CN113431934B - 先导式安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，导阀包括具有导阀腔的导阀体、导阀瓣，导阀腔具有导阀入口腔、导阀出口腔以及导阀连通腔导阀腔，导阀入口腔用于向导阀腔内通入介质，导阀出口腔用于介质从导阀腔内流出，导阀连通腔用于与主阀相连通，导阀入口腔、导阀出口腔可分别与导阀连通腔连通，导阀瓣在导阀腔内移动控制导阀入口腔、导阀出口腔与导阀连通腔的连通与否。本发明可以向导阀内通入清洁介质，避免非清洁介质堵塞通道影响导阀的启闭；导阀腔与主阀保护压力的管路可以不连通，被保护管路的介质不受限制；导阀腔内的各腔相互独立，密封效果较好，连通状态切换时较为稳定，保证系统正常运转，确保生命和财产安全。

Description

先导式安全阀

技术领域

本发明涉及安全阀领域，具体涉及一种先导式安全阀。

背景技术

先导式安全阀一般由主阀和导阀组成，通过导阀的启闭来控制主阀的动作。先导式安全阀主要用于炼油、化工等行业，先导阀具有弹簧载荷式安全阀所不具备的优点，例如：可以实现很高的密封性，可以满足工作压力与整定压力之间差值很小的工况，可以用于大口径高整定压力的场合，可以用于高背压的场合。

但是传统的导阀结构不适用于含固体颗粒的流体介质、粘性液体介质、介质可能发生焦化或冷凝的场合，这些工况条件限制了先导阀的使用。现有的先导阀式安全阀均采用的是导阀进口81与主阀阀体进口82（如图1-4所示）相连，通过主阀进口介质在导阀内流动，来控制主阀的开关。但现有导阀的流通通道窄小，一旦介质为非清洁介质（含固体颗粒的流体介质、粘性液体介质、可能发生焦化或冷凝的介质等），将会堵塞通道，影响阀门的正常功能，轻则无法实现所设定的阈值的启闭，重则极易引发危险，造成安全事故，危及生命和财产安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种先导式安全阀，其导阀可以外接清洁介质。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，所述的导阀包括导阀体、导阀瓣，所述的导阀体内具有用于流通介质的导阀腔，所述的导阀腔包括导阀入口腔、导阀出口腔以及导阀连通腔，所述的导阀入口腔上开设有用于向所述的导阀腔内通入介质的导阀入口，所述的导阀出口腔上开设有用于介质从所述的导阀腔内流出的导阀出口，所述的导阀连通腔上开设有用于与所述的主阀相连通的第一导阀连通口，所述的导阀入口腔、导阀出口腔可分别与所述的导阀连通腔连通，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动控制所述的导阀入口腔、导阀出口腔与所述的导阀连通腔的连通与否。

优选地，所述的导阀连通腔开设有用于与所述的导阀入口腔连通的第一交换口、用于与所述的导阀出口腔连通的第二交换口，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动控制所述的第一交换口、第二交换口的开闭，通过开设交换口，相比于密封整个腔，密封交换口更容易。

进一步优选地，所述的导阀瓣包括阀瓣杆、第一阀片以及第二阀片，所述的第一阀片、第二阀片设置在所述的阀瓣杆上，所述的第一阀片用于控制所述的第一交换口的开闭，所述的第二阀片用于控制所述的第二交换口的开闭，移动所述的阀瓣杆时，当第一阀片贴合在所述的导阀连通腔的第一交换口周围的腔壁上时，所述的第一交换口关闭，当第二阀片贴合在所述的导阀连通腔的第二交换口周围的腔壁上时，所述的第二交换口关闭，采用硬密封的方式密封交换口，可以起到更好的密封效果。

更进一步优选地，所述的导阀连通腔位于所述的导阀入口腔、导阀出口腔之间，所述的第一交换口、第二交换口位于所述的第一阀片与所述的第二阀片之间，所述的第一交换口开设在所述的导阀连通腔一侧的腔体上，所述的第二交换口开设在所述的导阀连通腔另一侧的腔体上，所述的导阀瓣只需要简单的往复移动即可实现所述的导阀连通腔与另两个腔室连通的切换。

再进一步优选地，所述的第一阀片与所述的导阀连通腔开设第一交换口的一侧腔体外表面的接触面均为光滑平面，所述的第二阀片与所述的导阀连通腔开设所述的第二交换口的另一侧腔体外表面的接触面均为光滑平面。

进一步优选地，当所述的第一交换口关闭时，所述的第二交换口开启；当所述的第二交换口关闭时，所述的第一交换口开启，切换连通状态时，所述的第一交换口、第二交换口会有同时连通的中间状态。

进一步优选地，所述的导阀连通腔具有相对设置的一侧腔面、另一侧腔面和连接两个腔面的连接面，所述的第一交换口、第二交换口分别开设在两侧的腔面上，所述的第一连通口开设在连接面上。

优选地，所述的导阀体内还具有导阀启闭腔，所述的导阀启闭腔上开设有用于与所述的主阀相连通的第二导阀连通口，所述的导阀瓣包括第三阀片，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动带动所述的第三阀片控制所述的第二导阀连通口的开闭，所述的导阀启闭腔用于控制所述的的导阀瓣的移动，并通过所述的主阀内的压力控制所述的导阀的启闭。

进一步优选地，所述的导阀连通腔与所述的导阀入口腔断开时，所述的第二导阀连通口打开；所述的导阀连通腔与所述的导阀出口腔断开时，所述的第二导阀连通口关闭。

进一步优选地，所述的主阀包括主阀体与主阀瓣，所述的主阀体具有供介质流通的主阀腔、用于与所述的导阀连通腔连通的主阀连通腔以及用于向所述的主阀腔内通入介质的主阀入口腔，所述的主阀腔开设有主阀入口与主阀出口，所述的主阀入口连通所述的主阀腔与所述的主阀入口腔，所述的主阀瓣在所述的主阀腔、主阀连通腔之间移动控制所述的主阀入口的开闭，所述的主阀连通腔开设有第一主阀连通口，所述的主阀入口腔上开设有第二主阀连通口，所述的第一导阀连通口与所述的第一主阀连通口连通，所述的第二导阀连通口与所述的第二主阀连通口连通。

更进一步优选地，所述的第二导阀连通口与所述的第二主阀连通口通过第一连通管连通，所述的导阀入口通过第二连通管与所述的第一连通管连通，所述的主阀内流通的为清洁介质时，所述的导阀腔可直接采用所述的主阀内的介质。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明可以向导阀内通入清洁介质，通过外接介质的流动来保证导阀的正常功能，避免非清洁介质堵塞通道影响导阀的启闭；导阀腔与主阀保护压力的管路可以不连通，被保护管路的介质可以为非清洁介质不受限制；导阀腔内的各腔相互独立，密封效果较好，连通状态切换时较为稳定，保证系统正常运转，确保生命和财产安全。

附图说明

附图1-4为现有技术中先导式安全阀的结构示意图；

附图5为本实施例导阀入口外接清洁介质源时（导阀开启时）的结构示意图；

附图6为本实施例导阀入口外接清洁介质源时（导阀关闭时）的结构示意图；

附图7为本实施例导阀入口与主阀入口腔连通时（导阀开启时）的结构示意图；

附图8为本实施例导阀入口与主阀入口腔连通时（导阀关闭时）的结构示意图；

附图9为本实施例中导阀处于开启状态时的结构示意图；

附图10为本实施例中导阀处于关闭状态时的结构示意图。

以上附图中：1、主阀体；11、主阀腔；12、主阀入口腔；13、主阀连通腔；14、主阀入口；15、主阀出口；16、第一主阀连通口；17、第二主阀连通口；2、主阀瓣；3、导阀体；30、导阀入口腔；31、导阀出口腔；32、导阀连通腔；33、导阀启闭腔；34、导阀入口；35、导阀出口；36、第一导阀连通口；37、第二导阀连通口；38、第一交换口；39、第二交换口。4、导阀瓣；41、阀瓣杆；42、第一阀片；43、第二阀片；44、第三阀片；51、第一连通管；52、第二连通管；61、导阀盖；62、弹簧；63、弹簧座；64、调节件；7、外接介质源；81、导阀进口；82、主阀阀体进口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

如图5-8所示，一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，主阀用于起到对所设置其的管道或设备压力的保护，导阀用于驱动或控制主阀。

如图5、9所示，主阀包括主阀体1与主阀瓣2，主阀体1具有供介质流通的主阀腔11、用于与导阀连通的主阀连通腔13以及用于向主阀腔11内通入介质的主阀入口腔12，主阀腔11与主阀连通腔13之间相互分隔，主阀腔11设置有主阀入口14与主阀出口15，主阀入口14连通主阀腔11与主阀入口腔12，主阀瓣2在主阀腔11、主阀连通腔13之间移动控制主阀入口14的开闭，主阀连通腔13开设有第一主阀连通口16，主阀入口腔12上设置有第二主阀连通口17。导阀包括导阀体3、导阀瓣4，导阀体3内具有可以用于流通清洁介质的导阀腔、与主阀入口腔12相连通的导阀启闭腔33，导阀腔与导阀启闭腔33之间相互分隔，导阀腔包括导阀入口腔30、导阀出口腔31以及用于与主阀连通腔13连通的导阀连通腔32，导阀入口腔30、导阀出口腔31可分别与导阀连通腔32连通，并且导阀连通腔32与导阀入口腔30、导阀出口腔31中的至少一个相连通，导阀瓣4在导阀腔、导阀启闭腔33内移动控制导阀入口腔30、导阀出口腔31与导阀连通腔32的连通与否以及控制导阀启闭腔33的开闭，导阀入口腔30上开设有用于向导阀腔内通入介质的导阀入口34，导阀出口腔31上开设有用于介质从导阀腔内流出的导阀出口35，导阀连通腔32上开设有第一导阀连通口36，导阀启闭腔33上开设有第二导阀连通口37，第一导阀连通口36与第一主阀连通口16连通，第二导阀连通口37与第二主阀连通口17连通。当导阀入口腔30与导阀连通腔32连通时，介质从导阀入口34依次流经导阀入口腔30、导阀连通腔32后流向主阀连通腔13，主阀入口14被关闭；当导阀出口腔31与导阀连通腔32连通时，介质从主阀连通腔13依次流经导阀连通腔32、导阀出口腔31后从导阀出口35流出，主阀入口14被打开。其中主阀入口腔12、主阀腔11、导阀启闭腔33流通的介质相同，主阀连通腔13、导阀腔流通的介质相同。

导阀连通腔32开设有用于与导阀入口腔30连通的第一交换口38、用于与导阀出口腔31连通的第二交换口39，导阀瓣4包括阀瓣杆41、第一阀片42、第二阀片43以及第三阀片44，第一阀片42、第二阀片43以及第三阀片44设置在阀瓣杆41上并沿其轴向分布，第一阀片42用于控制第一交换口38的开闭，第二阀片43用于控制第二交换口39的开闭，第三阀片44用于控制第二导阀连通口37的开闭，阀瓣杆41在导阀腔、导阀启闭腔33内移动带动第一阀片42、第二阀片43以及第三阀片44移动并分别控制第一交换口38、第二交换口39以及第二导阀连通口37的开闭。导阀连通腔32位于导阀入口腔30、导阀出口腔31之间，导阀连通腔32具有相对设置的一侧腔面、另一侧腔面和连接两个腔面的连接面，第一交换口38、第二交换口39分别开设在两侧的腔面上，第一导阀连通口36开设在连接面上，第一交换口38、第二交换口39位于第一阀片42与第二阀片43之间，导阀启闭腔33位于导阀入口腔30的一侧，之后的叙述具体以导阀体3内从上至下依次为导阀出口腔31、导阀连通腔32、导阀入口腔30、导阀启闭腔33为例。

第一交换口38开设在导阀连通腔32下侧的腔体上，第二交换口39开设在导阀连通腔32上侧的腔体上，第一导阀连通口36开设在导阀连通腔32侧面的腔体上，导阀入口34开设在导阀入口腔30侧面的腔体上，导阀出口35开设在导阀出口腔31侧面的腔体上，第二导阀连通口37开设在导阀启闭腔33下侧的腔体上，第一阀片42位于导阀入口腔30内，第二阀片43位于导阀出口腔31内，第三阀片44位于导阀启闭腔33内。

如图9所示，移动阀瓣杆41，当第一阀片42贴合在导阀连通腔32下侧腔体外表面上时，第一交换口38关闭，第二阀片43离开导阀连通腔32上侧腔体外表面且第二交换口39开启，第三阀片44离开导阀启闭腔33下侧腔体内表面且第二导阀连通口37开启，即导阀处于开启状态；如图10所示，当第二阀片43贴合在导阀连通腔32的第二交换口39周围的腔壁上时，第二交换口39关闭，第一阀片42离开导阀连通腔32下侧腔体外表面且第一交换口38开启，第三阀片44贴合在导阀启闭腔33下侧腔体的内表面上且第二导阀连通口37关闭，即导阀处于关闭状态。阀瓣杆41移动过程中，会出现第一交换口38、第二交换口39以及第二导阀连通口37同时开启的中间状态。第一阀片42与导阀连通腔32下侧腔体外表面的接触面均为光滑平面，第二阀片43与导阀连通腔32上侧腔体外表面的接触面均为光滑平面，通过硬密封的方式，密封效果更好，并且不需要额外加入密封件，避免密封件老化影响导阀启闭效果。

如图5、6所示，第二导阀连通口37与第二主阀连通口17通过第一连通管51连通，当主阀入口腔12内流入的为非清洁介质时，导阀入口34外接具有清洁介质的外接介质源7。如图7、8所示，当主阀入口腔12内流入的为清洁介质时，导阀入口34通过第二连通管52与第一连通管51连通，可以直接将主阀入口腔12与导阀入口腔30相连通，导阀入口34无需外接具有清洁介质的外接介质源7。非清洁介质包括含固体颗粒的流体介质（如：灰水）、粘性液体介质（如：重油）、可能发生焦化或冷凝的介质（如：聚酯）等，清洁介质包括：空气，水，二氧化碳，氧气等。导阀出口35排出的介质可以直接排放，也可以回收再利用。

如图5-8所示，导阀还包括导阀盖61、弹簧62、弹簧座63以及调节件64，导阀盖61设置在导阀体3上并位于导阀出口腔31的一侧，阀瓣杆41上端与通过弹簧62与弹簧座63连接，弹簧座63通过调节件64与导阀盖61连接，调节件64调节弹簧座63与导阀盖61之间的距离。当第二导阀连通口37处的介质对第三阀片44的压力大于弹簧62对阀瓣杆41上端的压力时，第二导阀连通口37打开；当第二导阀连通口37处的介质对第三阀片44的压力小于弹簧62对阀瓣杆41上端的压力时，第二导阀连通口37关闭，第二导阀连通口37处的介质压力即为主阀入口腔12内的介质压力。通过调节调节件64，可以调节弹簧62的压缩量，进而调节第二导阀连通口37的启闭压力（即导阀的启闭压力）。

以下具体阐述一下本实施例的工作原理，如图5、6、9、10所示，以导阀入口34连通外接介质源7为例，导阀入口34与主阀入口腔12连通的情况同理：

一）工作状态：被保护管路内的介质从主阀入口腔12分为两路，一路流向主阀入口14至主阀瓣2的下侧，主阀瓣2在压力作用下密封关闭主阀入口14，介质无法从主阀入口14排向主阀出口15，另一路介质经第二主阀连通口17流向导阀腔直至第三阀片44下方，第二导阀连通口37处的介质压力没有达到先导式安全阀的开启压力，弹簧62的弹性力大于第二导阀连通口37处的介质压力，第三阀片44关闭第二导阀连通口37，导阀处于关闭状态，外接介质通过导阀入口34经导阀入口腔30、导阀连通腔32流入主阀连通腔13，从而保证主阀入口14的关闭。由于导阀瓣4的硬密封，主阀连通腔13的介质不会从导阀出口35流出，导阀启闭腔33的介质也不会流入导阀腔和主阀连通腔13。

二）整定压力工况（主阀瓣2开启工况）：导阀的第二导阀连通口37处的介质的压力逐渐增大直至达到先导式安全阀的开启压力时，第二导阀连通口37处的介质压力大于弹簧62的弹性力，介质推动第三阀片44（即推动阀瓣杆41）上升直至导阀处于开启状态，主阀连通腔13的介质经过导阀连通腔32进入导阀出口腔31，然后从导阀出口35排出，主阀连通腔13的介质排出，主阀瓣2迅速开启，主阀入口腔12的介质从主阀入口14排向主阀出口15，主阀排放，主阀入口腔12的介质压力开始持续降低。由于导阀瓣4的隔断作用，导阀启闭腔33的介质无法进入导阀腔和主阀连通腔13。

三）阀门关闭：当受保护的压力系统的压力降低至设定数值后，主阀入口腔12的介质压力降低，导阀启闭腔33的介质压力降低并小于弹簧62的弹性力，弹簧62推动阀瓣杆41回落，导阀重新回到关闭状态，外接介质源7的介质继续从导阀入口34向导阀入口腔30内通入并流向主阀连通腔13，主阀连通腔13的压力增大，主阀瓣2在主阀连通腔13的介质的压力作用下回落并密封关闭主阀入口14，先导式安全阀重新实现密封。

当先导式安全感所保护的管路采用清洁介质时，便不需要外接介质源7向导阀腔提供清洁介质，可以直接在导阀入口34处通过第二连通管52与第一连通管51连接，主阀入口腔12直接向导阀腔通入介质。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，其特征在于：

所述的导阀包括导阀体、导阀瓣，所述的导阀体内具有用于流通清洁介质的导阀腔，所述的导阀腔包括导阀入口腔、导阀出口腔、导阀连通腔以及导阀启闭腔，

所述的导阀入口腔上开设有用于向所述的导阀腔内通入清洁介质的导阀入口，所述的导阀出口腔上开设有用于清洁介质从所述的导阀腔内流出的导阀出口，所述的导阀连通腔上开设有用于与所述的主阀相连通的第一导阀连通口，所述的导阀启闭腔上开设有用于与所述的主阀相连通的第二导阀连通口，所述的导阀入口腔、导阀出口腔可分别与所述的导阀连通腔连通，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动控制所述的导阀入口腔、导阀出口腔与所述的导阀连通腔的连通与否，

所述的导阀连通腔开设有用于与所述的导阀入口腔连通的第一交换口、用于与所述的导阀出口腔连通的第二交换口，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动控制所述的第一交换口、第二交换口的开闭，

所述的导阀瓣包括阀瓣杆、第一阀片、第二阀片以及第三阀片，所述的第一阀片、第二阀片以及第三阀片设置在所述的阀瓣杆上，所述的第一阀片用于控制所述的第一交换口的开闭，所述的第二阀片用于控制所述的第二交换口的开闭，移动所述的阀瓣杆时，当第一阀片贴合在所述的导阀连通腔的第一交换口周围的腔壁上时，所述的第一交换口关闭，当第二阀片贴合在所述的导阀连通腔的第二交换口周围的腔壁上时，所述的第二交换口关闭，所述的导阀瓣在所述的导阀腔内移动带动所述的第三阀片控制所述的第二导阀连通口的开闭，

所述的导阀连通腔位于所述的导阀入口腔、导阀出口腔之间，所述的第一交换口、第二交换口位于所述的第一阀片与所述的第二阀片之间，所述的第一交换口开设在所述的导阀连通腔一侧的腔体上，所述的第二交换口开设在所述的导阀连通腔另一侧的腔体；

所述的主阀包括主阀体与主阀瓣，所述的主阀体具有供清洁介质流通的主阀腔、用于与所述的导阀连通腔连通的主阀连通腔以及用于向所述的主阀腔内通入清洁介质的主阀入口腔，所述的主阀腔开设有主阀入口与主阀出口，所述的主阀入口连通所述的主阀腔与所述的主阀入口腔，所述的主阀瓣在所述的主阀腔、主阀连通腔之间移动控制所述的主阀入口的开闭，所述的主阀连通腔开设有第一主阀连通口，所述的主阀入口腔上开设有第二主阀连通口，所述的第一导阀连通口与所述的第一主阀连通口连通，所述的第二导阀连通口与所述的第二主阀连通口连通。

2.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第一阀片与所述的导阀连通腔开设第一交换口的一侧腔体外表面的接触面均为光滑平面，所述的第二阀片与所述的导阀连通腔开设所述的第二交换口的另一侧腔体外表面的接触面均为光滑平面。

3.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：当所述的第一交换口关闭时，所述的第二交换口开启；当所述的第二交换口关闭时，所述的第一交换口开启。

4.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的导阀连通腔与所述的导阀入口腔断开时，所述的第二导阀连通口打开；所述的导阀连通腔与所述的导阀出口腔断开时，所述的第二导阀连通口关闭。

5.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第二导阀连通口与所述的第二主阀连通口通过第一连通管连通，所述的导阀入口通过第二连通管与所述的第一连通管连通。

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