)和第二通孔(1112)，所述第一通孔(1111)容纳所述第二导压管(4)通过，所述第二通孔(1112)通过管路连接至所述排气控制组件(23)；以及

上阀盖(112)，所述上阀盖(112)密闭固定于所述下阀体(111)的顶部，所述上阀盖(112)开设有第一进气孔(1121)和第三通孔(1122)，所述第一进气孔(1121)连通所述第一导压管(3)，所述第三通孔(1122)通过管路连接至所述排气控制组件(23)。

3.如权利要求2所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述上阀盖(112)的内环壁上设置有若干的第一出气孔(1123)，所述若干的第一出气孔(1123)均连通所述第一进气孔(1121)。

4.如权利要求3所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述若干的第一出气孔(1123)非等间距设置，相对靠近所述第一进气孔(1121)的第一出气孔(1123)排列稀疏，相对远离所述第一进气孔(1121)的第一出气孔(1123)排列密集。

5.如权利要求1所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述阀套(17)还包括：

第二进气孔(171)，所述第二进气孔(171)连通所述第二导压管(4)；

第四通孔(172)，所述第四通孔(172)连通所述第二通孔(1112)设置；以及

第二出气孔(173)，所述第二出气孔(173)沿所述阀套(17)的内壁上设置若干个，所述若干的第二出气孔(173)均连通所述第二进气孔(171)。

6.如权利要求5所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述若干的第二出气孔(173)非等间距设置，相对靠近所述第二进气孔(171)的第二出气孔(173)排列稀疏，相对远离所述第二进气孔(171)的第二出气孔(173)排列密集。

7.如权利要求1所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述驱动组件(21)设置为空气正压输送装置。

8.如权利要求1所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述超压控制模块(221)和欠压控制模块(222)均包括：

十字阀体(2211)，所述十字阀体(2211)内部开设有十字交叉的第一通道(22111)和第二通道(22112)，所述第一通道(22111)接通所述驱动组件(21)，所述第二通道(22112)接通所述第一信号入口(24)或第二信号入口(25)；

活塞(2212)，所述活塞(2212)滑动设置于所述第二通道(22112)内，所述活塞(2212)相对其运动方向的垂直方向开设有过气孔(22121)，其对所述第一通道(22111)开启或闭合作用；

弹簧(2213)，所述弹簧(2213)的一端与所述活塞(2212)相抵触设置，且其相对所述第一信号入口(24)或第二信号入口(25)设置于所述活塞(2212)的另一端；以及

调节螺杆(2214)，所述调节螺杆(2214)螺纹配合设置于所述十字阀体(2211)上，其位于所述弹簧(2213)的另一端，且其抵触所述弹簧(2213)，所述调节螺杆(2214)旋转调节所述弹簧(2213)的预压紧力。

9.如权利要求1所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所述排气控制组件(23)包括：

壳体(231)，所述壳体(231)内开设有两条并排的第一圆柱孔(2311)和一条横向贯通所述第一圆柱孔(2311)的第二圆柱孔(2312)，所述两条第一圆柱孔(2311)分别连通所述第二通孔(1112)和第三通孔(1122)；以及

排气塞(232)，所述排气塞(232)滑动设置于所述第二圆柱孔(2312)内，其对所述第一圆柱孔(2311)封闭或打开作用。

10.如权利要求9所述的一种自动调节流量稳定的安全阀，其特征在于，所排气塞(232)与所述活塞(2212)传动连接，所述活塞(2212)横向运动带动所述排气塞(232)横向运动，所述排气塞(232)运动开启一条第一圆柱孔(2311)而封闭另一条第一圆柱孔(2311)。

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