CN114165630A - 一种先导式安全阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，所述的导阀与所述的主阀连通以控制所述的主阀的开启，所述的导阀包括导阀体、导阀瓣组件，所述的导阀体上开设有介质入口、气室出口以及导阀出口，所述的导阀瓣组件可移动地设置在所述的导阀体内控制所述的气室出口与所述的介质入口的连通与否，所述的导阀还包括设置在所述的导阀体内的爆破片，所述的爆破片控制所述的气室出口与所述的导阀出口、介质入口的连通与否及限制所述的导阀瓣组件的移动距离。本发明通过将爆破片与先导式安全阀相结合，利用爆破片结构密封性能好的优点，实现对介质的良好密封的同时通过导阀对主阀实现动作控制。

Description

一种先导式安全阀
技术领域
本发明属于领域阀门技术领域，具体涉及一种先导式安全阀。
背景技术
先导式安全阀一般包括主阀和导阀，通过导阀的启闭来控制主阀的动作。现有的先导式安全阀中的导阀使用弹簧作用力实现密封，随着使用压力的升高，导阀密封效果逐渐降低，当介质压力接近90%整定压力后导阀不可避免地将出现泄漏（主阀结构在密封面积差作用下实现密封，介质压力越高密封性能越好）。对于毒害、易燃易爆介质工况，介质泄漏可能导致人员及环境的危害。
使用爆破片结构能够在系统压力到达爆破压力（整定压力）前起到安全保护的同时实现对介质的完全密封。但大口径、高压力系统所使用的爆破片结构制造难度大，且价格昂贵，使用成本高；其次，爆破片结构在爆破后只有通过上游管线截断介质，或介质排空后才能够进行更换。但对于大口径、高压力管线很难实现快速截断，在完全实现截断前介质将大量快速泄放，可能介质浪费及其他危害；另外，大口径爆破片更换成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种先导式安全阀，特别是一种满足低泄漏、快速开启要求的大口径先导式安全阀，用于阀门压力系统超压防护。
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，所述的导阀与所述的主阀连通以控制所述的主阀的相抵，所述的导阀包括导阀体、导阀瓣组件，所述的导阀体上开设有介质入口、气室出口以及导阀出口，
所述的导阀瓣组件可移动地设置在所述的导阀体内控制所述的气室出口与所述的介质入口的连通与否，所述的导阀还包括设置在所述的导阀体内的爆破片，所述的爆破片控制所述的气室出口与所述的导阀出口、介质入口的连通与否及限制所述的导阀瓣组件的移动距离。
上述技术方案优选地，所述的导阀瓣组件移动并致使所述的爆破片破裂时，所述的导阀瓣组件将所述的介质入口与所述的气室出口之间的连通封堵，所述的导阀出口与所述的气室出口之间连通。
上述技术方案优选地，所述的导阀内设置有安装口，所述的爆破片连接在所述的安装口上，并且所述的安装口的口径小于所述的导阀体的最小内径。
上述技术方案优选地，所述的导阀瓣组件包括阀瓣座、阀芯，所述的阀瓣座具有连通所述的介质入口、气室出口的内腔，所述的内腔具有下连通口、上连通口，所述的阀芯至少部分可移动地设置在所述的内腔中，所述的导阀至少具有一个状态下，所述的阀芯通过密封所述的下连通口使所述的介质入口与所述的气室出口之间的连通封堵；所述的阀芯移动并致使所述的爆破片破裂时，所述的阀芯密封所述的上连通口。
进一步优选地，所述的阀芯包括芯体、顶杆，所述的芯体位于所述的内腔中，并用于密封所述的下连通口、上连通口；所述的顶杆一端与所述的芯体相抵，另一端伸出所述的内腔用于致使所述的爆破片破裂。
进一步优选地，所述的阀瓣座连接有调整螺钉，所述的调整螺钉与所述的导阀体螺纹连接并伸出所述的导阀体，旋转所述的调整螺钉使得所述的阀瓣座可在所述的导阀体内移动，并且所述的阀瓣座的移动方向与所述的阀芯的移动方向一致。
进一步优选地，所述的阀瓣座与所述的调整螺钉一体成型。
上述技术方案优选地，所述的导阀体包括阀体、阀盖，所述的介质入口、气室出口以及导阀出口均设置在所述的阀体上，所述的阀体具有开口部，所述的阀盖盖设在所述的阀体的开口部，并且当所述的阀盖与所述的阀体分离后，所述的爆破片暴露在所述的阀体内的开口处。
上述技术方案优选地，所述的主阀包括主阀体、主阀瓣，所述的主阀体上开设有主阀入口、主阀出口、介质出口以及气室入口，所述的主阀体具有入口腔、主阀腔以及气室，所述的入口腔的入口形成所述的主阀入口，所述的入口腔的出口与所述的主阀腔连通，所述的介质出口与所述的入口腔连通，所述的主阀出口与所述的主阀腔连通，所述的气室入口与所述的气室连通；所述的主阀瓣可移动地设置在所述的主阀体内控制所述的入口腔出口的开闭，并将所述的主阀腔与所述的气室分隔开，所述的介质出口与所述的介质入口连通，所述的气室出口与所述的气室入口连通。
进一步优选地，所述的介质出口与所述的介质入口的连通管路上、所述的气室出口与所述的气室入口的连通管路上均设置有球阀。
进一步优选地，所述的气室的横截面积大于所述的主阀瓣与所述的入口腔出口的密封面积。
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：
1、相比弹簧先导式安全阀，本申请能够在整定压力（爆破压力）前实现完全密封，满足0泄漏需求；
2、相比爆破片结构，本申请能够应用于更大口径、更高压力工况；后期维护过程中，每次仅需要更换小口径爆破片，相比直接使用大口径爆破片结构后续维护成本更低；此外可以通过阀门自带结构实现对爆破片快速更换，操作更加简单；
3、导阀采用非流动结构（导阀瓣组件能够实现在爆破工况下切断主阀介质入口与主阀气室之间的联通关系），主阀的开启速度更快，实现更小的超压，保证系统安全。
附图说明
附图1为本实施例的结构示意图（爆破片未破裂）；
附图2为本实施例的结构示意图（爆破片破裂）。
以上附图中：
1、主阀；10、主阀体；100、主阀入口；101、主阀出口；102、介质出口；103、气室入口；104、入口腔；105、主阀腔；106、气室；11、主阀瓣；2、导阀；20、导阀体；200、介质入口；201、气室出口；202、导阀出口；203、阀体；204、阀盖；205、安装口；210、阀瓣座；211、内腔；212、下连通口；213、上连通口；214、芯体；215、顶杆；216、调整螺钉；22、爆破片；30、31球阀。
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1所示的一种先导式安全阀，包括主阀1、导阀2，导阀2与主阀1连通以控制主阀1的动作。以下具体对主阀1、导阀2进行详细介绍：
主阀1包括主阀体10、主阀瓣11，其中：主阀体10上开设有主阀入口100、主阀出口101、介质出口102以及气室入口103。主阀体10具有入口腔104、主阀腔105以及气室106，入口腔104的入口形成主阀入口100，入口腔104的出口与主阀腔105连通，介质出口102与入口腔104连通，主阀出口101与主阀腔105连通，气室入口103与气室106连通。
主阀瓣11可移动地设置在主阀体10内控制入口腔104出口的开闭，并将主阀腔105与气室106分隔开。主阀瓣11在关闭时将入口腔104的出口封堵，此时入口腔104、主阀腔105之间不连通，主阀瓣11打开时，入口腔104、主阀腔105则连通。
导阀2包括导阀体20、导阀瓣组件以及爆破片22，导阀瓣组件、爆破片22均设置在导阀体20内。导阀体20上开设有介质入口200、气室出口201以及导阀出口202。在本实施例中：导阀体20包括阀体203、阀盖204，介质入口200、气室出口201以及导阀出口202均设置在阀体203上，阀体203具有开口部，阀盖204盖设在阀体203的开口部，从而实现与阀体203的配合。
导阀瓣组件可移动地设置在导阀体20内控制介质入口200与气室出口201的连通与否。在本实施例中：导阀瓣组件包括阀瓣座210、阀芯，阀瓣座210具有连通介质入口200、气室出口201的内腔211，内腔211具有下连通口212、上连通口213。阀芯至少部分可移动地设置在内腔211中，具体的说：阀芯包括芯体214、顶杆215，芯体214位于内腔211中，并用于密封下连通口212、上连通口213；顶杆205一端与芯体214相抵，另一端伸出内腔212用于致使爆破片22破裂。
此外，阀瓣座210连接有调整螺钉216，阀瓣座210可以与调整螺钉216一体成型，调整螺钉216与导阀体20螺纹连接并伸出导阀体20，通过旋转调整螺钉216的伸出部分使得阀瓣座210可在导阀体20内移动从而调整顶杆215与爆破片22之间的距离，通过该距离保证介质通过芯体214向主阀1的气室106补气过程中芯体214不会与内腔211的上连通口213密封；同时，通过调整螺钉216保证在正常工作条件下，顶杆215可以将芯体214与内腔211的下连通口212密封，阻碍介质进入主阀1的气室106。
爆破片22设置在导阀体20内，并位于导阀瓣组件的移动路径上，爆破片22将气室出口201与导阀出口202之间的导阀体20内部隔断，爆破片22控制气室出口201与导阀出口202、介质入口200的连通与否及限制导阀瓣组件中阀芯的移动距离。
导阀体20内设置有安装口205，爆破片22通过螺钉连接在安装口205上，并且安装口205的口径小于导阀体20的最小内径。这样主阀1可以设计为大口径结构，满足大口径、高压力排放需求（爆破片大口径、高压力工况下应用的爆破片很难制造、且成本高）；而爆破片22相当于小口径截断结构，通过实现对爆破片22的快速更换而不需要对上游介质进行截断，并且爆破片22破裂后只需要更换小尺寸爆破片22，维护成本低。
主阀1的介质出口102与导阀2的介质入口200连通，导阀2的气室出口201与主阀1的气室入口103连通，并且两者的连通管路上均设置有球阀30、31。
如图1、2所示：以下具体阐述下本实施例的工作原理：
（1）正常工作状态：
介质通过主阀入口100进入主阀体10的入口腔104，通过介质出口102、介质入口200进入导阀体20，介质推动芯体214在内腔211中向上运动，芯体214带动顶杆215与爆破片22接触，爆破片22限制芯体214与内腔211上连通口213密封，此时，介质通过介质入口200、内腔211的下连通口212、上连通口213、气室出口201通过气室入口103进入主阀1的气室106，气室106的横截面积大于主阀瓣11与入口腔104出口的密封面积，在介质作用下主阀1实现密封。
（2）爆破工况：
当介质压力升高至爆破压力后，爆破片22在介质压力作用被顶杆215爆破，介质压力快速从导阀出口202排出，介质从导阀出口202开始排放后，主阀1的入口腔104中的介质、气室24中的介质，同时通过导阀出口23排放，在介质作用下顶杆215快速向上运动，爆破片22已经破裂，爆破片22对顶杆215的限位作用消除，顶杆215不在抵住芯体214，芯体214向上运动与内腔211上连通口213实现密封，主阀1的介质不在通过内腔211进入导阀出口202以及气室106,气室106内的介质则通过气室入口201、气室出口201从导阀出口202排放。主阀1气室106压力降低，主阀1的主阀瓣11上侧压力降低，主阀瓣11在下侧压力的作用下开启，介质开始通过入口腔104、主阀腔105从主阀出口101排放，实现超压防护。
（3）爆破片更换：
当系统压力降低至正常工作压力后，可顺序关闭球阀30、球阀31，通过旋转作用将导阀2的阀盖204从阀体203上取下，将顶杆215重新放置进行内腔211中，将爆破后的爆破片22拆除后更换新的爆破片22，并将阀盖204重新安装好，顺序打开球阀31、球阀30。
通过如上操作后，主阀能够重新恢复到正常工作状态，主阀重新实现密封。
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 (10)

1.一种先导式安全阀，包括主阀、导阀，所述的导阀与所述的主阀连通以控制所述的主阀的动作，所述的导阀包括导阀体、导阀瓣组件，所述的导阀体上开设有介质入口、气室出口以及导阀出口，其特征在于：
所述的导阀瓣组件可移动地设置在所述的导阀体内控制所述的气室出口与所述的介质入口的连通与否，所述的导阀还包括设置在所述的导阀体内的爆破片，所述的爆破片控制所述的气室出口与所述的导阀出口、介质入口的连通与否及限制所述的导阀瓣组件的移动距离。
2.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的导阀瓣组件移动并致使所述的爆破片破裂时，所述的导阀瓣组件将所述的介质入口与所述的气室出口之间的连通封堵，所述的导阀出口与所述的气室出口之间连通。
3.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的导阀内设置有安装口，所述的爆破片连接在所述的安装口上，并且所述的安装口的口径小于所述的导阀体的最小内径。
4.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的导阀瓣组件包括阀瓣座、阀芯，所述的阀瓣座具有连通所述的介质入口、气室出口的内腔，所述的内腔具有下连通口、上连通口，所述的阀芯至少部分可移动地设置在所述的内腔中，所述的导阀至少具有一个状态下，所述的阀芯通过密封所述的下连通口使所述的介质入口与所述的气室出口之间的连通封堵；所述的阀芯移动并致使所述的爆破片破裂时，所述的阀芯密封所述的上连通口。
5.根据权利要求4所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的阀芯包括芯体、顶杆，所述的芯体位于所述的内腔中，并用于密封所述的下连通口、上连通口；所述的顶杆一端与所述的芯体相抵，另一端伸出所述的内腔用于致使所述的爆破片破裂。
6.根据权利要求4所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的阀瓣座连接有调整螺钉，所述的调整螺钉与所述的导阀体螺纹连接并伸出所述的导阀体，旋转所述的调整螺钉使得所述的阀瓣座可在所述的导阀体内移动，并且所述的阀瓣座的移动方向与所述的阀芯的移动方向一致。
7.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的导阀体包括阀体、阀盖，所述的介质入口、气室出口以及导阀出口均设置在所述的阀体上，所述的阀体具有开口部，所述的阀盖盖设在所述的阀体的开口部，并且当所述的阀盖与所述的阀体分离后，所述的爆破片暴露在所述的阀体内的开口处。
8.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的主阀包括主阀体、主阀瓣，所述的主阀体上开设有主阀入口、主阀出口、介质出口以及气室入口，所述的主阀体具有入口腔、主阀腔以及气室，所述的入口腔的入口形成所述的主阀入口，所述的入口腔的出口与所述的主阀腔连通，所述的介质出口与所述的入口腔连通，所述的主阀出口与所述的主阀腔连通，所述的气室入口与所述的气室连通；所述的主阀瓣可移动地设置在所述的主阀体内控制所述的入口腔出口的开闭，并将所述的主阀腔与所述的气室分隔开，所述的介质出口与所述的介质入口连通，所述的气室出口与所述的气室入口连通。
9.根据权利要求8所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的介质出口与所述的介质入口的连通管路上、所述的气室出口与所述的气室入口的连通管路上均设置有球阀。
10.根据权利要求8所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的气室的横截面积大于所述的主阀瓣与所述的入口腔出口的密封面积。
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