CN113236802B - 先导式差压爆管安全阀及方法 - Google Patents

先导式差压爆管安全阀及方法 Download PDF

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Abstract

一种先导式差压爆管安全阀及方法，它包括主阀、导阀、测压管和多个控制管路，通过测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的一端分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门本发明克服了原阀门依靠管道压力触发动作不能直接反映管道流速，可调范围受限的问题，具有结构简单，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广的特点。

Description

先导式差压爆管安全阀及方法
技术领域
本发明属于流体安全控制技术领域，涉及一种先导式差压爆管安全阀及方法。
背景技术
发明专利：201820111632.9，一种先导式爆管截流阀，本实用新型公开了先导式爆管截流阀，主阀通过连接管路与导阀相连；所述导阀包括导阀体，所述导阀体的底部安装有导阀端盖，所述导阀体和导阀端盖构成封闭腔室，所述封闭腔室内部内部安装有导阀弹簧和导阀阀芯，在导阀体的顶端安装有调节螺栓，所述调节螺栓的底部端面与导阀弹簧的顶端相接触配合；所述导阀体的底部侧面加工有第一导阀开孔，所述第一导阀开孔与主阀的出水侧开孔相连通；所述导阀端盖的中心位置加工有导阀底部开孔，导阀底部开孔与主阀的主阀开孔相连通；所述导阀体的侧壁上还设置有与大气相连通的第二导阀开孔和第三导阀开孔。此截流阀能适应管道内压力正常变化,而且其动作压力能够任意调整。
其缺点在于，由于该阀门仅依靠管道的压力变化作为触发的动力，而压力并不直接反映管道流速，导致可调范围受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种先导式差压爆管安全阀及方法，结构紧凑，采用测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的一端分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种先导式差压爆管安全阀，它包括主阀、导阀、测压管和多个控制管路；所述测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的另一端皆与导阀连接；主阀活塞位于主阀腔内，主阀活塞将主阀腔分隔成主阀上腔和主阀下腔，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态。
所述主阀由阀座、上端盖、下端盖、主阀轴、主阀活塞、主阀阀盘和主阀弹簧组成；上端盖和下端盖组成主阀上腔，下端盖与阀座连接；主阀轴与下端盖滑动配合，主阀活塞和主阀阀盘与主阀轴两端连接，主阀弹簧套设在主阀轴上与主阀活塞和下端盖抵触，主阀阀盘位于阀座内。
所述导阀由导阀上端盖、导阀下端盖、导阀轴、操作手柄、导阀芯、导阀活塞、导阀弹簧、调整螺栓和锁紧螺母组成；导阀上端盖和导阀下端盖组成导阀腔，导阀活塞位于导阀腔内，将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔；导阀轴与导阀上端盖滑动配合，导阀轴上的导阀芯位于导阀上腔内，操作手柄位于导阀上腔外与导阀轴连接；导阀芯将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点；调整螺栓与导阀下端盖配合，导阀弹簧位于导阀下腔内与调整螺栓和导阀活塞抵触，锁紧螺母位于导阀下腔外与调整螺栓配合。
所述控制管路一与下连通节点连通，控制管路二与导阀下腔连通，控制管路三与上连通节点连通。
所述控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通。
所述测压管的过流截面直径小于阀座的过流截面直径。
所述阀座的上游侧的引流口朝向主阀阀盘的下部。
所述主阀下腔与大气连通。
所述阀座的直径D1与测压管的直径D2的直径比k之间的关系是：
Figure BDA0003097305140000021
阀座的流量Q与阀座的直径D1的关系是:
Figure BDA0003097305140000022
阀座的流量Q与测压管的直径D2的关系是:
Figure BDA0003097305140000023
阀座在有水流动时，
Figure BDA0003097305140000024
Figure BDA0003097305140000025
主阀活塞满足推动主阀阀盘的条件为P1A1＞F1，A1>A3；正常运行时，
Figure BDA0003097305140000026
紧急关闭时，
Figure BDA0003097305140000027
当阀座上游侧流速v1小于设定值时，阀门处于全开状态；阀座上游侧流速v1大于设定值时，阀门处于关闭状态；式中，D1为阀座的直径，D2为测压管的直径，P1为阀座上游侧流体压力，P2为测压管流体压力，v1为阀座上游侧流速，v2为测压管的流速，k为阀座与测压管的直径比，A1为主阀活塞的有效面积，A2为导阀活塞的有效面积，A3为主阀阀盘的有效面积，F1为主阀弹簧的预紧力,F2为导阀弹簧的预紧力，ρ为流体的密度，g为重力加速度。
如上所述的先导式差压爆管安全阀的控制方法，它包括如下步骤：
S1，安装，将阀座安装于流体管道中，流体的流动方向从阀座的上游侧向下游侧流动；
S2，正常状态下，流经阀门的流体及压力处于稳定状态；当阀座经过的流速小于设定值时，阀座上游管道内的流体压力与测压管内的流体压力差值较小；相应地，导阀活塞在导阀弹簧的作用下处于静止状态；导阀芯与导阀轴、导阀活塞同样静止，阀座上游管道与主阀活塞上腔不连通；主阀活塞两侧的压力同为大气压，主阀轴与主阀阀盘在主阀弹簧的预紧力作用下，推动主阀轴向上运动，阀门处于全开状态。
S3，爆管状态下，流经阀门的流体流速快速上升；当阀座经过的流速上升时，阀座上游管道内的流体压力与测压管内的流体压力差值相应上升；相应地，导阀活塞受到的流体压力上升，克服导阀弹簧向下运动；导阀芯在导阀轴及导阀活塞的作用下向下运动，连通阀座上游侧与主阀上腔；来自于阀座的水压力克服主阀弹簧的预紧力，推动主阀轴向下运动，关闭阀门。
一种先导式差压爆管安全阀，它包括主阀、导阀、测压管和多个控制管路；所述测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的另一端皆与导阀连接；主阀活塞位于主阀腔内，主阀活塞将主阀腔分隔成主阀上腔和主阀下腔，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态。结构紧凑，通过测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的一端分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广。
在优选的方案中，所述主阀由阀座、上端盖、下端盖、主阀轴、主阀活塞、主阀阀盘和主阀弹簧组成；上端盖和下端盖组成主阀上腔，下端盖与阀座连接；主阀轴与下端盖滑动配合，主阀活塞和主阀阀盘与主阀轴两端连接，主阀弹簧套设在主阀轴上与主阀活塞和下端盖抵触，主阀阀盘位于阀座内。使用时，主阀阀盘受流体流过时的冲击力向上运动，使主阀弹簧受力进一步预紧，在流体流速下降时，阀座上下游的流速发生变化，继而导致压力差发生变化，主阀活塞驱动主阀阀盘关闭阀门，主阀弹簧被压缩。
在优选的方案中，所述导阀由导阀上端盖、导阀下端盖、导阀轴、操作手柄、导阀芯、导阀活塞、导阀弹簧、调整螺栓和锁紧螺母组成；导阀上端盖和导阀下端盖组成导阀腔，导阀活塞位于导阀腔内，将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔；导阀轴与导阀上端盖滑动配合，导阀轴上的导阀芯位于导阀上腔内，操作手柄位于导阀上腔外与导阀轴连接；导阀芯将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点；调整螺栓与导阀下端盖配合，导阀弹簧位于导阀下腔内与调整螺栓和导阀活塞抵触，锁紧螺母位于导阀下腔外与调整螺栓配合。结构简单，采用导阀上端盖和导阀下端盖组成导阀腔，导阀活塞将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔，导阀芯将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点，在上连通节点、下连通节点、导阀下腔的压力发生变化时，将该压力变化传导给主阀，控制阀门关闭。
在优选的方案中，所述控制管路一与下连通节点连通，控制管路二与导阀下腔连通，控制管路三与上连通节点连通。结构简单，采用控制管路一、控制管路二和控制管路三与主阀、导阀和测压管连通，实现压力的传导。
在优选的方案中，所述控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通。结构简单，在阀座上游侧的流体进入导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间后，向上推动导阀芯与导阀上端盖密封，向下推动导阀弹簧进一步预紧。
在优选的方案中，所述测压管的过流截面直径小于阀座的过流截面直径。结构简单，使用时，采用不同直径的阀座和测压管，有利于扩大阀座与测压管之间的直径比值，测压管的过流截面直径小于阀座的过流截面直径，使得阀座上游侧的流速相对测压管内的流速较缓。
在优选的方案中，所述阀座的上游侧的引流口朝向主阀阀盘的下部。结构简单，使用时，阀座的引流口向上正对主阀阀盘的底部，流体流过时，水流直接作用于主阀阀盘的底部。
在优选的方案中，所述主阀下腔与大气连通。结构简单，使用时，当控制管路三内的流体进入主阀上腔后，推动主阀活塞向下运动，主阀下腔内的空气从主阀下腔的开口侧排出，在主阀活塞上行时，则大气进入主阀下腔。
在优选的方案中，所述阀座的直径D1与测压管的直径D2的直径比k之间的关系是：
Figure BDA0003097305140000051
阀座的流量Q与阀座的直径D1的关系是:
Figure BDA0003097305140000052
阀座的流量Q与测压管的直径D2的关系是:
Figure BDA0003097305140000053
阀座在有水流动时，
Figure BDA0003097305140000054
Figure BDA0003097305140000055
主阀活塞满足推动主阀阀盘的条件为P1A1＞F1，A1>A3；正常运行时，
Figure BDA0003097305140000056
紧急关闭时，
Figure BDA0003097305140000057
当阀座上游侧流速v1小于设定值时，阀门处于全开状态；阀座上游侧流速v1大于设定值时，阀门处于关闭状态；式中，D1为阀座的直径，D2为测压管的直径，P1为阀座上游侧流体压力，P2为测压管流体压力，v1为阀座上游侧流速，v2为测压管的流速，k为阀座与测压管的直径比，A1为主阀活塞的有效面积，A2为导阀活塞的有效面积，A3为主阀阀盘的有效面积，F1为主阀弹簧的预紧力,F2为导阀弹簧的预紧力，ρ为流体的密度，g为重力加速度。
在优选的方案中，如上所述的先导式差压爆管安全阀的控制方法，它包括如下步骤：
S1，安装，将阀座安装于流体管道中，流体的流动方向从阀座的上游侧向下游侧流动；
S2，正常状态下，流经阀门的流体及压力处于稳定状态；当阀座经过的流速小于设定值时，阀座上游管道内的流体压力与测压管内的流体压力差值较小；相应地，导阀活塞在导阀弹簧的作用下处于静止状态；导阀芯与导阀轴、导阀活塞同样静止，阀座上游管道与主阀活塞上腔不连通；主阀活塞两侧的压力同为大气压，主阀轴与主阀阀盘在主阀弹簧的预紧力作用下，推动主阀轴向上运动，阀门处于全开状态。
S3，爆管状态下，流经阀门的流体流速快速上升；当阀座经过的流速上升时，阀座上游管道内的流体压力与测压管内的流体压力差值相应上升；相应地，导阀活塞受到的流体压力上升，克服导阀弹簧向下运动；导阀芯在导阀轴及导阀活塞的作用下向下运动，连通阀座上游侧与主阀上腔；来自于阀座的水压力克服主阀弹簧的预紧力，推动主阀轴向下运动，关闭阀门。该方能够根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件，有利于迅速切断水流。
一种先导式差压爆管安全阀及方法，它包括主阀、导阀、测压管和多个控制管路，通过测压管与主阀的阀座下游侧连接，控制管路一、控制管路二和控制管路三的一端分别与阀座上游侧、测压管和主阀活塞的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一还与导阀轴、导阀上端盖及导阀活塞组成的空间联通，主阀弹簧位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门本发明克服了原阀门依靠管道压力触发动作不能直接反映管道流速，可调范围受限的问题，具有结构简单，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中：阀座11，上端盖12，下端盖13，主阀轴14，主阀活塞15，主阀阀盘16，主阀弹簧17，测压管18，导阀上端盖21，导阀下端盖22，导阀轴23，操作手柄24，导阀芯25，导阀活塞26，导阀弹簧27，调整螺栓28，锁紧螺母29，控制管路一31，控制管路二32，控制管路三33。
具体实施方式
如图1中，一种先导式差压爆管安全阀，它包括主阀、导阀、测压管18和多个控制管路；所述测压管18与主阀的阀座11下游侧连接，控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33分别与阀座11上游侧、测压管18和主阀活塞15的主阀上腔连接，控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33的另一端皆与导阀连接；主阀活塞15位于主阀腔内，主阀活塞15将主阀腔分隔成主阀上腔和主阀下腔，主阀弹簧17位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态。结构紧凑，通过测压管18与主阀的阀座11下游侧连接，控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33的一端分别与阀座11上游侧、测压管18和主阀活塞15的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一31还与导阀轴23、导阀上端盖21及导阀活塞26组成的空间联通，主阀弹簧17位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广。
优选的方案中，所述主阀由阀座11、上端盖12、下端盖13、主阀轴14、主阀活塞15、主阀阀盘16和主阀弹簧17组成；上端盖12和下端盖13组成主阀上腔，下端盖13与阀座11连接；主阀轴14与下端盖13滑动配合，主阀活塞15和主阀阀盘16与主阀轴14两端连接，主阀弹簧17套设在主阀轴14上与主阀活塞15和下端盖13抵触，主阀阀盘16位于阀座11内。使用时，主阀阀盘16受流体流过时的冲击力向上运动，使主阀弹簧17受力进一步预紧，在流体流速下降时，阀座11上下游的流速发生变化，继而导致压力差发生变化，主阀活塞15驱动主阀阀盘16关闭阀门，主阀弹簧17被压缩。
优选的方案中，所述导阀由导阀上端盖21、导阀下端盖22、导阀轴23、操作手柄24、导阀芯25、导阀活塞26、导阀弹簧27、调整螺栓28和锁紧螺母29组成；导阀上端盖21和导阀下端盖22组成导阀腔，导阀活塞26位于导阀腔内，将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔；导阀轴23与导阀上端盖21滑动配合，导阀轴23上的导阀芯25位于导阀上腔内，操作手柄24位于导阀上腔外与导阀轴23连接；导阀芯25将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点；调整螺栓28与导阀下端盖22配合，导阀弹簧27位于导阀下腔内与调整螺栓28和导阀活塞26抵触，锁紧螺母29位于导阀下腔外与调整螺栓28配合。结构简单，采用导阀上端盖21和导阀下端盖22组成导阀腔，导阀活塞26将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔，导阀芯25将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点，在上连通节点、下连通节点、导阀下腔的压力发生变化时，将该压力变化传导给主阀，控制阀门关闭。
优选的方案中，所述控制管路一31与下连通节点连通，控制管路二32与导阀下腔连通，控制管路三33与上连通节点连通。结构简单，采用控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33与主阀、导阀和测压管18连通，实现压力的传导。
优选的方案中，所述控制管路一31还与导阀轴23、导阀上端盖21及导阀活塞26组成的空间联通。结构简单，在阀座11上游侧的流体进入导阀轴23、导阀上端盖21及导阀活塞26组成的空间后，向上推动导阀芯25与导阀上端盖21密封，向下推动导阀弹簧27进一步预紧。
优选的方案中，所述测压管18的过流截面直径小于阀座11的过流截面直径。结构简单，使用时，采用不同直径的阀座11和测压管18，有利于扩大阀座11与测压管18之间的直径比值，测压管18的过流截面直径小于阀座11的过流截面直径，使得阀座11上游侧的流速相对测压管18内的流速较缓。
优选的方案中，所述阀座11的上游侧的引流口朝向主阀阀盘16的下部。结构简单，使用时，阀座11的引流口向上正对主阀阀盘16的底部，流体流过时，水流直接作用于主阀阀盘16的底部。
优选的方案中，所述主阀下腔与大气连通。结构简单，使用时，当控制管路三33内的流体进入主阀上腔后，推动主阀活塞15向下运动，主阀下腔内的空气从主阀下腔的开口侧排出，在主阀活塞15上行时，则大气进入主阀下腔。
优选的方案中，所述阀座11的直径D1与测压管18的直径D2的直径比k之间的关系是：
Figure BDA0003097305140000081
阀座11的流量Q与阀座11的直径D1的关系是:
Figure BDA0003097305140000082
阀座11的流量Q与测压管18的直径D2的关系是:
Figure BDA0003097305140000083
阀座11在有水流动时，
Figure BDA0003097305140000084
主阀活塞15满足推动主阀阀盘16的条件为P1A1＞F1，A1>A3；正常运行时，
Figure BDA0003097305140000085
紧急关闭时，
Figure BDA0003097305140000086
当阀座11上游侧流速v1小于设定值时，阀门处于全开状态；阀座11上游侧流速v1大于设定值时，阀门处于关闭状态；式中，D1为阀座11的直径，D2为测压管18的直径，P1为阀座11上游侧流体压力，P2为测压管18流体压力，v1为阀座11上游侧流速，v2为测压管18的流速，k为阀座11与测压管18的直径比，A1为主阀活塞15的有效面积，A2为导阀活塞26的有效面积，A3为主阀阀盘16的有效面积，F1为主阀弹簧17的预紧力,F2为导阀弹簧27的预紧力，ρ为流体的密度，g为重力加速度。
优选的方案中，如上所述的先导式差压爆管安全阀的控制方法，它包括如下步骤：
S1，安装，将阀座11安装于流体管道中，流体的流动方向从阀座11的上游侧向下游侧流动；
S2，正常状态下，流经阀门的流体及压力处于稳定状态；当阀座11经过的流速小于设定值时，阀座11上游管道内的流体压力与测压管18内的流体压力差值较小；相应地，导阀活塞26在导阀弹簧27的作用下处于静止状态；导阀芯25与导阀轴、导阀活塞26同样静止，阀座11上游管道与主阀活塞15上腔不连通；主阀活塞15两侧的压力同为大气压，主阀轴14与主阀阀盘16在主阀弹簧17的预紧力作用下，推动主阀轴14向上运动，阀门处于全开状态。
S3，爆管状态下，流经阀门的流体流速快速上升；当阀座11经过的流速上升时，阀座11上游管道内的流体压力与测压管18内的流体压力差值相应上升；相应地，导阀活塞26受到的流体压力上升，克服导阀弹簧27向下运动；导阀芯25在导阀轴23及导阀活塞26的作用下向下运动，连通阀座11上游侧与主阀上腔；来自于阀座11的水压力克服主阀弹簧17的预紧力，推动主阀轴14向下运动，关闭阀门。该方能够根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件，有利于迅速切断水流。
上述方案中，当流经阀门的水处于一定压力和流量的时候，阀座11上游管道的直径大于测压管18内的直径，因此阀座11上游管道内的流速小于测压管18内的流速。根据伯努利原理，阀座11上游管道内的水压力小于测压管18内的水压力。
阀门的具体工作原理是：
当阀门正常工作时，流经阀门的水流及压力处于一定的稳定状态。当阀座11经过的流速小于一定值时，阀座11上游管道内的水压力与测压管18内的水压力差值较小。相应地，导阀活塞26在导阀弹簧27的作用下处于静止状态。最后，导阀芯25与导阀轴、导阀活塞26同样静止，因此阀座11上游管道与主阀活塞15上腔不连通。主阀活塞15两侧的压力同为大气压，主阀轴14与主阀阀盘16组成的运动机构在主阀弹簧17的预紧力作用下，推动主阀轴14向上运动，阀门处于全开状态。
当阀门后方发生爆管后，流经阀门的水流快速上升。当阀座11经过的流速上升时，阀座11上游管道内的水压力与测压管18内的水压力差值相应上升。相应地，导阀活塞26受到的水压力上升，从而克服导阀弹簧27向下运动。最后，导阀芯25在导阀轴23及导阀活塞26的作用下向下运动，从而连通了阀座11上游与主阀活塞15上腔。来自于阀座11的水压力克服主阀弹簧17的预紧力，推动主阀轴14向下运动，从而关闭阀门。
其主要表现在于：
以流速作为阀门动作的唯一判断条件，使用液压装置探测流速，动作值准确；
通过调整导阀弹簧预紧力即可调整主阀关闭时的通过阀门的流量阈值；
主阀弹簧预紧力仅需要克服阀轴运动机构即可满足条件，主阀结构紧凑。
如上所述的先导式差压爆管安全阀及方法，安装使用时，测压管18与主阀的阀座11下游侧连接，控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33的一端分别与阀座11上游侧、测压管18和主阀活塞15的主阀上腔连接，另一端分别与下连通节点、导阀下腔和上连通节点连通，控制管路一31还与导阀轴23、导阀上端盖21及导阀活塞26组成的空间联通，主阀弹簧17位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态，正常状态下，阀门处于全开状态，爆管状态下，关闭阀门，根据爆管引起的管道流速快速上升作为条件迅速切断水流，动作压力设定值调整方便且可调整范围宽广。
使用时，主阀阀盘16受流体流过时的冲击力向上运动，使主阀弹簧17受力进一步预紧，在流体流速下降时，阀座11上下游的流速发生变化，继而导致压力差发生变化，主阀活塞15驱动主阀阀盘16关闭阀门，主阀弹簧17被压缩。
采用导阀上端盖21和导阀下端盖22组成导阀腔，导阀活塞26将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔，导阀芯25将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点，在上连通节点、下连通节点、导阀下腔的压力发生变化时，将该压力变化传导给主阀，控制阀门关闭。
结构简单，采用控制管路一31、控制管路二32和控制管路三33与主阀、导阀和测压管18连通，实现压力的传导。
在阀座11上游侧的流体进入导阀轴23、导阀上端盖21及导阀活塞26组成的空间后，向上推动导阀芯25与导阀上端盖21密封，向下推动导阀弹簧27进一步预紧。
使用时，采用不同直径的阀座11和测压管18，有利于扩大阀座11与测压管18之间的直径比值，测压管18的过流截面直径小于阀座11的过流截面直径，使得阀座11上游侧的流速相对测压管18内的流速较缓。
使用时，阀座11的引流口向上正对主阀阀盘16的底部，流体流过时，水流直接作用于主阀阀盘16的底部。
使用时，当控制管路三33内的流体进入主阀上腔后，推动主阀活塞15向下运动，主阀下腔内的空气从主阀下腔的开口侧排出，在主阀活塞15上行时，则大气进入主阀下腔。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种先导式差压爆管安全阀，其特征是：它包括主阀、导阀、测压管(18)和多个控制管路；所述测压管(18)与主阀的阀座(11)下游侧连接，控制管路一(31)、控制管路二(32)和控制管路三(33)分别与阀座(11)上游侧、测压管(18)和主阀活塞(15)的主阀上腔连接，控制管路一(31)、控制管路二(32)和控制管路三(33)的另一端皆与导阀连接；主阀活塞(15)位于主阀腔内，主阀活塞(15)将主阀腔分隔成主阀上腔和主阀下腔，主阀弹簧(17)位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态；
所述主阀由阀座(11)、上端盖(12)、下端盖(13)、主阀轴(14)、主阀活塞(15)、主阀阀盘(16)和主阀弹簧(17)组成；上端盖(12)和下端盖(13)组成主阀上腔，下端盖(13)与阀座(11)连接；主阀轴(14)与下端盖(13)滑动配合，主阀活塞(15)和主阀阀盘(16)与主阀轴(14)两端连接，主阀弹簧(17)套设在主阀轴(14)上与主阀活塞(15)和下端盖(13)抵触，主阀阀盘(16)位于阀座(11)内；
所述导阀由导阀上端盖(21)、导阀下端盖(22)、导阀轴(23)、操作手柄(24)、导阀芯(25)、导阀活塞(26)、导阀弹簧(27)、调整螺栓(28)和锁紧螺母(29)组成；导阀上端盖(21)和导阀下端盖(22)组成导阀腔，导阀活塞(26)位于导阀腔内，将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔；导阀轴(23)与导阀上端盖(21)滑动配合，导阀轴(23)上的导阀芯(25)位于导阀上腔内，操作手柄(24)位于导阀上腔外与导阀轴(23)连接；导阀芯(25)将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点；调整螺栓(28)与导阀下端盖(22)配合，导阀弹簧(27)位于导阀下腔内与调整螺栓(28)和导阀活塞(26)抵触，锁紧螺母(29)位于导阀下腔外与调整螺栓(28)配合；
所述控制管路一(31)与下连通节点连通，控制管路二(32)与导阀下腔连通，控制管路三(33)与上连通节点连通；
所述控制管路一(31)还与导阀轴(23)、导阀上端盖(21)及导阀活塞(26)组成的空间联通；
所述测压管(18)的过流截面直径小于阀座(11)的过流截面直径。
2.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述阀座(11)的上游侧的引流口朝向主阀阀盘(16)的下部。
3.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述主阀下腔与大气连通。
4.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述阀座(11)的直径D1与测压管(18)的直径D2的直径比k之间的关系是：
Figure FDA0004010827170000021
阀座(11)的流量Q与阀座(11)的直径D1的关系是:
Figure FDA0004010827170000022
阀座(11)的流量Q与测压管(18)的直径D2的关系是:
Figure FDA0004010827170000023
阀座(11)在有水流动时，
Figure FDA0004010827170000024
主阀活塞(15)满足推动主阀阀盘(16)的条件为P1A1>F1，A1>A3；正常运行时，
Figure FDA0004010827170000025
紧急关闭时，
Figure FDA0004010827170000026
当阀座(11)上游侧流速v1小于设定值时，阀门处于全开状态；阀座(11)上游侧流速v1大于设定值时，阀门处于关闭状态；式中，D1为阀座(11)的直径，D2为测压管(18)的直径，P1为阀座(11)上游侧流体压力，P2为测压管(18)流体压力，v1为阀座(11)上游侧流速，v2为测压管(18)的流速，k为阀座(11)与测压管(18)的直径比，A1为主阀活塞(15)的有效面积，A2为导阀活塞(26)的有效面积，A3为主阀阀盘(16)的有效面积，F1为主阀弹簧(17)的预紧力,F2为导阀弹簧(27)的预紧力，ρ为流体的密度，g为重力加速度。
5.根据权利要求1～4任一项所述的先导式差压爆管安全阀的控制方法，其特征是，它包括如下步骤：
S1，安装，将阀座(11)安装于流体管道中，流体的流动方向从阀座(11)的上游侧向下游侧流动；
S2，正常状态下，流经阀门的流体及压力处于稳定状态；当阀座(11)经过的流速小于设定值时，阀座(11)上游管道内的流体压力与测压管(18)内的流体压力差值较小；相应地，导阀活塞(26)在导阀弹簧(27)的作用下处于静止状态；导阀芯(25)与导阀轴、导阀活塞(26)同样静止，阀座(11)上游管道与主阀活塞(15)上腔不连通；主阀活塞(15)两侧的压力同为大气压，主阀轴(14)与主阀阀盘(16)在主阀弹簧(17)的预紧力作用下，推动主阀轴(14)向上运动，阀门处于全开状态；
S3，爆管状态下，流经阀门的流体流速快速上升；当阀座(11)经过的流速上升时，阀座(11)上游管道内的流体压力与测压管(18)内的流体压力差值相应上升；
相应地，导阀活塞(26)受到的流体压力上升，克服导阀弹簧(27)向下运动；导阀芯(25)在导阀轴(23)及导阀活塞(26)的作用下向下运动，连通阀座(11)上游侧与主阀上腔；来自于阀座(11)的水压力克服主阀弹簧(17)的预紧力，推动主阀轴(14)向下运动，关闭阀门。
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