CN112879623B - 流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全y型水击泄压阀 - Google Patents

流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全y型水击泄压阀 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，涉及水击泄压阀技术领域。不仅在发生水击现象时可以迅速开启主阀，而且主阀的开口面积可调，可对管路中的油压进行精准控制，当先导阀发生故障时，可手动开启主阀装置，保证泄压阀仍可正常工作。该Y型水击泄压阀包括Y型水击泄压阀主阀、电磁比例先导阀和控制器；主阀包括阀体、阀杆和阀盖，阀杆的第一端与阀体密封配合，阀杆的第二端依次连接齿轮马达和手轮；主阀与齿轮马达之间通过电磁比例先导阀连通；主阀的进油口处设有压力传感器，齿轮马达靠近主阀的一侧设有角度传感器；压力传感器、角度传感器和电磁比例先导阀均与控制器连通。本申请用于提升Y型水击泄压阀的性能。

Description

流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀
技术领域
本申请涉及水击泄压阀技术领域，尤其涉及一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀。
背景技术
在石油长输管线中，意外停泵或阀门异常启闭等情况会引发水击现象，可能造成管路中局部超压引起爆管事故。为了保证石油长输管道以及相关设备的安全运行，通常利用水击泄压阀来泄放水击压力。当管路中发生水击现象时，泄压阀能够迅速打开并将高压介质泄放，使管道压力恢复正常范围，从而达到保护管道以及管线中设备的目的。因此，泄压阀在发生水击时的开启速度对于整个管路的安全运行具有重要意义。
目前传统水击泄压阀主要包括角式、轴流式以及Y型这三种结构形式。上述结构的水击泄压阀的原理均是通过主阀阀腔内的压力变化以及主阀弹簧来保证主阀的正常动作。其普遍存在以下缺陷：
1.主阀阀腔通过先导阀与前后管路连通，动作时需要将主阀腔内液体排出，受先导阀结构以及引压管直径限制，主阀腔内液体排出速度较慢，使得主阀不能够迅速开启；
2.油液需要流经主阀腔内，因此对液体介质的要求较高，且需安装过滤器，使得传统水击泄压阀仅能用于成品油长输管道，限制了其应用场景；
3.由于主阀弹簧的存在，工作时会造成阀芯颤振，加剧了阀芯磨损，使用寿命较短；
4.主阀只具有开启与关闭两种状态，无法调节主阀开口面积。
发明内容
本申请的实施例提供一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，不仅在发生水击现象时可以迅速开启主阀，而且主阀的流量伺服可调，可对管路中的油压进行精准控制，另外，当先导阀发生故障时，可手动开启主阀装置，保证泄压阀仍可正常工作。
为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，包括Y型水击泄压阀主阀、电磁比例先导阀和控制器；所述Y型水击泄压阀主阀包括阀体、阀杆和阀盖，与所述阀体上密封连接阀盖，所述阀杆的中部与所述阀盖螺纹连接，所述阀杆的第一端伸入所述阀体内并与所述阀体密封配合，所述阀杆的第二端依次连接齿轮马达和手轮；所述阀杆和所述阀盖之间通过阀杆填料密封；所述阀体的入口与所述阀杆的夹角大于90°；所述Y型水击泄压阀主阀与所述齿轮马达之间通过所述电磁比例先导阀连通；所述阀体的入口处与所述电磁比例先导阀的进油口之间的油路设有第一截止阀，所述齿轮马达的两个油口之间的油路上设有第二截止阀；所述阀体的入口处设有压力传感器，所述齿轮马达靠近所述Y型水击泄压阀主阀的一侧设有角度传感器；所述压力传感器能够采集所述阀体的入口处的油压；所述角度传感器能够采集所述齿轮马达转过的角度；所述压力传感器、所述角度传感器和所述电磁比例先导阀均与所述控制器电连接；所述控制器能够根据所述油压大小控制所述电磁比例先导阀换向，并通过控制所述电磁比例先导阀的流量，调整Y型水击泄压阀主阀的开口面积；所述控制器还能够判断所述齿轮马达转过的角度是否符合预设条件，若否，则判定电磁比例先导阀故障并提醒开启手轮。
进一步地，所述齿轮马达与所述阀杆花键连接。
进一步地，所述齿轮马达包括壳体和设置在所述壳体内的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合，且第一齿轮位于所述第二齿轮的外侧，所述壳体上设有两个油口，两个油口相对于所述齿轮马达的轴线对称设置，且两个油口分别位于所述第一齿轮的中心和所述第二齿轮的中心的连线的两侧。
进一步地，所述第一齿轮上设有内花键，所述阀杆上设有外花键，所述阀杆的第二端穿过所述内花键后连接所述手轮。
进一步地，所述阀体与所述阀盖之间通过螺纹连接，并通过密封圈密封。
进一步地，所述阀盖内设有腔体，所述腔体的内壁与所述阀杆之间形成填料腔，所述阀盖上设有压盖螺母，所述压盖螺母能够将所述填料压紧在所述填料腔内。
进一步地，所述手轮上设有安装孔，所述阀杆的第二端设有外螺纹，所述阀杆的第二端穿过所述安装孔后与螺母紧固。
本申请相比现有技术具有以下有益效果：
1、本申请实施例通过齿轮马达直接驱动Y型水击泄压阀主阀的阀杆运动实现主阀的开启和关闭，相比现有技术中主阀腔体内液体的排出速度受先导阀和引压管的直径限制，本申请实施例关闭Y型水击泄压阀主阀时，Y型水击泄压阀主阀腔体内的液体可直接排出至管路上，当管路中发生水击现象时，Y型水击泄压阀主阀可迅速开启，可有效避免发生爆管事故。
2、本申请实施例通过齿轮马达直接驱动Y型水击泄压阀主阀的阀杆运动，相比现有技术通过压缩主阀内的弹簧实现阀芯的运动，本申请实施例在工作时不会发生阀芯颤振现象，阀芯寿命较长。
3、本申请实施例Y型水击泄压阀主阀的流量可以调节，可以对管路中的油压进行精准的控制。
4、本申请实施例通过角度传感器采集齿轮马达转过的角度，并通过控制器判断齿轮马达转过的角度是否符合预设条件，若否，则判定电磁比例先导阀故障并提醒开启手轮，可以有效避免由于电磁比例先导阀故障而引起管路中油压过高发生爆管。
5、本申请实施例阀杆上安装有手轮，当电磁比例先导阀发生故障无法工作时，可通过手轮对主阀的开关进行控制，可以有效避免由于电磁比例先导阀故障而引起管路中油压过高发生爆管。
6、本申请实施例中Y型水击泄压阀主阀的阀杆和阀体安装存在一定角度，可以减小水击对阀体和阀杆的冲击力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本申请实施例Y型水击泄压阀主阀关闭状态的结构示意图；
图2为本申请实施例Y型水击泄压阀主阀开启状态的结构示意图；
图3为本申请实施例中齿轮马达的主视剖视图；
图4为本申请实施例中齿轮马达的俯视剖视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1和图2，本申请实施例提供了一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，该Y型水击泄压阀包括Y型水击泄压阀主阀、电磁比例先导阀14和控制器12。其中，Y型水击泄压阀主阀包括阀体1，阀体1上安装阀盖2，阀盖2上设有内螺纹，阀盖2与阀体1之间安装有密封圈3。阀盖2的内螺纹部分啮合安装有阀杆4，阀体的入口与阀杆4的夹角大于90°。阀盖2内设有腔体，腔体的内壁与阀杆4之间形成填料腔，填料腔内安装阀杆填料5，阀盖2上设有压盖螺母6，压盖螺母6能够将阀杆填料5压紧在填料腔内。阀杆4的上端安装有手轮7，具体的，手轮7上设有安装孔，阀杆4的第二端设有外螺纹，阀杆4的第二端穿过该安装孔后与螺母9拧紧，螺母9与手轮7之间还设有用于防松的垫圈8。阀杆4位于手轮7与压盖螺母6之间的部分安装有齿轮马达10。Y型水击泄压阀主阀与齿轮马达10之间通过电磁比例先导阀14连通。阀体1的入口处安装有压力传感器11，齿轮马达10靠近Y型水击泄压阀主阀的一侧装有角度传感器13。压力传感器11、角度传感器13和电磁比例先导阀14均与控制器12电连接。
压力传感11器能够采集阀体的入口处的油压，控制器12能够根据油压大小控制电磁比例先导阀14换向，并通过控制电磁比例先导阀14的流量，调整Y型水击泄压阀主阀的开口面积。
角度传感器13能够采集齿轮马达10转过的角度，控制器12还能够判断齿轮马达10转过的角度是否符合预设条件，若否，则判定电磁比例先导阀14故障并提醒开启手轮7。
阀体1的入口与电磁比例先导阀14之间的油路上设有第一截止阀16，齿轮马达10的两个油口之间的油路上设有第二截止阀17。
参照图3及图4，齿轮马达10包括壳体105和设置在壳体105内的第一齿轮101和第二齿轮102。第一齿轮101和所述第二齿轮102相啮合，且第一齿轮101位于第二齿轮102的外侧，壳体105上设有两个油口，两个油口相对于齿轮马达10的轴线对称设置，且两个油口分别位于第一齿轮101的中心和第二齿轮102的中心的连线的两侧。为了便于描述，左侧的油口记为第一油口103，右侧的油口记为第二油口104，第一齿轮101上设有内花键，阀杆4上设有外花键，阀杆4的第二端穿过内花键后连接手轮7。
继续参照图1和图2，本申请实施例一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀的工作原理如下：
参照图1，当输油管路的油压正常，未发生水击现象时，第一截止阀16处于打开状态，第二截止阀17处于关闭状态，主阀关闭，油液无法通过泄压阀流出。此时，由于阀体1的入口处油压较低，控制器12控制电磁比例先导阀14处于左位。
参照图2至图4，当发生水击现象时，阀体1的入口处油压升高，压力传感器11采集并传送给的控制器12的压力值高于预设值10Mpa，需要说明的是，该预设值可根据实际应用情况更改，控制器12控制电磁比例先导阀14处于右位，入口处高压油液可通过第一截止阀16流经电磁比例先导阀14，从齿轮马达10右侧的第二油口104流入，推动第一齿轮101逆时针方向旋转，第二齿轮102顺时针方向旋转，然后油液再由左侧的第一油口103流出，流出的油液再经由电磁比例先导阀14流到主阀出口，由于阀杆4与第一齿轮101通过花键连接，第一齿轮101带动阀杆4逆时针方向旋转，同时阀杆4可相对第一齿轮101沿轴向运动，因此，阀杆4上升，主阀开启，阀体1的入口处油压降低。
继续参照图1，完成泄压后，即压力传感器11采集到的压力值低于预设值时，控制器12控制电磁比例先导阀14处于左位，阀体1的入口处的油液可通过第一截止阀16流经电磁比例先导阀14，从齿轮马达10左侧的第一油口103流入，推动第一齿轮101顺时针方向旋转，第二齿轮102逆时针方向旋转，然后油液再由右侧的第二油口104流出，由第二油口104流出的油液再经电磁比例先导阀14流到主阀出口，第一齿轮101带动阀杆4顺时针方向旋转并下降，直至主阀关闭。
在泄压过程中，控制器12可以根据压力传感器11采集的压力值的大小，控制电磁比例阀14中的流量大小，从而控制主阀的开口面积。具体的，在泄压过程中，控制器12可以控制电磁比例阀14中的流量变小，使齿轮马达10停止转动，从而将阀杆4固定于某一位置。
齿轮马达10下装有角度传感器13，角度传感器13可采集齿轮马达10转过的角度，并将齿轮马达10转过的角度传送给控制器12，控制器12将齿轮马达10转过的角度与预设条件进行对比，具体的，预设条件可以为齿轮马达10转过的角度等于预设角度，此处不做限制。当齿轮马达10转过的角度不符合预设条件时，则判定电磁比例先导阀14故障并提醒开启手轮7，由此，控制器12与角度传感器13、压力传感器11形成闭环控制，控制精度较高。
当电磁比例先导阀14故障无法工作时，关闭第一截止阀16，打开第二截止阀17，可手动旋转手轮7来打开使阀杆4上升，以打开主阀体，完成泄压，由此，可有效避免因先导阀故障而引起主管道事故。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，包括Y型水击泄压阀主阀、电磁比例先导阀和控制器；
所述Y型水击泄压阀主阀包括阀体、阀杆和阀盖，所述阀体上密封连接阀盖，所述阀杆的中部与所述阀盖螺纹连接，所述阀杆的第一端伸入所述阀体内并与所述阀体密封配合，所述阀杆的第二端依次连接齿轮马达和手轮；所述阀杆和所述阀盖之间通过阀杆填料密封；所述阀体的入口与所述阀杆的夹角大于90°；
所述Y型水击泄压阀主阀与所述齿轮马达之间通过所述电磁比例先导阀连通；所述阀体的入口处与所述电磁比例先导阀的进油口之间的油路设有第一截止阀，所述齿轮马达的两个油口之间的油路上设有第二截止阀；
所述阀体的入口处设有压力传感器，所述齿轮马达靠近所述Y型水击泄压阀主阀的一侧设有角度传感器；所述压力传感器、所述角度传感器和所述电磁比例先导阀均与所述控制器电连接；
所述压力传感器能够采集所述阀体的入口处的油压；所述控制器能够根据所述油压大小控制所述电磁比例先导阀换向，并通过控制所述电磁比例先导阀的流量，调整Y型水击泄压阀主阀的流量；
所述角度传感器能够采集所述齿轮马达转过的角度；所述控制器能够判断所述齿轮马达转过的角度是否符合预设条件，若否，则判定电磁比例先导阀故障并提醒开启手轮；
所述齿轮马达包括壳体和设置在所述壳体内的第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合，且第一齿轮位于所述第二齿轮的外侧，所述壳体上设有两个油口，两个油口相对于所述齿轮马达的轴线对称设置，且两个油口分别位于所述第一齿轮的中心和所述第二齿轮的中心的连线的两侧。
2.根据权利要求1所述的流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，所述齿轮马达与所述阀杆花键连接。
3.根据权利要求1所述的流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，所述第一齿轮上设有内花键，所述阀杆上设有外花键，所述阀杆的第二端穿过所述内花键后连接所述手轮。
4.根据权利要求1所述的流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，所述阀体与所述阀盖之间通过螺纹连接，并通过密封圈密封。
5.根据权利要求1所述的流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，所述阀盖内设有腔体，所述腔体的内壁与所述阀杆之间形成填料腔，所述阀盖上设有压盖螺母，所述压盖螺母能够将所述填料压紧在所述填料腔内。
6.根据权利要求1所述的流量伺服可调的齿轮马达直驱先导安全Y型水击泄压阀，其特征在于，所述手轮上设有安装孔，所述阀杆的第二端设有外螺纹，所述阀杆的第二端穿过所述安装孔后与螺母紧固。
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