CN112797221B - 先导轴流式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种先导轴流式安全阀，涉及天然气输配管线使用的阀门技术领域。本发明包括先导阀和主阀，所述主阀内设置有中空的滑动套筒和膜片室，中空的滑动套筒贯穿膜片室，膜片将膜片室分隔为膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ；滑动套筒由膜片中部穿过且通过托盘组件与膜片固定；先导阀内滑动设置有活塞组件，活塞组件将先导阀内腔分隔出进气腔、排泄腔和平衡腔，活塞组件上的硫化阀座与固定喷嘴密封时，通过所述连通孔将膜片腔Ⅰ与排泄腔连通；当活塞组件端部的先导阀芯与先导阀座密封时，通过所述连通孔将膜片腔Ⅰ与平衡腔连通。本发明可实现无论背压多高，主阀的启闭均不受影响；起跳后无震动、可快速复位且不影响设定起跳压力。

Description

先导轴流式安全阀

技术领域

本发明涉及天然气输配管线使用的阀门技术领域，更具体地说涉及一种先导轴流式安全阀。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，各种高压气体在工业、民用方面的应用日益广泛，如天然气的长输管线分输及区域供气等等。因各种原因引起的超压导致承载高压气体的管道或容器失效，管道内的气体因高度压缩突然释放产生冲击波，对附近的居民或建筑物造成毁灭性的破坏。鉴于此，国内外对此类事件的控制方法，多是采用限制超压泄放的方式，即安全泄压。

传统的安全阀为普通弹簧式，即超过预加弹簧力后直接起跳排泄，或者通过先导阀门的开启而开启主阀泄放的形式。

国家知识产权局于2019年4月19日，公开了一件公开号为CN208764401U，名称为“一种低压先导式安全阀”的实用新型专利，该实用新型专利包括导阀和主阀，导阀包括导阀阀座、中阀盒、导阀膜片、上阀盖、导阀阀瓣和连接轴；主阀包括主阀阀体、主阀阀座、阀芯杆、主阀阀芯、主阀阀套、主阀阀盖、主阀膜片和复位弹簧，导阀利用面积压差关系，导阀开启迅速，该结构突开作用明显，超压即开，主阀采用全平衡结构，该实用新型的导阀开启迅速，突开明显，超压即开，反应快，导阀出口运用流阻系数特征，设计出口选用10%-50%，使得阀门开启响应迅速，回座快。

上述常用的安全阀如果在一个封闭的放空系统中，会存在余压，而在余压的作用下，会导致安全阀难以开启，并且安全阀起跳后，主阀内气体因阀体强制导向而产生反冲作用，使得安全阀承受较高震动，会导致安全阀复位困难、设定压力发生变化、控压精度下降。当管线输送高毒气体时，要求不能有任何高毒气体泄放到空气中去，传统安全阀难以满足，亟需一款可以适应高毒输配、能在背压下准确使用的安全阀。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种先导轴流式安全阀，本发明的发明目的在于解决上述现有技术中安全阀不能适用于封闭放空环境，因设备震动而导致的安全阀复位困难、设定压力发生变化及控压精度下降的问题。本发明提供了一种由快速反应的先导阀，配合一种由膜片滑套来控制主阀开启的新型主阀。本发明可实现无论背压多高，主阀的启闭均不受影响；起跳后无震动、可快速复位且不影响设定起跳压力。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

先导轴流式安全阀，包括先导阀和主阀，所述主阀内设置有中空的滑动套筒和膜片室，中空的滑动套筒贯穿膜片室，且滑动套筒外壁与膜片室上下两端侧壁滑动密封；滑动套筒一端与主阀内对应气体出口处的密封面接触配合形成密封副；膜片室内固设膜片，膜片将膜片室分隔为膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ；滑动套筒由膜片中部穿过且通过托盘组件与膜片固定；在膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ的压力差作用下，膜片带动滑动套筒运动；所述先导阀内滑动设置有活塞组件，所述活塞组件一端与调节弹簧组件相连，另一端连接先导阀芯，初始状态下，调节弹簧组件的作用力通过活塞组件作用于先导阀芯上，先导阀芯压在先导阀内的先导阀座上处于密封状态；所述活塞组件将先导阀内腔分隔出进气腔、排泄腔和平衡腔，进气腔与排泄腔通过阻尼孔Ⅱ连通；平衡腔内设置固定喷嘴，且活塞组件上设置有封堵固定喷嘴的硫化阀座；主阀进口端气体通过信号管经先导阀进气口处的阻尼孔Ⅰ和先导阀座进入进气腔；同时经固定喷嘴进入平衡腔，平衡腔通过信号管与膜片腔Ⅱ连通；排泄腔连通泄压口；先导阀的阀体上开设连通孔，该连通孔通过信号管与膜片腔Ⅰ连通；活塞组件上的硫化阀座与固定喷嘴密封时，通过所述连通孔将膜片腔Ⅰ与排泄腔连通；当活塞组件端部的先导阀芯与先导阀座密封时，通过所述连通孔将膜片腔Ⅰ与平衡腔连通。

所述活塞组件包括活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ，活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ均与先导阀内腔壁滑动密封；活塞Ⅰ与先导阀的端部形成所述进气腔，活塞Ⅰ与活塞Ⅱ之间形成所述排泄腔，进气腔的气体由活塞Ⅰ上的阻尼孔Ⅱ进入排泄腔；活塞Ⅱ与活塞Ⅲ之间形成所述平衡腔，所述硫化阀座设置在活塞Ⅱ上。

所述连通孔设置在活塞Ⅱ运行行程内的先导阀内腔侧壁上。

所述活塞组件还包括活塞轴，活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ相互平行固设于活塞轴上；活塞轴的一端连接先导阀芯，另一端连接调节弹簧组件。

活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ面积相同。

活塞轴连接先导阀芯的一端的直径小于活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ之间活塞轴段的直径。

所述主阀包括主阀模盖Ⅰ、主阀模盖Ⅱ和气体出口接头，所述主阀模盖Ⅰ和主阀模盖Ⅱ法兰连接后形成所述膜片室，主阀的气体进口设置在主阀模盖Ⅰ上，气体出口接头安装在主阀模盖Ⅱ上。

所述滑动套筒分别与主阀模盖Ⅰ和主阀模盖Ⅱ滑动密封。

所述膜片腔Ⅰ内设置有关闭弹簧。

在本发明中，主阀的关闭原理为：滑动套筒通过密封圈将滑动套筒与主阀模盖Ⅱ密闭，滑动套筒与主阀气体出口接头上的密封面接触时，即是主阀关闭状态；滑动套筒通过密封圈与主阀模盖Ⅰ密闭，膜片室内设置膜片，膜片与滑动套筒相连，膜片将膜片室分隔为膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ，通过控制膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ之间的压力差，推动滑动套筒的往复移动，实现滑动套筒与主阀气体出口接头上的密封面的闭合和开启，从而控制主阀的启闭。

本发明的主阀工作正常状态是处于关闭状态，此时先导阀也处于关闭状态，主阀膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ内的压力差为0，膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ均与先导阀的平衡腔连通。具体为：初始状态下，气体从主阀的气体进口端通过截止阀、信号工艺管后进入先导阀的进气口，经先导阀进气口处的阻尼孔Ⅰ进入先导阀座与先导阀芯接触（此时先导阀芯与先导阀座处于闭合状态）；先导阀的活塞组件将先导阀内腔隔离出了进气腔、排泄腔和平衡腔，排泄腔设置排泄口，对空排放或者接放空管线；此时与主阀膜片腔Ⅰ连通的连通孔位于平衡腔内；调节弹簧组件将作用力经活塞组件传导至先导阀芯上，使得先导阀芯与先到阀座闭合。同时，气体从主阀的气体进口端进入固定喷嘴，在调节弹簧组件的设定作用力下活塞组件被压到下限，此时，固定喷嘴上的喷口与活塞组件上的硫化阀座分离，气体通过固定喷嘴进入平衡腔，经平衡腔上的信号管接口与主阀膜片腔Ⅱ连通。此时，膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ均与先导阀的平衡腔连通，主阀膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ内的压力差为0。

本发明安全阀的起跳排放原理为：当管道压力超压后，主阀气体进口端压力气体经先导阀进气口的阻尼孔Ⅰ和阀座与先导阀芯接触，此时，高压气体对先导阀芯产生的推力大于调节弹簧组件的设定弹簧压力，将先导阀芯微微顶开，高压气体进入进气腔，此时活塞Ⅰ的面积大于先导阀芯的面积，高压气体的作用在活塞Ⅰ上，其作用面积大大增加，所产生的推力随之增加，活塞组件的行程达到最大位置，即先导阀处于全开状态。

当先导阀处于全开状态时，活塞Ⅱ上的硫化阀座封堵固定喷嘴，且活塞Ⅱ移动到连通孔另一侧，使得连通孔与排泄腔连通；此时平衡腔处于密闭状态；而主阀膜片腔Ⅰ与排泄腔连通，排出膜片腔Ⅰ内的气体压力；在主阀膜片腔Ⅰ泄压的同时，主阀膜片腔Ⅱ内的压力不便，形成一个很大的压差，推动主阀膜片和托盘组件将滑动套筒向主阀气体进口端移动，使得滑动套筒与主阀气体出口端的密封面分离，实现管道泄压。

与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：

1、在本发明中采用中空的滑动套筒与主阀气体出口端的密封面直接接触实现主阀启闭，此时前端压力沿滑动套筒径向均匀作用于滑动套筒四周，滑动套筒并不受到前端施加的轴向压力，前端压力的轴向压力是直接作用于密封面上，而后端压力也是沿径向作用于滑动套筒四周，后端的轴向压力也是直接作用于密封面上。此时滑动套筒在前端和后端轴向均不受力，因此前后端压力在滑动套筒轴向移动时，均不会产生影响。本发明的主阀结构对于主阀的开启与关闭的受力只受密封圈与接触面的摩擦力作用，开启和关闭的过程实质是滑动套筒的轴向运动过程，启闭的动力来自膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ的压差，即使有背压存在，背压也是径向作用于滑动套筒侧壁上，主阀关闭时滑动套筒轴向并不受背压的作用，主阀开启时，滑动套筒轴向受力面为滑动套筒端部面积，且前后端不存在面积差，因此开启和关闭时所受前后端压力差可忽略不计。因此本发明的安全阀无论背压多大对滑动套筒运动的影响均可忽略不计，本发明可以耐受超高的背压。

2、传统的安全阀的结构限制，导致出口排放空间不得不改变流体方向，如90°从侧面排出，并且在排出的过程中流道强行将流体改变流道方向，会导致安全阀产生强烈的震动，震动过程中导致安全阀的压力设定或其他部件松动，从而导致控压精度降低的问题。本发明的主阀为轴流式结构，且采用中空的滑动套筒，滑动套筒与气体进口和气体出口共轴，在排放过程中流体方向变化小，可有效解决因流体方向改变大而引起的震动，从而解决因震动而引起的部件松动、设定压力变化及控压精度降低的问题。

3、本发明中安全阀的先导阀的内腔通过活塞组件分隔出进气腔、排泄腔和平衡腔，初始状态下时，膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ均与平衡腔相连通，当超压时，膜片腔Ⅱ内压力与主阀进口压力相近，先导阀打开，此时膜片腔Ⅰ内泄压，使得膜片腔Ⅰ和膜片腔Ⅱ之间的压差瞬间增大，利用膜片腔Ⅱ与膜片腔Ⅰ之间的大压差，推动膜片带动滑动套筒运动，进行泄压。本发明的先导阀结构响应灵敏度高，可以在主阀前端出现超压时，迅速响应达到泄压的目的，且泄压后回座平稳，不会出现忽开忽关的不平稳波动。

4、在本发明中，先导阀通过活塞Ⅱ的移动，实现了主阀膜片腔Ⅰ的快速泄压或补压，响应灵敏，尤其适用于轴流式安全阀。

5、本发明的先导轴流式安全阀是一种由快速反应的先导阀，配合一种由膜片滑套来控制主阀开启的新型安全阀，可实现无论背压多高，主阀的启闭均不受影响；起跳后无震动、可快速复位且不影响设定起跳压力。

附图说明

图1为本发明先导轴流式安全阀正常工作状态下的剖视结构图；

图2为本发明先导轴流式安全阀主阀闭合时滑动套筒的受力示意图；

图3为本发明先导轴流式安全阀主阀开启时滑动套筒的受力示意图；

图4为本发明先导轴流式安全阀泄压时的剖视结构示意图；

附图标记：1、先导阀，2、主阀，3、滑动套筒，4、膜片室，5、气体出口，6、密封面，7、膜片，8、膜片腔Ⅰ，9、膜片腔Ⅱ，10、托盘组件，11、调节弹簧组件，12、先导阀芯，13、先导阀座，14、进气腔，15、排泄腔，16、平衡腔，17、阻尼孔Ⅱ，18、固定喷嘴，19、硫化阀座，20、信号管，21、阻尼孔Ⅰ，22、泄压口，23、连通孔，24、活塞Ⅰ，25、活塞Ⅱ，26、活塞Ⅲ，27、活塞轴，28、主阀模盖Ⅰ，29、主阀模盖Ⅱ，30、气体出口接头，31、关闭弹簧。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的技术方案作出进一步详细的阐述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照说明书附图1所示，包括先导阀1和主阀2，所述主阀2内设置有中空的滑动套筒3和膜片室4，中空的滑动套筒3贯穿膜片室4，且滑动套筒3外壁与膜片室4上下两端侧壁滑动密封；滑动套筒3一端与主阀2内对应气体出口5处的密封面6接触配合形成密封副；膜片室4内固设膜片7，膜片7将膜片室4分隔为膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9；滑动套筒3由膜片7中部穿过且通过托盘组件10与膜片7固定；在膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9的压力差作用下，膜片7带动滑动套筒3运动；所述先导阀1内滑动设置有活塞组件，所述活塞组件一端与调节弹簧组件11相连，另一端连接先导阀芯12，初始状态下，调节弹簧组件11的作用力通过活塞组件作用于先导阀芯12上，先导阀芯12压在先导阀1内的先导阀座13上处于密封状态；所述活塞组件将先导阀1内腔分隔出进气腔14、排泄腔15和平衡腔16，进气腔14与排泄腔15通过阻尼孔Ⅱ17连通；平衡腔16内设置固定喷嘴18，且活塞组件上设置有封堵固定喷嘴18的硫化阀座19；主阀2进口端气体通过信号管20经先导阀1进气口处的阻尼孔Ⅰ21和先导阀座13进入进气腔14；同时经固定喷嘴18进入平衡腔16，平衡腔16通过信号管20与膜片腔Ⅱ9连通；排泄腔15连通泄压口22；先导阀1的阀体上开设连通孔23，该连通孔23通过信号管20与膜片腔Ⅰ8连通；活塞组件上的硫化阀座19与固定喷嘴18密封时，通过所述连通孔23将膜片腔Ⅰ8与排泄腔15连通；当活塞组件端部的先导阀芯12与先导阀座13密封时，通过所述连通孔23将膜片腔Ⅰ8与平衡腔16连通。

如图1所示，滑动套筒3通过密封圈将滑动套筒3与主阀模盖Ⅱ29密闭，滑动套筒3与主阀2气体出口接头30上的密封面6接触时，即是主阀2关闭状态；滑动套筒3通过密封圈与主阀模盖Ⅰ28密闭，膜片室4内设置膜片7，膜片7与滑动套筒3相连，膜片7将膜片室4分隔为膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9，通过控制膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9之间的压力差，推动滑动套筒3的往复移动，实现滑动套筒3与主阀2气体出口接头30上的密封面6的闭合和开启，从而控制主阀2的启闭。

如图1所示，主阀2工作正常状态是处于关闭状态，此时先导阀1也处于关闭状态，主阀2膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9内的压力差为0，膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9均与先导阀1的平衡腔16连通。具体为：初始状态下，气体从主阀2的气体进口端通过截止阀、信号工艺管后进入先导阀1的进气口，经先导阀1进气口处的阻尼孔Ⅰ21进入先导阀座13与先导阀芯12接触（此时先导阀芯12与先导阀座13处于闭合状态）；先导阀1的活塞组件将先导阀1内腔隔离出了进气腔14、排泄腔15和平衡腔16，排泄腔15设置排泄口，对空排放或者接放空管线；此时与主阀2膜片腔Ⅰ8连通的连通孔23位于平衡腔16内；调节弹簧组件11将作用力经活塞组件传导至先导阀芯12上，使得先导阀芯12与先到阀座闭合。同时，气体从主阀2的气体进口端进入固定喷嘴18，在调节弹簧组件11的设定作用力下活塞组件被压到下限，此时，固定喷嘴18上的喷口与活塞组件上的硫化阀座19分离，气体通过固定喷嘴18进入平衡腔16，经平衡腔16上的信号管接头与主阀2膜片腔Ⅱ9连通。此时，膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9均与先导阀1的平衡腔16连通，主阀2膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9内的压力差为0。

如图2和3所示，滑动套筒3与主阀2气体出口接头30上的密封面6接触时即为关闭状态；此时受力如图2和3所示，前端压力P1均匀作用于轴四周，轴向压力P1作用于固定的密封面6，下游部分压力为P2，此时P2均匀的作用于滑动主轴的外圆周方向及轴向作用于固定的密封面6背面；此时密封面6在轴向受力为P1=P2处于完全平衡状态；滑动套筒3的受力状态为滑动套筒3与密封面6的线接触面面积趋近于0，因此关闭时滑动主轴在轴向的受力趋于零，因此，此种结构对于阀门的开启与关闭状态的受力只受密封圈与接触面的摩擦力作用，所以开启与关闭力可以忽略不计。主阀2开启和关闭的过程实质是滑动套筒3的轴向运动过程，启闭的动力来自膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9的压差；如果有背压P2的存在则P2的压力均匀作用于套筒的外壁上，关闭时轴向则不受背压的作用，开启时因套筒的受力面积为套筒的端面积约为零，因此无论背压多大对套筒的运动影响几乎忽略不计，所以能耐超高的背压。

如图4所示，当管道压力超压后，主阀2气体进口端压力气体经先导阀1进气口的阻尼孔Ⅰ21和阀座与先导阀芯12接触，此时，高压气体对先导阀芯12产生的推力大于调节弹簧组件11的设定弹簧压力，将先导阀芯12微微顶开，高压气体进入进气腔14，此时活塞Ⅰ24的面积大于先导阀芯12的面积，高压气体的作用在活塞Ⅰ24上，其作用面积大大增加，所产生的推力随之增加，活塞组件的行程达到最大位置，即先导阀1处于全开状态。

当先导阀1处于全开状态时，活塞Ⅱ25上的硫化阀座19封堵固定喷嘴18，且活塞Ⅱ25移动到连通孔23另一侧，使得连通孔23与排泄腔15连通；此时平衡腔16处于密闭状态；而主阀2膜片腔Ⅰ8与排泄腔15连通，排出膜片腔Ⅰ8内的气体压力；在主阀2膜片腔Ⅰ8泄压的同时，主阀2膜片腔Ⅱ9内的压力不便，形成一个很大的压差，推动主阀2膜片7和托盘组件10将滑动套筒3向主阀2气体进口端移动，使得滑动套筒3与主阀2气体出口5端的密封面6分离，实现管道泄压。

作为本发明一种实施方式，如图1和图4所示，将主阀2气体进口定义为下，主阀2气体出口5端定义为上，则气体出口接头30为上阀盖，主阀模盖Ⅰ28为下模盖，主阀模盖Ⅱ29为上模盖，膜片腔Ⅰ8为下膜腔，膜片腔Ⅱ9为上膜腔。在此实施方式中，关闭弹簧31设置在下膜腔中。

作为本发明又一种实施方式，将主阀2气体进口定义为左，将主阀2气体出口5定位右，则气体出口接头30为右阀盖，主阀模盖Ⅰ28为左阀盖，主阀模盖Ⅱ29为中模盖，膜片腔Ⅰ8为左膜腔，膜片腔Ⅱ9为右膜腔。在此实施方式中，关闭弹簧31设置在左膜腔中。

更进一步地，如图1和图4所示，所述活塞组件包括活塞Ⅰ24、活塞Ⅱ25和活塞Ⅲ26，活塞Ⅰ24、活塞Ⅱ25和活塞Ⅲ26均与先导阀1内腔壁滑动密封；活塞Ⅰ24、活塞Ⅱ25和活塞Ⅲ26面积相同；活塞Ⅰ24与先导阀1的端部形成所述进气腔14，活塞Ⅰ24与活塞Ⅱ25之间形成所述排泄腔15，进气腔14的气体由活塞Ⅰ24上的阻尼孔Ⅱ17进入排泄腔15；活塞Ⅱ25与活塞Ⅲ26之间形成所述平衡腔16，所述硫化阀座19设置在活塞Ⅱ25上。

所述连通孔23设置在活塞Ⅱ25运行行程内的先导阀1内腔侧壁上。所述活塞组件还包括活塞轴27，活塞Ⅰ24、活塞Ⅱ25和活塞Ⅲ26相互平行固设于活塞轴27上；活塞轴27的一端连接先导阀芯12，另一端连接调节弹簧组件11；活塞轴27连接先导阀芯12的一端的直径小于活塞Ⅰ24、活塞Ⅱ25和活塞Ⅲ26之间活塞轴27段的直径。

所述主阀2包括主阀模盖Ⅰ28、主阀模盖Ⅱ29和气体出口接头30，所述主阀模盖Ⅰ28和主阀模盖Ⅱ29法兰连接后形成所述膜片室4，主阀2的气体进口设置在主阀模盖Ⅰ28上，气体出口接头30安装在主阀模盖Ⅱ29上。所述滑动套筒3分别与主阀模盖Ⅰ28和主阀模盖Ⅱ29滑动密封。所述膜片腔Ⅰ8内设置有关闭弹簧31。

更进一步地，先导阀1的回位：高压阀气体充满进气腔14后活塞Ⅰ24处于最高位置，进气腔14里面的气体同时通过活塞Ⅰ24上的阻尼孔Ⅱ17进入排泄腔15，排泄腔15直接对外排气，当主阀2开启后主管路的气压产生瞬降，进气压力变低，此时进入进气腔14及泄压腔的气体在阻尼孔Ⅰ21和阻尼孔Ⅱ17的作用下互通，进气腔14的气压急剧变低，在弹簧力作用下迅速将活塞Ⅰ24压回位；先导阀1完成了一次启闭循环。

主阀2的回位：与此同时与活塞Ⅰ24相连接的活塞Ⅱ25同步被压回原位，活塞Ⅱ25顶部的硫化阀座19与固定喷嘴18分离，此时从侧面的来气P1入口开启，同时活塞Ⅱ25的回位使得活塞Ⅱ25密封圈随同运动并且回到与膜片腔Ⅰ8相通的连通孔23之下，这时主阀2膜片腔Ⅰ8与平衡腔16连通，主阀2膜片腔Ⅱ9的高压气体通过平衡腔16与膜片腔Ⅰ8连通，膜片腔Ⅱ9高压气体回流后瞬间与膜片腔Ⅰ8平衡，同时从固定喷嘴18来的前压气体继续充满膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9，主阀2膜片腔Ⅰ8和膜片腔Ⅱ9气压平衡的同时弹簧推动主阀2膜片7及托盘组件10迅速将滑动套筒3压向上方极限位置与主阀2气体出口接头30上的密封面6接触，从而实现主阀2复位；主阀2完成了一次启闭循环。

传统的安全阀的结构限制，导致出口排放空间不得不改变流体方向，如90°从侧面排出，并且在排出的过程中流道强行将流体改变流道方向，会导致安全阀产生强烈的震动，震动过程中导致安全阀的压力设定或其他部件松动，从而导致控压精度降低的问题。本发明的主阀2为轴流式结构，且采用中空的滑动套筒3，滑动套筒3与气体进口和气体出口5共轴，在排放过程中流体方向变化小，可有效解决因流体方向改变大而引起的震动，从而解决因震动而引起的部件松动、设定压力变化及控压精度降低的问题。

Claims (7)

1.先导轴流式安全阀，包括先导阀（1）和主阀（2），其特征在于：所述主阀（2）内设置有中空的滑动套筒（3）和膜片室（4），中空的滑动套筒（3）贯穿膜片室（4），且滑动套筒（3）外壁与膜片室（4）上下两端侧壁滑动密封；滑动套筒（3）一端与主阀（2）内对应气体出口（5）处的密封面（6）接触配合形成密封副；膜片室（4）内固设膜片（7），膜片（7）将膜片室（4）分隔为膜片腔Ⅰ（8）和膜片腔Ⅱ（9）；滑动套筒（3）由膜片（7）中部穿过且通过托盘组件（10）与膜片（7）固定；在膜片腔Ⅰ（8）和膜片腔Ⅱ（9）的压力差作用下，膜片（7）带动滑动套筒（3）运动；所述先导阀（1）内滑动设置有活塞组件，所述活塞组件一端与调节弹簧组件（11）相连，另一端连接先导阀芯（12），初始状态下，调节弹簧组件（11）的作用力通过活塞组件作用于先导阀芯（12）上，先导阀芯（12）压在先导阀（1）内的先导阀座（13）上处于密封状态；所述活塞组件将先导阀（1）内腔分隔出进气腔（14）、排泄腔（15）和平衡腔（16），进气腔（14）与排泄腔（15）通过阻尼孔Ⅱ（17）连通；平衡腔（16）内设置固定喷嘴（18），且活塞组件上设置有封堵固定喷嘴（18）的硫化阀座（19）；主阀（2）进口端气体通过信号管（20）经先导阀（1）进气口处的阻尼孔Ⅰ（21）和先导阀座（13）进入进气腔（14）；同时经固定喷嘴（18）进入平衡腔（16），平衡腔（16）通过信号管（20）与膜片腔Ⅱ（9）连通；排泄腔（15）连通泄压口（22）；先导阀（1）的阀体上开设连通孔（23），该连通孔（23）通过信号管（20）与膜片腔Ⅰ（8）连通；活塞组件上的硫化阀座（19）与固定喷嘴（18）密封时，通过所述连通孔（23）将膜片腔Ⅰ（8）与排泄腔（15）连通；当活塞组件端部的先导阀芯（12）与先导阀座（13）密封时，通过所述连通孔（23）将膜片腔Ⅰ（8）与平衡腔（16）连通；所述活塞组件包括活塞Ⅰ（24）、活塞Ⅱ（25）和活塞Ⅲ（26），活塞Ⅰ（24）、活塞Ⅱ（25）和活塞Ⅲ（26）均与先导阀（1）内腔壁滑动密封；活塞Ⅰ（24）与先导阀（1）的端部形成所述进气腔（14），活塞Ⅰ（24）与活塞Ⅱ（25）之间形成所述排泄腔（15），进气腔（14）的气体由活塞Ⅰ（24）上的阻尼孔Ⅱ（17）进入排泄腔（15）；活塞Ⅱ（25）与活塞Ⅲ（26）之间形成所述平衡腔（16），所述硫化阀座（19）设置在活塞Ⅱ（25）上；所述活塞Ⅰ（24）、活塞Ⅱ（25）和活塞Ⅲ（26）的直径相同。

2.如权利要求1所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：所述连通孔（23）设置在活塞Ⅱ（25）运行行程内的先导阀（1）内腔侧壁上。

3.如权利要求1或2所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：所述活塞组件还包括活塞轴（27），活塞Ⅰ（24）、活塞Ⅱ（25）和活塞Ⅲ（26）相互平行固设于活塞轴（27）上；活塞轴（27）的一端连接先导阀芯（12），另一端连接调节弹簧组件（11）。

4.如权利要求1或2所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：活塞轴（27）连接先导阀芯（12）的一端连接段的直径，小于活塞Ⅰ、活塞Ⅱ和活塞Ⅲ之间活塞轴段的直径。

5.如权利要求1或2所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：所述主阀（2）包括主阀模盖Ⅰ（28）、主阀模盖Ⅱ（29）和气体出口接头（30），所述主阀模盖Ⅰ（28）和主阀模盖Ⅱ（29）法兰连接后形成所述膜片室（4），主阀（2）的气体进口设置在主阀模盖Ⅰ（28）上，气体出口接头（30）安装在主阀模盖Ⅱ（29）上。

6.如权利要求5所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：所述滑动套筒（3）分别与主阀模盖Ⅰ（28）和主阀模盖Ⅱ（29）滑动密封。

7.如权利要求5项所述的先导轴流式安全阀，其特征在于：所述膜片腔Ⅰ（8）内设置有关闭弹簧（31）。

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