CN112984201A - 叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀 - Google Patents

叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀 Download PDF

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Abstract

本发明属于水击泄压阀技术领域，具体涉及一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，包括阀体、支撑筒、叶片式液压马达、阀杆、机械先导式两位四通换向阀、手轮，支撑筒固定在阀体上，支撑筒上设有密封端盖，阀体包括入口和出口；阀杆穿过支撑筒、密封端盖和叶片式液压马达，阀杆的一端设有堵头，另一端与手轮连接；所述堵头伸入阀体内，阀体的入口轴线与阀杆轴线垂直；阀杆靠近堵头处设有外螺纹段，外螺纹段与支撑筒设置的内螺纹啮合。本发明通过先导式机械换向阀对油路进行换向，操作简单，动作迅速，控制可靠。

Description

叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀
技术领域
本发明属于水击泄压阀技术领域，具体涉及一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀。
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。其原理上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。其普遍存在着以下缺陷：
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。
发明内容
为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其通过叶片式液压马达直驱和手轮驱动控制两种方式控制阀开闭状态，从而起到超压安全泄放作用。
本发明实现上述功能的技术方案是：一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特殊之处在于：
包括阀体、支撑筒、叶片式液压马达、阀杆、机械先导式两位四通换向阀、手轮，
支撑筒固定在阀体上，支撑筒上设有密封端盖，阀体包括入口和出口；
阀杆穿过支撑筒、密封端盖和叶片式液压马达，阀杆的一端设有堵头，另一端与手轮连接；所述堵头伸入阀体内，阀体的入口轴线与阀杆轴线垂直；
阀杆靠近堵头处设有外螺纹段，外螺纹段与支撑筒设置的内螺纹啮合；
叶片式液压马达包括壳体和转子，壳体上设有吸油腔和压油腔，转子带动阀杆转动；
阀体的入口通过第一截止阀连接至机械先导式两位四通换向阀的进油口，机械先导式两位四通换向阀的出油口连接至阀体的出口；叶片式液压马达的吸油腔和压油腔分别通过管路连接至机械先导式两位四通换向阀的两个工作口，两管路之间安装第二截止阀。
进一步地，上述阀杆和转子之间通过花键连接。
进一步地，上述转子上设有内花键，所述阀杆上设有外花键。
进一步地，上述支撑筒与阀体之间安装有密封圈。
进一步地，上述阀杆与支撑筒之间设有填料。所述支撑筒设有腔体，所述腔体的内壁与所述阀杆之间形成填料腔，所述密封端盖将填料压紧在填料腔内。
进一步地，上述手轮通过螺母固定在阀杆上。
进一步地，上述手轮和螺母之间设有用于防松的垫圈。
进一步地，上述手轮上设有安装孔，所述阀杆穿过安装孔，安装孔对手轮进行限位。
本发明的优点：
1、本发明通过先导式机械换向阀对油路进行换向，操作简单，动作迅速，控制可靠；
2、本发明通过对叶片式液压马达不同进油口输送高压油，使叶片式液压马达旋转带动堵头所在轴旋转控制主阀开启或关闭，节省了人力，充分利用了管道内的油压；
3、本发明采用堵头，工作时不会造成颤振，堵头不易磨损，使用寿命较长；
4、本发明还同时增加了手轮驱动的控制方式，为防止叶片式液压马达直驱的方式在工作时因为故障导致主阀无法正常泄压的现象。
附图说明
图1为本发明提出的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流水击泄压阀阀口关闭状态下主视结构示意图；
图2为本发明提出的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流水击泄压阀叶片式液压马达的俯视结构示意图；
图3为本发明提出的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流水击泄压阀阀口开启状态下主视结构示意图；
图中：1、阀体，2、堵头，3、密封圈，4、支撑筒，5、密封圈，6、密封端盖，7、叶片式液压马达，8、手轮，9、垫片，10、螺母，11、第一截止阀，12、机械先导式两位四通换向阀，13、第二截止阀，71、吸油腔，72、螺栓，73、壳体，74、压油腔，75、上配油盘，76、转子，77、叶片，78、定子，79、上端盖。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，包括阀体1、支撑筒4、叶片式液压马达、阀杆、机械先导式两位四通换向阀12、手轮8，支撑筒4固定在阀体1上，支撑筒4上设有密封端盖6，阀体1包括入口和出口；
阀杆穿过支撑筒4、密封端盖6和叶片式液压马达，阀杆的一端设有堵头2，另一端与手轮8连接；所述堵头2伸入阀体1内，阀体1的入口轴线与阀杆轴线垂直；阀杆靠近堵头2处设有外螺纹段，外螺纹段与支撑筒4设置的内螺纹啮合；叶片式液压马达包括壳体73和转子76，壳体73上设有吸油腔71和压油腔74，阀体1的入口通过第一截止阀11连接至机械先导式两位四通换向阀12的进油口，机械先导式两位四通换向阀12的出油口连接至阀体1的出口；叶片式液压马达的吸油腔71和压油腔74分别通过管路连接至机械先导式两位四通换向阀12的两个工作口，两管路之间安装第二截止阀13。
作为本发明的一个优选实施例，上述转子76上设有内花键，所述阀杆上设有外花键，阀杆和转子76之间通过滑动花键连接。采用花键连接保证转子76带动阀杆转动的同时，阀杆还能进行上下移动。
作为本发明的一个优选实施例，上述支撑筒4与阀体1之间安装有密封圈3。
阀杆与支撑筒4之间设有填料5。所述支撑筒4设有腔体，所述腔体的内壁与所述阀杆之间形成填料腔，所述密封端盖6将填料5压紧在填料腔内。
作为本发明的一个优选实施例，上述手轮8通过螺母10固定在阀杆上。手轮8和螺母10之间设有用于防松的垫圈9。手轮8上设有安装孔，所述阀杆穿过安装孔，安装孔对手轮8进行限位。
实施例：
如图1～图3所示，一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，包括水击泄压阀阀体1，带有内螺纹的支撑筒4的内螺纹部分啮合安装有堵头2，阀体1上安装有带有内螺纹的支撑筒4，带有内螺纹的支撑筒4与水击泄压阀阀体1之间安装有密封圈3，堵头2所在阀杆的外侧与带有内螺纹的支撑筒4的内部形成填料腔，填料腔内安装有填料5，填料5通过密封端盖6压紧在支撑筒4内，阀杆上安装有手轮8，密封端盖6与手轮8之间装有驱动堵头2阀杆的叶片式液压马达，阀杆上安装有固定手轮8的螺母10和垫圈9。阀体1的入口通过第一截止阀11连接至机械先导式两位四通换向阀12的进油口，机械先导式两位四通换向阀12的出油口连接至阀体1的出口；叶片式液压马达的吸油腔71和压油腔74分别通过管路连接至机械先导式两位四通换向阀12的两个工作口，两管路之间安装第二截止阀13。
阀体1为轴流式阀体，即阀体1的入口轴线与阀杆轴线垂直。
所述叶片式液压马达可以采用现有的叶片式液压马达。叶片式液压马达包括上端盖79、下端盖、螺栓72、定子78、转子76、上配油盘75、下配油盘、壳体73、叶片77、吸油腔71和压油腔74。
吸油腔71和压油腔74分别与下配油盘、上配油盘75上的油口连接，下端盖通过螺栓72固定在壳体73底部对其进行密封，上端盖79固定在壳体73上部，转子76设置在定子78内。
当转子76逆时针方向转动时，转子76带动阀杆克服外载荷转矩而旋转，带动堵头2向上移动，水击现象产生的高压油就可以从阀体1通过，减小主管道管内的压力。当主管道管内压力减小到正常值时，叶片式液压马达的转子顺时针方向转动，带动堵头2向下移动密封阀体1，使阀关闭。
所述机械先导式两位四通换向阀12在正常工作时处于左位，管道内的油经过机械先导式两位四通换向阀12的工作口进入叶片式液压马达的吸油腔71，使叶片式液压马达顺时针转动，使主阀保持关闭状态。当油压持续升高超过弹簧设定压力时，油压推动阀芯使机械先导式两位四通换向阀12工作状态处于右位，管道内的油压进入叶片式液压马达的压油腔74吸油，使叶片式液压马达逆时针转动，使主阀打开，从而起超压安全泄放作用。
所述手轮8是为防止叶片式液压马达直驱的方式在工作时因为故障导致主阀无法正常泄压时所采取的另一种驱动堵头2的方式。当叶片式液压马达正常工作时，第二截止阀13为关闭状态，而当叶片式液压马达出现故障时需要打开此第二截止阀13关闭第一截止阀11，然后转动手轮8进而带动堵头2向上移动打开阀口达到泄压的目的。
本发明的工作原理为：
在管路正常输送油液过程中，该水击泄压阀处于关闭状态，当管路中出现水击现象时，发生水击的位置的油液由于体积受到压缩，油液压力迅速上升并沿管路传播。阀体1入口端与主输油管道连接，出口端与油罐连接，用来接收泄压所排出的油。
1)叶片式液压马达驱动泄压模式：
正常情况下，第二截止阀13为关闭状态，第一截止阀11则处于开启状态。
当阀腔内液体压力低于机械先导式两位四通换向阀12所设定的压力时，参见图1，机械先导式换向阀处于左位工作状态，管道内的油经过机械先导式两位四通换向阀12进入叶片式液压马达的吸油腔71，使叶片式液压马达的转子76顺时针转动，阀杆下移，使主阀关闭。当管道内压力突然升高超过机械先导式两位四通换向阀12设定压力时，参见图3，证明管道内发生了水击现象，油压推动阀芯使机械先导式换向阀12工作状态处于右位，管道内的油压进入叶片式液压马达的压油腔74，使叶片式液压马达的转子76逆时针转动带动堵头2向上移动打开阀口，从而起到超压安全泄放作用。
2)手轮驱动泄压模式：
当叶片式液压马达出现故障时，需要打开第二截止阀13关闭第一截止阀11，然后用手轮8驱动阀杆的方式打开或关闭主阀。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
包括阀体(1)、支撑筒(4)、叶片式液压马达、阀杆、机械先导式两位四通换向阀(12)、手轮(8)，
支撑筒(4)固定在阀体(1)上，支撑筒(4)上设有密封端盖(6)，阀体(1)包括入口和出口；
阀杆穿过支撑筒(4)、密封端盖(6)和叶片式液压马达，阀杆的一端设有堵头(2)，另一端与手轮(8)连接；所述堵头(2)伸入阀体(1)内，阀体(1)的入口轴线与阀杆轴线垂直；
阀杆靠近堵头(2)处设有外螺纹段，外螺纹段与支撑筒(4)设置的内螺纹啮合；
叶片式液压马达包括壳体(73)和转子(76)，壳体(73)上设有吸油腔(71)和压油腔(74)，转子(76)带动阀杆转动；
阀体(1)的入口通过第一截止阀(11)连接至机械先导式两位四通换向阀(12)的进油口，机械先导式两位四通换向阀(12)的出油口连接至阀体(1)的出口；叶片式液压马达的吸油腔(71)和压油腔(74)分别通过管路连接至机械先导式两位四通换向阀(12)的两个工作口，两管路之间安装第二截止阀(13)。
2.根据权利要求1所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述阀杆和转子(76)之间通过花键连接。
3.根据权利要求2所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述转子(76)上设有内花键，所述阀杆上设有外花键。
4.根据权利要求3所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述支撑筒(4)与阀体(1)之间安装有密封圈(3)。
5.根据权利要求4所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述支撑筒(4)设有腔体，所述腔体的内壁与所述阀杆之间形成填料腔，所述密封端盖(6)将填料(5)压紧在填料腔内。
6.根据权利要求5所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述手轮(8)通过螺母(10)固定在阀杆上。
7.根据权利要求6所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述手轮(8)和螺母(10)之间设有用于防松的垫圈(9)。
8.根据权利要求7所述的一种叶片式液压马达直驱的双控轴流机械先导式水机泄压阀，其特征在于：
所述手轮(8)上设有安装孔，所述阀杆穿过安装孔，安装孔对手轮(8)进行限位。
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