CN114321455A - 一种高粘度液体微压泄压设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高粘度液体微压泄压设备，包括第一泄压组件、第二泄压组件和控制组件，第一泄压组件用以感测并缓冲介质通道内液体的压力波动，控制组件与第一泄压组件、第二泄压组件相铰接，在介质通道内的压力增大时，第一泄压组件带动控制组件并由控制组件控制第二泄压组件使介质通道与界外连通泄压。该高粘度液体微压泄压设备能够有效适用于高粘度液体压力的控制，尤其对聚砜类树脂生产过程中形成的高粘度反应液的压力控制，并且将高粘度反应液的压力控制在较小的波动范围内，减少介质压力的波动，保证系统操控的稳定性，避免对下游生产工艺造成影响。

Description

一种高粘度液体微压泄压设备

技术领域

本发明属于工艺压力控制领域，涉及一种流体压力泄压设备，尤其涉及一种高粘度液体微压泄压设备。

背景技术

高耐热性树脂，如聚砜类树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚芳醚腈树脂等，具有优异的耐热性能及良好的力学性能、介电性能、耐腐蚀性能等；且可通过挤出、注塑等方式获得模塑制品、纤维、薄膜或泡沫材料等，兼具良好的加工性能，被广泛应用于航空航天、医疗、电子电气、化工等领域。

上述各类树脂通常先将原料采用缩聚反应形成反应液，而后将反应液输送至下游单元造粒制得。这类缩聚聚合反应通常需采用高沸点溶剂作为反应介质，反应形成高粘度的反应溶液，且反应溶液中还会产生碱金属卤化物盐类副产物，此类高粘度液体的控制输送、分离、提纯等操作一直是工业化过程中的难题。

就比如，在高粘度液体的控制输送过程中，由于下游工艺需要严格控制流体压力和流量（造粒单元对液体输送压力非常敏感，压力升高5%会瞬间导致造粒设备堵塞），即保证流体输送过程中压力的稳定，当流体压力超压后需马上进行泄压，否则会导致造粒单元易发生堵塞，即使压力升高较少也可能是造粒设备成品颗粒粒度不均，造成产品不合格。

传统常用的泄压设备有爆破片和安全阀。爆破片使用爆破后即发生损坏，无法短时间修复，影响正常生产。安全阀泄压时需超过设定压力一定压力值才可能推动安全阀泄压，对于压力稳定差值较大，且传统安全阀由于没有专门适用高粘度流体，使得其在高粘度流体介质工作时容易发生黏连使得超压泄放动作不灵敏，如由于介质的粘滞作用使得超压时阀芯开启缓慢，进一步加剧了稳压能力差的缺点，且阀芯和阀座之间高粘流体容易导致安全阀泄压完成后回位时闭合不严，导致渗漏。

因此，如何设计一种适用于高粘度液体的泄压设备，特别是针对上述高耐热性树脂生产工艺控制过程中的微压泄压设备，成为解决这树脂生产过程亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种适用于高粘度液体的泄压设备，特别是针对上述高耐热性树脂生产工艺过程中形成的高粘度液体的微压泄压设备。

本发明提供的高粘度液体微压泄压设备，能够有效适用于（高耐热性树脂生产工艺过程中形成的）高粘度液体压力的控制，并且能够将高粘度液体的压力控制在较小的波动范围内，当系统内高粘流体的压力升高时，即使较小的升压，也能立即进行泄压，从而保证系统操控的稳定性，避免对下游生产工艺造成影响。

本发明提供了一种高粘度液体微压泄压设备，包括：

第一泄压组件，用以感测并缓冲介质通道内液体的压力波动；

第二泄压组件，其具有泄压口，所述泄压口使所述介质通道与界外连通；

控制组件，其与所述第一泄压组件、所述第二泄压组件相铰接，在所述介质通道内的压力增大时，所述第一泄压组件带动所述控制组件，并由所述控制组件控制所述第二泄压组件使所述介质通道与界外连通泄压。

优选地，所述第一泄压组件包括第一活塞筒和第一活塞，所述第一活塞筒具有第一筒腔，所述第一筒腔与所述介质通道相连通，所述第一活塞感测液体压力波动并随压力波动在所述第一筒腔内沿轴线滑动；

所述第二泄压组件包括第二活塞筒和第二活塞，所述第二活塞筒具有第二筒腔，所述第二筒腔与所述介质通道相连通，所述第二筒腔壁设置所述泄压口，所述第二活塞在所述第二筒腔内沿轴线滑动，并控制所述泄压口使所述介质通道与界外相阻隔或连通。

优选地，所述第二筒腔的截面积小于所述第一筒腔的截面积。

优选地，所述第二筒腔的内径与所述介质通道的内径相等，所述第一筒腔的内径为第二筒腔内径的2~5倍。

优选地，所述控制组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和弹性件，所述第一连杆固定于所述第一活塞筒远离所述第二活塞筒的一侧，所述第二连杆的一端与所述第一活塞铰接，所述第三连杆的一端与所述第二活塞铰接并带动所述第二活塞滑动，所述第四连杆与所述第一连杆铰接于第一铰点，与所述第二连杆铰接于第二铰点，与所述第三连杆铰接于第三铰点，所述第五连杆固定于所述第二活塞筒远离所述第一活塞筒的一侧，所述弹性件与所述第五连杆铰接于第四铰点，且于所述第三铰点与所述第三连杆、所述第四连杆铰接；

所述第二铰点位于所述第一铰点和所述第三铰点之间，且所述第一铰点至所述介质通道的垂直距离小于所述第二铰点、所述第三铰点至所述介质通道的垂直距离，所述第四铰点至所述介质通道的垂直距离大于所述第三铰点至所述介质通道的垂直距离，在所述第二活塞将所述介质通道与界外相阻隔时，所述弹性件处于压缩状态。

优选地，所述弹性件设置为弹簧；

在所述第二活塞将所述介质通道与界外相阻隔或连通时，所述弹性件均处于压缩状态。

优选地，所述第二活塞筒设置有限位部，所述限位部位于所述泄压口远离所述介质通道的一侧，以防止所述第二活塞从所述第二筒腔滑脱。

优选地，所述第一泄压组件和所述第二泄压组件沿所述介质通道的液体流动方向依次布置。

优选地，所述控制组件还包括定位件，所述定位件限制所述第四连杆移动；

所述定位件为挂钩或定位销。

与现有技术相比，本发明通过采用双活塞结构并配合连杆和弹簧的精确控制使得介质通道内液体压力产生微小升高时即可迅速打开泄压口进行压力泄放，有效提高高粘度流体微量超压时的迅速泄放的可靠性，从而将高粘度液体的压力控制在较小的波动范围内，减少介质压力的波动，保证系统操控的稳定性，避免对下游生产工艺造成影响。此外，本发明提供的高粘度液体微压泄压设备，单元结构简单，加工制作、操作使用方便，生产成本低，具有较高的经济性。

使用结果表明，采用本发明提供的高粘度液体微压泄压设备，能够有效适用于聚砜类树脂等高耐热性树脂生产工艺过程中形成的高粘度反应液的压力控制，并且能够将高粘度反应液的压力控制在较小的波动范围内。当介质通道内的高粘反应液的压力升高时，即使较小的升压，也能立即进行泄压，从而避免较大的压力波动对下游造粒工艺造成的影响，保证树脂生产工艺过程的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明内容的示意性实施例及其说明用于对本发明进行解释，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的一种高粘度液体微压泄压设备正常使用状态的结构示意简图；

图2为图1中的高粘度液体微压泄压设备处于泄压状态的结构示意简图；

图3为本发明提供的另一种高粘度液体微压泄压设备正常使用状态的结构示意简图。

图中：

1、第一活塞筒；2、第一活塞；3、第一筒腔；4、第二活塞筒；5、第二活塞；6、第二筒腔；7、泄压口；8、第一连杆；9、第二连杆；10、第三连杆；11、第四连杆；12、第五连杆；13、弹性件；14、第一铰点；15、第二铰点；16、第三铰点；17、第四铰点；18、限位部；19、定位件；20、介质通道。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合附图对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明的实施例，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，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

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1-2所示，本发明提供了一种高粘度液体微压泄压设备，包括：

第一泄压组件包括第一活塞筒1和第一活塞2，所述第一活塞筒1具有第一筒腔3，所述第一筒腔3与所述介质通道20相连通，所述第一活塞2感测液体压力波动并随压力波动在所述第一筒腔3内沿轴线滑动。第一泄压组件用以感测并缓冲介质通道20内液体的压力波动。

第二泄压组件具有泄压口7，所述泄压口7使所述介质通道20与界外连通。具体地，第二泄压组件包括第二活塞筒4和第二活塞5，所述第二活塞筒4具有第二筒腔6，所述第二筒腔的截面积小于所述第一筒腔的截面积，所述第二筒腔4与所述介质通道20相连通，所述第二筒腔壁设置所述泄压口7，所述第二活塞5在所述第二筒腔6内沿轴线滑动，并控制所述泄压口7使所述介质通道20与界外相阻隔或连通。

控制组件与所述第一泄压组件、所述第二泄压组件相铰接，在所述介质通道20内的压力增大时，所述第一泄压组件带动所述控制组件，并由所述控制组件控制所述第二泄压组件使所述介质通道与界外连通泄压。

具体地，控制组件包括第一连杆8、第二连杆9、第三连杆10、第四连杆11、第五连杆12和弹性件13，所述弹性件设置为弹簧，所述第一连杆8固定于所述第一活塞筒1远离所述第二活塞筒4的一侧，所述第二连杆9的一端与所述第一活塞2铰接，所述第三连杆10的一端与所述第二活塞5铰接并带动所述第二活塞5滑动，所述第四连杆11与所述第一连杆8铰接于第一铰点14，与所述第二连杆9铰接于第二铰点15，与所述第三连杆10铰接于第三铰点16，所述第五连杆12固定于所述第二活塞筒4远离所述第一活塞筒1的一侧，所述弹性件13与所述第五连杆12铰接于第四铰点17，且于所述第三铰点16与所述第三连杆10、所述第四连杆11铰接；

所述第二铰点15位于所述第一铰点14和所述第三铰点16之间，且所述第一铰点14至所述介质通道20的垂直距离小于所述第二铰点15、所述第三铰点16至所述介质通道20的垂直距离，所述第四铰点17至所述介质通道20的垂直距离大于所述第三铰点16至所述介质通道20的垂直距离，在所述第二活塞5将所述介质通道20与界外相阻隔时，所述弹性件处于压缩状态。

该高粘度液体微压泄压设备安装于液体输送管道（介质通道）上，亦可以通过管道安装于液体容器上，第一泄压组件和第二泄压组件与液体介质流动方向无关。本申请实施中，如图1、图2或图3所示，所述第一泄压组件和所述第二泄压组件沿所述介质通道的液体流动方向依次布置。

工作时，如图1所示，第一活塞2位于第一活塞筒1深处，第二活塞5位于第二活塞筒4的深处并封堵泄放口7，使得高粘度液体介质不能通过泄放口7，第三铰点16处于最接近介质通道20的位置，且弹性件13处于压缩状态。此时第二活塞5位受液体介质的压力和弹性件13的弹性力（朝向液体介质的分力），第一活塞2和第二活塞5刚好处于平衡稳态。

当介质通道内介质压力波动超过设定压力（根据设定压力设置弹簧弹性系数）时，第一活塞2和第二活塞5均受到液体压力向活塞筒的外侧移动，由于第一活塞2的截面积远大于第二活塞5的截面积，第一活塞2所受到的液体压力也远大于第二活塞5受到的压力，此时第一活塞2会通过第二连杆9、第四连杆11、第三连杆10推动带动第二活塞5移动，以使得液体介质可以瞬间通过第二筒腔壁设置的泄压口7进行泄放。在此过程中第一活塞2移动的距离微小，高粘度介质对第一活塞2的粘滞作用也很微小。虽然高粘度介质对第二活塞5的粘滞作用相对大些，但第二活塞5移动的主要动力来源于第一活塞2移动带动的第四连杆11的杠杆作用力，第一铰点14的移动距离微小甚至可以忽略，第二铰点15的移动距离相对较小，第三铰点16的移动距离相对较大，达到释放泄压口泄压的作用，如图2所示。

当介质压力泄放降低后，由于第四铰点17至介质通道20的垂直距离仍大于第三铰点16至介质通道20的垂直距离，第二活塞5仍受到来自于弹性件13的弹性力（朝向液体介质的分作用力），此时弹性件13仍处于压缩状态，第二活塞5在弹性件13的作用力下回复至初始状态，将泄放口7封堵，高粘度介质停止泄放，第一活塞2和第二活塞5重新恢复平衡稳态。

使用结果表明，采用本发明提供的高粘度液体微压泄压设备，能够有效适用于聚砜类树脂等高耐热性树脂生产工艺过程中形成的高粘度反应液的压力控制，并且能够将高粘度反应液的压力控制在较小的波动范围内。当介质通道内的高粘反应液的压力升高时，即使较小的升压，也能立即进行泄压，从而避免较大的压力波动对下游造粒工艺造成的影响，保证树脂生产工艺过程的稳定性。

与现有技术相比，本发明通过采用双活塞结构并配合连杆和弹簧的精确控制使得介质通道内液体压力产生微小升高时即可迅速打开泄压口进行压力泄放，有效提高高粘度流体微量超压时的迅速泄放的可靠性，从而将高粘度液体的压力控制在较小的波动范围内，减少介质压力的波动，保证系统操控的稳定性，避免对下游生产工艺造成影响。此外，本发明提供的高粘度液体微压泄压设备，单元结构简单，加工制作、操作使用方便，生产成本低，具有较高的经济性。

优选地，所述第二筒腔的内径与所述介质通道的内径相等，所述第一筒腔的内径为第二筒腔内径的2~5倍，更优选地，将第一筒腔的内径设置为第二筒腔内径的3~4倍，最优选地，将第一筒腔的内径设置为第二筒腔内径的3.5倍，以便在液体介质压力产生波动时，使第一活塞和第二活塞产生较大的作用力差，配合控制组件的杠杆作用，完成液体压力的泄放的精确控制。

在另一优选的方案中，如图3所示，高粘度液体微压泄压设备的控制组件还包括定位件19，所述定位件限制所述第四连杆移动；

优选地，所述定位件为挂钩或定位销。当不需要严格控制液体介质压力，或在生产设备启动波动范围较大时，可使用定位件将第四连杆限制定位，以免发生不必要的介质压力泄放，影响工艺正常运行。

优选地，所述第二活塞筒设置有限位部18，所述限位部位于所述泄压口远离所述介质通道的一侧，以防止所述第二活塞从所述第二筒腔滑脱。

优选地，所述第一泄压组件和所述第二泄压组件沿所述介质通道的液体流动方向依次布置。

以上对本发明提供的一种高粘度液体微压泄压设备进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种高粘度液体微压泄压设备，安装于输送管道或通过输送管道安装于容器，其特征在于，所述高粘度液体微压泄压设备包括：

第一泄压组件，用以感测并缓冲介质通道内液体的压力波动；

第二泄压组件，其具有泄压口，所述泄压口使所述介质通道与界外连通；

控制组件，其与所述第一泄压组件、所述第二泄压组件相铰接，在所述介质通道内的压力增大时，所述第一泄压组件带动所述控制组件，并由所述控制组件控制所述第二泄压组件使所述介质通道与界外连通泄压。

2.根据权利要求1所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述第一泄压组件包括第一活塞筒和第一活塞，所述第一活塞筒具有第一筒腔，所述第一筒腔与所述介质通道相连通，所述第一活塞感测液体压力波动并随压力波动在所述第一筒腔内沿轴线滑动；

所述第二泄压组件包括第二活塞筒和第二活塞，所述第二活塞筒具有第二筒腔，所述第二筒腔与所述介质通道相连通，所述第二筒腔壁设置所述泄压口，所述第二活塞在所述第二筒腔内沿轴线滑动，并控制所述泄压口使所述介质通道与界外相阻隔或连通。

3.根据权利要求2所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述第二筒腔的截面积小于所述第一筒腔的截面积。

4.根据权利要求3所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述第二筒腔的内径与所述介质通道的内径相等，所述第一筒腔的内径为第二筒腔内径的2~5倍。

5.根据权利要求2所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述控制组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和弹性件，所述第一连杆固定于所述第一活塞筒远离所述第二活塞筒的一侧，所述第二连杆的一端与所述第一活塞铰接，所述第三连杆的一端与所述第二活塞铰接并带动所述第二活塞滑动，所述第四连杆与所述第一连杆铰接于第一铰点，与所述第二连杆铰接于第二铰点，与所述第三连杆铰接于第三铰点，所述第五连杆固定于所述第二活塞筒远离所述第一活塞筒的一侧，所述弹性件与所述第五连杆铰接于第四铰点，且于所述第三铰点与所述第三连杆、所述第四连杆铰接；

所述第二铰点位于所述第一铰点和所述第三铰点之间，且所述第一铰点至所述介质通道的垂直距离小于所述第二铰点、所述第三铰点至所述介质通道的垂直距离，所述第四铰点至所述介质通道的垂直距离大于所述第三铰点至所述介质通道的垂直距离，在所述第二活塞将所述介质通道与界外相阻隔时，所述弹性件处于压缩状态。

6.根据权利要求2所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述弹性件设置为弹簧；

在所述第二活塞将所述介质通道与界外相阻隔或连通时，所述弹性件均处于压缩状态。

7.根据权利要求5所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述第二活塞筒设置有限位部，所述限位部位于所述泄压口远离所述介质通道的一侧，以防止所述第二活塞从所述第二筒腔滑脱。

8.根据权利要求1所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述第一泄压组件和所述第二泄压组件沿所述介质通道的液体流动方向依次布置。

9.根据权利要求5所述的高粘度液体微压泄压设备，其特征在于，所述控制组件还包括定位件，所述定位件限制所述第四连杆移动；

所述定位件为挂钩或定位销。

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