CN113719645A - 一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀 - Google Patents

一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，包括主阀和导阀，主阀包括主阀阀体、形成于主阀阀体内的进口流道和出口流道以及阀芯活动组件；阀芯活动组件内部形成有与进口流道连通且体积大小可变的阀门控制腔；导阀包括导阀阀体、形成于导阀阀体上且与进口流道连通的第一导阀进口以及形成于导阀阀体上分别与阀门控制腔和出口流道连通的第二导阀进口和导阀出口，导阀通过第二导阀进口集成于阀芯活动组件上；导阀阀体内设有在进口流道压力大于设定压力时开启导阀从而导通第二导阀进口和导阀出口、在进口流道压力小于设定压力时关闭导阀从而隔断第二导阀进口和导阀出口的控制结构。本发明结构设计合理，提高了响应速度，安全阀能够快速泄压。

Description

一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀
技术领域
本发明涉及管道阀门技术领域，具体涉及一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀。
背景技术
安全阀是启闭件受外力作用处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力超过规定值时，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。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道，能够控制压力不超过规定值，从而对人身安全和设备运行起重要保护作用。
现有的安全阀在泄压时不能调节泄压的压力，在调节不同的压力时需要用到不同的安全阀，从而增加了使用的成本，因此不方便使用者的使用，降低了安全阀的实用性。此外，安全阀存在气蚀破坏现象、控制精度低、开启响应慢导致不能快速泄压，而且关闭速度快导致压力波动大对管道和安全阀具有极大的破坏力。
基于上述情况，本发明提出了一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，可有效解决以上问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀。本发明结构设计合理，导阀控制腔直连主阀的进口流道，使得进口流道压力直接与导阀控制结构的设定压力互相作用从而开启或关闭导阀，提高了响应速度，同时增大导阀进出口的口径，阀门控制腔中的介质可以通过导阀快速排出；此外，还增设了用于阀瓣延迟关闭的缓闭结构，降低压力波动。
为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，包括：
主阀，所述主阀包括主阀阀体、形成于所述主阀阀体内的进口流道和出口流道以及用于导通或隔断所述进口流道和出口流道的阀芯活动组件；所述阀芯活动组件内部形成有与进口流道连通且体积大小可变的阀门控制腔；以及
导阀，所述导阀包括导阀阀体、形成于导阀阀体上且与进口流道连通的第一导阀进口以及形成于导阀阀体上分别与阀门控制腔和出口流道连通的第二导阀进口和导阀出口，所述导阀通过第二导阀进口集成于所述阀芯活动组件上；所述导阀阀体内设有在进口流道压力大于设定压力时开启导阀从而导通第二导阀进口和导阀出口、在进口流道压力小于设定压力时关闭导阀从而隔断第二导阀进口和导阀出口的控制结构，导阀开启状态下，阀门控制腔体积变小使得所述进口流道和出口流道被所述阀芯活动组件导通，导阀关闭状态下，阀门控制腔体积恢复原状使得所述进口流道和出口流道被所述阀芯活动组件隔断。
优选的是，所述阀芯活动组件包括周向开设有锥形过流孔的阀座、密封连接于阀座上方的阀瓣套、与阀瓣套顶部密封闭合的阀盖、贯穿于阀盖上的阀杆以及连接于阀杆底部且与阀座相适配的阀瓣；导阀关闭状态下，所述阀瓣与阀座之间紧密接触以封堵所述锥形过流孔，导阀开启状态下，所述阀瓣上移打开锥形过流孔以导通所述进口流道和出口流道。
进一步优选的是，所述阀座底部朝向轴向内侧突出形成环形限位部，所述环形限位部与设于所述阀瓣底部边缘的环形密封圈之间上下压紧形成密封结构。
进一步优选的是，所述阀芯活动组件上设有用于控制所述阀瓣缓慢下移的缓闭结构。
更进一步优选的是，所述缓闭结构包括形成于所述阀瓣与阀瓣套之间的密封腔，所述密封腔通过导油管与单向节流阀连通，所述单向节流阀上设有用于供油的油杯。
再进一步优选的是，所述阀瓣套内腔直径大于所述阀座内腔直径，所述阀瓣顶部边缘沿径向外侧延伸一定长度与所述阀瓣套之间形成环形的密封腔。
优选的是，所述控制结构包括设于导阀阀体上部的压力设定结构和压紧于压力设定结构下方的活塞杆以及用于隔绝压力设定结构和活塞杆活动空间的弹压片，所述弹压片、导阀阀体以及活塞杆之间合围形成密闭的导阀控制腔，所述导阀控制腔通过第一导阀进口与进口流道连通，所述导阀控制腔能够控制活塞杆在进口流道压力大于设定压力时打开所述第二导阀进口并与导阀出口连通以及在进口流道压力小于设定压力时封堵所述第二导阀进口。
进一步优选的是，所述压力设定结构包括活动连接于导阀阀体顶部且可竖向伸缩的调节螺栓，所述调节螺栓下方压紧有上下两端均连接有弹簧座的弹簧。
进一步优选的是，所述导阀控制腔通过第一进水管与所述进口流道连通，所述第二导阀进口通过开设于阀盖上的通孔与所述阀门控制腔连通，所述导阀出口通过出水管与所述出口流道连通；所述阀门控制腔通过第二进水管与所述进口流道连通，且所述第二进水管上配备有调节针阀。
更进一步优选的是，所述第二导阀进口和导阀出口的口径均不低于所述进口流道的口径的1/10，所述第二进水管的口径不大于所述进口流道的口径的1/100。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明结构设计合理，导阀控制腔直连主阀的进口流道，使得进口流道压力直接与导阀控制结构的设定压力互相作用从而开启或关闭导阀，提高了响应速度，同时增大导阀进出口的口径，阀门控制腔中的介质可以通过导阀快速排出，整个响应时间不超过0.5s。
本发明采用的压力设定结构，仅需通过旋转调节螺钉压紧或放松弹簧即可调节导阀的设定压力，从而适应不同的进口流道压力要求，适应不同的管道结构。
本发明在阀芯活动组件上还增设了用于阀瓣延迟关闭的缓闭结构，在阀门开启时，油杯内的油脂可以通过单向节流阀快速进入密闭腔，不影响阀门开启，在阀门关闭时，油脂只能通过单向节流阀内部间隙缓慢流向油杯，因此阀门只能缓慢关闭，有效降低了压力波动。
本发明在阀座上四周开设有多个锥形过流孔，当阀门开启快速泄压时，水流由阀座内部经锥形过流孔沿圆周方向喷射，经喷射消能后排出，有较好的防气蚀破坏效果。
附图说明
图1是本发明的安全阀典型剖面结构示意图；
图2是本发明的导阀详细图。
图3是本发明的主阀与缓闭结构组合结构示意图；
图4是本发明的主阀泄压状态结构示意图。
附图标记：1-主阀；11-主阀阀体；12-进口流道；13-出口流道；14-阀芯活动组件；141-阀座；142-阀瓣套；143-阀盖；144-阀杆；145-阀瓣；146-阀门控制腔；1411-锥形过流孔；1412-环形限位部；1451-环形密封圈；2-导阀；21-导阀阀体；22-第一导阀进口；23-第二导阀进口；24-导阀出口；25-控制结构；251-压力设定结构；252-活塞杆；253-弹压片；254-导阀控制腔；2511-调节螺栓；2512-弹簧座；2513-弹簧；3-缓闭结构；31-导油管；32-单向节流阀；33-油杯；34-密封腔；4-第一进水管；5-第二进水管；51-调节针阀；6-出水管。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
下面结合附图1～4和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
如图1至4所示，本实施例提供一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，包括主阀和用于快速开启主阀泄压的导阀，所述主阀1包括主阀阀体11、形成于所述主阀阀体11内的进口流道12和出口流道13以及用于导通或隔断所述进口流道12和出口流道13的阀芯活动组件14；所述阀芯活动组件14内部形成有与进口流道12连通且体积大小可变的阀门控制腔146。所述导阀2包括导阀阀体21、形成于导阀阀体21上且与进口流道12连通的第一导阀进口22以及形成于导阀阀体21上分别与阀门控制腔146和出口流道13连通的第二导阀进口23和导阀出口24，所述导阀2通过第二导阀进口23集成于所述阀芯活动组件14上；所述导阀阀体21内设有在进口流道12压力大于设定压力时开启导阀2从而导通第二导阀进口23和导阀出口24、在进口流道12压力小于设定压力时关闭导阀2从而隔断第二导阀进口23和导阀出口24的控制结构25，导阀2开启状态下，阀门控制腔146体积变小使得所述进口流道12和出口流道13被所述阀芯活动组件14导通，导阀2关闭状态下，阀门控制腔146体积恢复原状使得所述进口流道12和出口流道13被所述阀芯活动组件14隔断。
本实施例中，所述控制结构25包括设于导阀阀体21上部的压力设定结构251和压紧于压力设定结构251下方的活塞杆252以及用于隔绝压力设定结构251和活塞杆252活动空间的弹压片253，所述弹压片253、导阀阀体21以及活塞杆252之间合围形成密闭的导阀控制腔254，所述导阀控制腔254通过第一导阀进口与进口流道12连通，所述导阀控制腔254能够控制活塞杆252在进口流道12压力大于设定压力时打开所述第二导阀进口23并与导阀出口24连通以及在进口流道12压力小于设定压力时封堵所述第二导阀进口23。所述导阀控制腔254通过第一进水管4与所述进口流道12连通，所述第二导阀进口23通过开设于阀盖143上的通孔与所述阀门控制腔146连通，所述导阀出口24通过出水管6与所述出口流道13连通；
为了提高了响应速度和缩短响应时间而增加所述弹压片253的受力面积，所述导阀控制腔254通过第一进水管4与所述进口流道12连通，使得进口流道压力直接与导阀控制结构的设定压力互相作用从而开启或关闭导阀，提高了响应速度；且所述第二导阀进口23和导阀出口24的口径均不低于所述进口流道12的口径的1/10，所述第二进水管5的口径不大于所述进口流道12的口径的1/100，以增大导阀进出口的口径，缩小第二进水管5的口径，阀门控制腔中的介质可以通过导阀快速排出，整个响应时间不超过0.5s。其次，所述导阀通过第二导阀进口23直接集成于阀盖上，缩短阀门控制阀与出口流道之间的管路长度，使得阀门控制阀内的介质迅速排出，达到快速泄压的效果。
进一步地，所述弹压片253位于导阀控制腔一侧的受力面积分别大于压力设定结构和活塞杆活动空间的截面面积，且该受力面积为第二导阀进口23截面面积的至少10倍，这样可以进一步提高导阀的开启响应速度。
进一步地，所述压力设定结构251包括活动连接于导阀阀体21顶部且可竖向伸缩的调节螺栓2511，所述调节螺栓2511下方压紧有上下两端均连接有弹簧座2512的弹簧2513。仅需通过旋转调节螺钉压紧或放松弹簧即可调节导阀的设定压力，从而适应不同的进口流道压力要求，适应不同的管道结构。
本实施例中，所述阀芯活动组件14包括周向开设有锥形过流孔1411的阀座141、密封连接于阀座141上方的阀瓣套142、与阀瓣套142顶部密封闭合的阀盖143、贯穿于阀盖143上的阀杆144以及连接于阀杆144底部且与阀座141相适配的阀瓣145；导阀2关闭状态下，所述阀瓣145与阀座141之间紧密接触以封堵所述锥形过流孔1411，导阀2开启状态下，所述阀瓣145上移打开锥形过流孔1411以导通所述进口流道12和出口流道13。
其中，阀座上周向开设有锥形过流孔，当阀门开启快速泄压时，水流由阀座内部经锥形过流孔沿圆周方向喷射，经喷射消能后排出，有较好的防气蚀破坏效果。
进一步地，所述阀座141底部朝向轴向内侧突出形成环形限位部1412，所述环形限位部1412与设于所述阀瓣145底部边缘的环形密封圈1451之间上下压紧形成密封结构。
为了降低阀门关闭时的压力波动，所述阀芯活动组件14上设有用于控制所述阀瓣145缓慢下移的缓闭结构3。所述缓闭结构3包括形成于所述阀瓣145与阀瓣套142之间的密封腔34，所述密封腔34通过导油管31与单向节流阀32连通，所述单向节流阀32上设有用于供油的油杯33。其中，所述阀瓣套142内腔直径大于所述阀座141内腔直径，所述阀瓣145顶部边缘沿径向外侧延伸一定长度与所述阀瓣套142之间形成环形的密封腔34，阀瓣的延伸部靠近阀瓣套一侧设有用于密封阀瓣与阀瓣套接触面的密封圈。
进一步地，为了确保在主阀在导阀开启前隔断进口流道与出口流道的连接，在所述阀门控制腔146通过第二进水管5与所述进口流道12连通，且所述第二进水管5上配备有调节针阀51。通过第二进水管5保持进口流道与阀门控制腔146内的水压相等均为P，在阀门控制腔146内作用在阀瓣上的受力面积为顶端阀瓣延伸部和底端阀瓣端头之和S2，进口流道内作用在阀瓣上的受力面积仅为底端阀瓣端头S1，可知阀瓣整体受向下的力作用，阀瓣保持向下，阀门处于关闭状态。
本实施例的工作原理如下：
当进口流道压力低于导阀的弹簧设定压力时，导阀处于关闭状态。此时，阀门控制腔内的压力等于进口流道压力，由于S2大于S1，因此阀瓣整体受向下的力作用，阀瓣保持向下，阀门处于关闭状态；
当进口流道压力超过导阀的弹簧设定压力时，导阀开启，第二导阀进水口和导阀出水口导通；阀门控制腔通过导阀与出口流道连通，阀门控制腔压力快速下降，进口流道内的水流推动阀瓣向上运动，阀门开启；
阀门开启的同时，油杯内的油脂经单向节流阀流向密封腔内，泄压后进口流道压力变小低于导阀的弹簧设定压力时，导阀关闭；此时，阀门控制腔压力在第二进水管(进口流道压力)的作用下缓慢上升，阀瓣向下运动，阀门逐渐关闭；阀瓣向下运动，阀瓣套和阀瓣之间的密闭腔内的油脂需流向油杯，此时单向节流阀关闭，油脂只能通过单向节流阀内部间隙缓慢流向油杯，因此阀门只能缓慢关闭。
依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是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，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，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。
除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“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。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于，包括：
主阀(1)，所述主阀(1)包括主阀阀体(11)、形成于所述主阀阀体(11)内的进口流道(12)和出口流道(13)以及用于导通或隔断所述进口流道(12)和出口流道(13)的阀芯活动组件(14)；所述阀芯活动组件(14)内部形成有与进口流道(12)连通且体积大小可变的阀门控制腔(146)；以及
导阀(2)，所述导阀(2)包括导阀阀体(21)、形成于导阀阀体(21)上且与进口流道(12)连通的第一导阀进口(22)以及形成于导阀阀体(21)上分别与阀门控制腔(146)和出口流道(13)连通的第二导阀进口(23)和导阀出口(24)，所述导阀(2)通过第二导阀进口(23)集成于所述阀芯活动组件(14)上；所述导阀阀体(21)内设有在进口流道(12)压力大于设定压力时开启导阀(2)从而导通第二导阀进口(23)和导阀出口(24)、在进口流道(12)压力小于设定压力时关闭导阀(2)从而隔断第二导阀进口(23)和导阀出口(24)的控制结构(25)，导阀(2)开启状态下，阀门控制腔(146)体积变小使得所述进口流道(12)和出口流道(13)被所述阀芯活动组件(14)导通，导阀(2)关闭状态下，阀门控制腔(146)体积恢复原状使得所述进口流道(12)和出口流道(13)被所述阀芯活动组件(14)隔断。
2.根据权利要求1所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述阀芯活动组件(14)包括周向开设有锥形过流孔(1411)的阀座(141)、密封连接于阀座(141)上方的阀瓣套(142)、与阀瓣套(142)顶部密封闭合的阀盖(143)、贯穿于阀盖(143)上的阀杆(144)以及连接于阀杆(144)底部且与阀座(141)相适配的阀瓣(145)；导阀(2)关闭状态下，所述阀瓣(145)与阀座(141)之间紧密接触以封堵所述锥形过流孔(1411)，导阀(2)开启状态下，所述阀瓣(145)上移打开锥形过流孔(1411)以导通所述进口流道(12)和出口流道(13)。
3.根据权利要求2所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述阀座(141)底部朝向轴向内侧突出形成环形限位部(1412)，所述环形限位部(1412)与设于所述阀瓣(145)底部边缘的环形密封圈(1451)之间上下压紧形成密封结构。
4.根据权利要求2所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述阀芯活动组件(14)上设有用于控制所述阀瓣(145)缓慢下移的缓闭结构(3)。
5.根据权利要求4所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述缓闭结构(3)包括形成于所述阀瓣(145)与阀瓣套(142)之间的密封腔(34)，所述密封腔(34)通过导油管(31)与单向节流阀(32)连通，所述单向节流阀(32)上设有用于供油的油杯(33)。
6.根据权利要求5所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述阀瓣套(142)内腔直径大于所述阀座(141)内腔直径，所述阀瓣(145)顶部边缘沿径向外侧延伸一定长度与所述阀瓣套(142)之间形成环形的密封腔(34)。
7.根据权利要求1所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述控制结构(25)包括设于导阀阀体(21)上部的压力设定结构(251)和压紧于压力设定结构(251)下方的活塞杆(252)以及用于隔绝压力设定结构(251)和活塞杆(252)活动空间的弹压片(253)，所述弹压片(253)、导阀阀体(21)以及活塞杆(252)之间合围形成密闭的导阀控制腔(254)，所述导阀控制腔(254)通过第一导阀进口(22)与进口流道(12)连通，所述导阀控制腔(254)能够控制活塞杆(252)在进口流道(12)压力大于设定压力时打开所述第二导阀进口(23)并与导阀出口(24)连通以及在进口流道(12)压力小于设定压力时封堵所述第二导阀进口(23)。
8.根据权利要求7所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述压力设定结构(251)包括活动连接于导阀阀体(21)顶部且可竖向伸缩的调节螺栓(2511)，所述调节螺栓(2511)下方压紧有上下两端均连接有弹簧座(2512)的弹簧(2513)。
9.根据权利要求7所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述导阀控制腔(254)通过第一进水管(4)与所述进口流道(12)连通，所述第二导阀进口(23)通过开设于阀盖(143)上的通孔与所述阀门控制腔(146)连通，所述导阀出口(24)通过出水管(6)与所述出口流道(13)连通；所述阀门控制腔(146)通过第二进水管(5)与所述进口流道(12)连通，且所述第二进水管(5)上配备有调节针阀(51)。
10.根据权利要求9所述的一种防气蚀快开缓闭泄压安全阀，其特征在于：所述第二导阀进口(23)和导阀出口(24)的口径均不低于所述进口流道(12)的口径的1/10，所述第二进水管(5)的口径不大于所述进口流道(12)的口径的1/100。
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CN114688262A (zh) * 2022-02-28 2022-07-01 武汉圣禹排水系统有限公司 导阀和真空阀

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