CN113007403A - 一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法 - Google Patents

一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法，其中，阀体的主体腔室中设有同轴套设于阀座外部的套筒；套筒的底部固定于主体腔室的内底部，顶部高于主体腔室的出口顶部；导向套固定于阀体顶部，并向下延伸至套筒内部，导向套的底部低于套筒顶部；导向套的内部同轴套设有阀杆，伸出导向套外部的阀杆底部固定有能与阀座形成封闭连接的阀瓣；阀杆能沿导向套滑动，导向套和阀杆之间构成间隙配合；阀瓣在主体腔室中的行程通过导向套底部和阀座顶部共同限制。本发明消除了安全阀在泄压时阀瓣周向所受流体力不均匀的现象，并解决了阀瓣在回座时由于受到不平衡力矩而卡死的问题。

Description

一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法
技术领域
本发明属于阀门结构设计领域，具体涉及一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法。
背景技术
安全阀是当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门，主要用于锅炉、压力容器和管道上，对人身安全和设备运行起着重要的保护作用。安全阀开启后，若锅炉、压力容器或管道中的蒸汽压力低于安全阀的回座压力时，安全阀就会自动关闭。而目前安全阀的结构形式基本都是角式结构，如图1所示，意味着在安全阀未关闭时，阀瓣上部流场分布不均匀，对阀瓣产生了不平衡力，导致阀瓣在回座时发生倾斜，从而引发安全阀的卡死问题，严重危害操作人员及设备的安全运行。
因此，亟需提供一种能够防止阀瓣在回座时卡死的安全阀结构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，并提供一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法。本发明能实现安全阀的周向泄压功能，减小阀瓣受到的不平衡力，从而避免卡死现象的发生。
本发明所采用的具体技术方案如下：
本发明提供了一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构，其包括阀体、套筒、阀瓣、导向套、阀杆、隔热盘和阀座；
所述阀体的主体腔室中设有同轴套设于阀座外部的套筒；所述套筒的底部固定于主体腔室的内底部，顶部高于主体腔室的出口顶部；所述导向套固定于阀体顶部，并向下延伸至套筒内部，导向套的底部低于套筒顶部；导向套的内部同轴套设有阀杆，伸出导向套外部的阀杆底部固定有能与阀座形成封闭连接的阀瓣；阀杆能沿导向套滑动，导向套和阀杆之间构成间隙配合；阀瓣在主体腔室中的行程通过导向套底部和阀座顶部共同限制；阀杆、阀瓣和阀座均为同轴设置。
作为优选，所述套筒的外部沿周向固定有用于加固套筒的若干筋板。
进一步的，所述筋板与套筒之间的连接方式为焊接，筋板底部与阀体的主体腔室底部的连接方式为焊接；套筒的底部通过焊接与阀体的主体腔室底部连接。
进一步的，所述筋板避开主体腔室的出口处设置。
作为优选，所述阀杆和导向套均加长设置。
作为优选，所述阀瓣的底部周向设有反冲盘，通过反冲盘能与阀座之间形成封闭连接。
进一步的，所述阀瓣和反冲盘之间的固定方式为螺纹连接。
作为优选，所述阀体顶部还设有隔热盘，导向套由阀体和隔热盘两者共同夹紧固定。
作为优选，所述套筒底部与主体腔室内底部之间为封闭式固定。
本发明的另一目的在于提供一种根据上述任一所述安全阀结构的防回座卡死方法，其具体如下：
安全阀开启后，阀杆沿套筒滑动的同时带动阀瓣向上移动，使阀瓣与阀座分离；介质通过阀瓣与阀座之间的间隙进入套筒内部，介质在套筒内上升，直至与阀瓣接触；由于阀座、套筒和阀瓣均同轴设置，介质在套筒内均匀上升，与阀瓣接触的介质流场同样均匀，使阀瓣能保持竖直稳定状态，与阀瓣固连的阀杆也保持直立，从而大幅减小阀瓣回座时的不平衡力矩，防止卡死现象的发生；随着介质在套筒内的持续上升，最终从套筒顶部溢出并经由主体腔室的出口处流出安全阀。
本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
本发明设计了一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构及其方法，消除了安全阀在泄压时阀瓣周向所受流体力不均匀的现象，并解决了阀瓣在回座时由于受到不平衡力矩而卡死的问题。
附图说明
图1是常规安全阀的剖面结构示意图；
图2是本发明安全阀的剖面结构示意图；
图3是图2中套筒的俯视结构示意图；
图4是图2中套筒的剖面结构示意图；
图中：1、阀体；2、套筒；2-2、筋板；3、反冲盘；4、阀瓣；5、导向套；6、阀杆；7、隔热盘；8、弹簧；9、阀盖；10、阀帽；11、压圈；12、阀座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图2所示，为本发明提供的一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构，其包括阀体1、套筒2、反冲盘3、阀瓣4、导向套5、阀杆6、隔热盘7、弹簧8、阀盖9、阀帽10、压圈11和阀座12。本发明的结构相比于现有的常规安全阀结构(如图1所示)，增加了阀座外周套筒的设置，该种设置能够避免常规装置中由于水流不断从出口流出而产生的对于阀瓣冲刷作用的不平衡力矩，使得介质首先在套筒内均匀上升，从而减小了介质对阀瓣的不平衡作用力；除此之外，为了使阀瓣上部流场分布更加均匀，对阀体1顶部进行了适当加长；同时，导向套5底部与阀杆配合的部分也进行了加长，加长以后即使阀瓣带动阀杆发生倾斜，倾斜角度也会限制在很小的值，不会发生卡死现象。下面对改进的各部件和结构进行具体说明：
阀体1的内部中空，中空部分作为主体腔室。主体腔室中设有阀座12和套筒2，其中，套筒2同轴套设于阀座12的外部。套筒2的底部固定于主体腔室的内底部，顶部略高于主体腔室的出口顶部，使得从阀座12流入阀体1的介质能够首先在套筒2中累积，最后再从套筒2顶部溢出，随后从出口处流出，该种设置能够使得介质在套筒2中积累上升的过程中保持相对稳定的状态。在本实施例中，套筒2底部与主体腔室内底部之间为封闭式固定。
导向套5固定于阀体1顶部，并向下延伸至套筒2内部，导向套5的底部低于套筒2顶部。也就是说，导向套5的底部部分位于套筒2内腔中。导向套5的内部同轴套设有阀杆6，位于导向套5外部的阀杆6底部固定有能与阀座12形成封闭连接的阀瓣4。阀杆6能沿导向套5滑动，导向套5和阀杆6之间构成间隙配合，导向套5主要用于限制阀杆6的移动位置。阀瓣4在主体腔室中的行程通过导向套5底部和阀座12顶部共同限制，也就是说，阀瓣4的最低位置为与阀座12顶部构成封闭连接，阀瓣4的最高位置为与导向套5底部接触。阀杆6、阀瓣4和阀座12均为同轴设置，该种设置方式能够使得介质从阀座12流入阀体1中时向四周扩散的更加均匀，从而与阀瓣4接触时的流场更加均匀，减少了介质不平衡力对阀瓣4的作用，防止了阀瓣4回落时卡死现象的发生。
如图2和3所示，为了加强套筒2的稳定强度，可以在套筒2的外部沿周向固定多个筋板2-2，多个筋板2-2间隔设置，从而实现对套筒2的加固。筋板2-2在设置时，需要避开主体腔室的出口处设，以免影响介质从安全阀中的流出。筋板2-2与套筒2之间的连接方式可以采用焊接，筋板2-2底部与阀体1的主体腔室底部的连接方式可以采用焊接，套筒2的底部同样可以通过焊接与阀体1的主体腔室底部连接，从而进一步加强筋板2-2与套筒2的稳固性。实际应用时，可以采用3个筋板2-2对套筒2进行加固，相邻筋板2-2之间的夹角均为90°均匀设置。
在本实施例中，阀瓣4的底部周向设有反冲盘3，通过反冲盘3能与阀座12之间形成封闭连接，阀瓣4和反冲盘3之间的固定方式可以采用螺纹连接。反冲盘3的设置能够使得阀瓣4与阀座12之间连接时的封闭性能更好。阀体1顶部还设有隔热盘7，导向套5由阀体1和隔热盘7两者共同夹紧固定。
利用上述安全阀结构的防回座卡死方法，具体如下：
安全阀开启后，阀杆6沿套筒2滑动的同时带动阀瓣4向上移动，使阀瓣4与阀座12分离。介质通过阀瓣4与阀座12之间的间隙进入套筒2的内部，介质在套筒2内上升，直至与阀瓣4接触。由于阀座12、套筒2和阀瓣4均同轴设置，介质在套筒2内均匀平稳上升，与阀瓣4接触的介质流场同样均匀，使阀瓣4能保持竖直稳定状态，不会因为介质上升时不稳定流场的作用而倾斜，进而使得与阀瓣4固连的阀杆6也基本保持直立，从而大幅减小阀瓣4回座时的不平衡力矩，防止卡死现象的发生。随着介质在套筒2内的持续上升，最终从套筒2顶部溢出并经由主体腔室的出口处流出安全阀。此外，由于加长了导向套底部长度，因此进一步降低了阀杆倾斜的可能，以及发生倾斜时的倾斜角度，从而避免了卡死现象的发生。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于周向排放泄压的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，包括阀体(1)、套筒(2)、阀瓣(4)、导向套(5)、阀杆(6)、隔热盘(7)和阀座(12)；
所述阀体(1)的主体腔室中设有同轴套设于阀座(12)外部的套筒(2)；所述套筒(2)的底部固定于主体腔室的内底部，顶部高于主体腔室的出口顶部；所述导向套(5)固定于阀体(1)顶部，并向下延伸至套筒(2)内部，导向套(5)的底部低于套筒(2)顶部；导向套(5)的内部同轴套设有阀杆(6)，伸出导向套(5)外部的阀杆(6)底部固定有能与阀座(12)形成封闭连接的阀瓣(4)；阀杆(6)能沿导向套(5)滑动，导向套(5)和阀杆(6)之间构成间隙配合；阀瓣(4)在主体腔室中的行程通过导向套(5)底部和阀座(12)顶部共同限制；阀杆(6)、阀瓣(4)和阀座(12)均为同轴设置。
2.根据权利要求1所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述套筒(2)的外部沿周向固定有用于加固套筒(2)的若干筋板(2-2)。
3.根据权利要求2所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述筋板(2-2)与套筒(2)之间的连接方式为焊接，筋板(2-2)底部与阀体(1)的主体腔室底部的连接方式为焊接；套筒(2)的底部通过焊接与阀体(1)的主体腔室底部连接。
4.根据权利要求2所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述筋板(2-2)避开主体腔室的出口处设置。
5.根据权利要求1所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述阀杆(6)和导向套(5)均加长设置。
6.根据权利要求1所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述阀瓣(4)的底部周向设有反冲盘(3)，通过反冲盘(3)能与阀座(12)之间形成封闭连接。
7.根据权利要求6所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述阀瓣(4)和反冲盘(3)之间的固定方式为螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述阀体(1)顶部还设有隔热盘(7)，导向套(5)由阀体(1)和隔热盘(7)两者共同夹紧固定。
9.根据权利要求1所述的防回座卡死安全阀结构，其特征在于，所述套筒(2)底部与主体腔室内底部之间为封闭式固定。
10.一种根据权利要求1～9任一所述安全阀结构的防回座卡死方法，其特征在于，具体如下：
安全阀开启后，阀杆(6)沿套筒(2)滑动的同时带动阀瓣(4)向上移动，使阀瓣(4)与阀座(12)分离；介质通过阀瓣(4)与阀座(12)之间的间隙进入套筒(2)内部，介质在套筒(2)内上升，直至与阀瓣(4)接触；由于阀座(12)、套筒(2)和阀瓣(4)均同轴设置，介质在套筒(2)内均匀上升，与阀瓣(4)接触的介质流场同样均匀，使阀瓣(4)能保持竖直稳定状态，与阀瓣(4)固连的阀杆(6)也保持直立，从而大幅减小阀瓣(4)回座时的不平衡力矩，防止卡死现象的发生；随着介质在套筒(2)内的持续上升，最终从套筒(2)顶部溢出并经由主体腔室的出口处流出安全阀。
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