CN115492936A - 一种高性能安全阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能安全阀，涉及阀门领域，为解决回座反应迟缓、不顺畅、频跳等问题。阀体内具有阀腔，阀腔的一侧具有出口法兰，阀腔的内壁以及至少包括阀腔顶部靠近导向套的内壁形状呈球形或者类似球形的形状，以用于部分介质自阀瓣与阀座之间下冲沿阀腔内壁调整流动方向形成俯冲反冲盘的反冲力，反冲盘的外周方向上设置有台阶，台阶的顶面形成接受介质反冲力压力的冲击平面。介质从阀瓣与阀座之间向斜下方冲出，由于阀腔球形的内壁形状，介质会沿着阀腔内壁向上流动，介质再因阀腔顶部也呈球形向内聚集而向下俯冲，并冲击反冲盘的顶面，冲击平面受到介质反冲力的冲击，实现阀瓣快速回座密封，回座反应迅速且更加稳定，提升安全阀性能。

Description

一种高性能安全阀
技术领域
本发明涉及阀门领域，尤其是一种高性能安全阀。
背景技术
安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，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。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护紧密相关。
现有中国实用新型专利：弹簧全启式安全阀（CN203309247U），其包括阀帽、阀盖、阀体、阀座、阀瓣、导向套、反冲盘和阀杆，在阀座上设有调节圈，并在阀瓣上套有反冲盘，通过反冲盘与调节圈配合，利用调节圈用来精确控制阀瓣与反冲盘的起跳参数和回座压力，使该阀达到理想的启闭压差，安全阀能够迅速开启和及时回座。然而，在使用过程中，我们发现尤其是在压差较大或压差幅动较频繁的环境下，在闭合阀瓣时，仍会出现回座不够顺畅，回座反应有所迟缓，介质在阀腔内串流，阀瓣回座还容易产生频跳，回座过程摇晃，影响安全阀的性能。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高性能安全阀，解决回座反应迟缓、不顺畅、频跳等问题。
本发明的技术方案：包括有阀体、阀瓣、阀座、反冲盘、调节圈以及导向套，阀座固定安装于阀体内，调节圈安装于阀座上，阀瓣安装于反冲盘内，导向套外套在反冲盘外以引导反冲盘升降，阀体内具有阀腔，阀腔的一侧具有出口法兰，阀腔的内壁以及至少包括阀腔顶部靠近导向套的内壁形状呈球形或者类似球形的形状，以用于部分介质自阀瓣与阀座之间下冲沿阀腔内壁调整流动方向形成俯冲反冲盘的反冲力，反冲盘的外周方向上设置有台阶，台阶的顶面形成接受介质反冲力压力的冲击平面。
采用上述技术方案，在需要闭合阀瓣时，介质从阀瓣与阀座之间向斜下方冲出，由于阀腔球形的内壁形状，介质会沿着阀腔内壁向上流动，介质再因阀腔顶部也呈球形向内聚集而向下俯冲，并冲击反冲盘的顶面，冲击平面受到介质反冲力的冲击，实现阀瓣快速回座密封，因此，充分利用了阀腔球形形状，引导介质聚集形成向下的反冲力，增加了对反冲盘的作用力，使阀瓣可以顺利轻松回座，回座反应迅速且更加稳定，提升安全阀性能。
本发明的进一步设置：反冲盘的盘口外周设置有环斜面，环斜面自反冲盘的径向方向向下倾斜。
采用上述进一步设置，将原有反冲盘盘口的直口设计，改变为环斜面的设计，引导介质冲出方向，减少介质垂直向下的冲击力，避免在阀瓣回座时产生频跳，并且有效提升介质流速。
本发明的再进一步设置：阀腔的底部形成一引导面，引导面自靠近阀座处延伸至出口法兰。
采用上述再进一步设置，避免介质聚集在靠近阀座外围的凹槽，使介质可以顺利的沿阀腔内壁调整其流动方向。
本发明的再更进一步设置：阀腔内壁至出口法兰的内壁形成鸭嘴形的形状，该鸭嘴形形状沿阀座轴线方向的内径大于垂直于阀座轴线方向的内径。
采用上述再更进一步设置，鸭嘴形形状使阀腔内壁至出口法兰的内壁圆滑过渡，有利于对介质导流，防止介质在阀腔内不定向串流，避免串流介质影响阀瓣回座。
本发明的再更进一步设置：阀瓣和阀座上分别具有阀瓣密封层和阀座密封层，阀瓣密封层和阀座密封层相互接触形成密封面，密封面的高度高于出口法兰内壁中心的高度。
采用上述再更进一步设置，延长介质冲刷阀腔底部的距离，减小介质冲击力，有助于开启安全阀。
本发明的再更进一步设置：调节圈螺纹外接于阀座外周，阀座密封层的外缘处与调节圈之间开设有一向下凹陷的聚集槽，调节圈升起或下降可调节聚集槽的深度。
采用上述再更进一步设置，介质在开启时会聚集于聚集槽内，向聚集槽上方施加介质作用力，通过调节聚集槽的深度，可以调节介质作用力，实现调节圈对阀瓣开启与回座的性能调节。
本发明的再更进一步设置：调节圈的顶部向内延伸有环凸台，环凸台与阀座的外壁滑移配合且相抵接触。
采用上述再更进一步设置，因调节圈和阀座外周为螺纹连接，存在一定量的偏心，偏心易造成介质对阀瓣的冲击力不均衡，环凸台可对调节圈进行导向，有效避免调节圈偏心偏移，也防止阀瓣回座时冲击力不均衡导致的频跳。
本发明的再更进一步设置：调节圈的顶部外缘设置有倒角面，倒角面向下倾斜。
采用上述再更进一步设置，倒角面可以引导介质方向，也能尽量减少调节圈顶面的面积，有利于防止此处聚集反冲力而影响阀瓣回座。
本发明的再更进一步设置：阀瓣的顶部和反冲盘之间安装有定位钢珠，定位钢珠与阀瓣、反冲盘的接触面上均设置有定位槽。
采用上述再更进一步设置，定位钢珠具有定位效果，提升阀瓣回座的稳定性。
附图说明
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大图；
图3为本发明阀瓣开启时的介质流向示意图；
其中，1、阀体；2、阀瓣；3、阀座；4、反冲盘；5、调节圈；6、导向套；11、阀腔；7、出口法兰；41、台阶；42、冲击平面；43、环斜面；12、引导面；21、阀瓣密封层；31、阀座密封层；32、聚集槽；51、环凸台；52、倒角面；22、定位钢珠。
具体实施方式
如图1-图3所示的一种高性能安全阀，包括有阀体1、阀瓣2、阀座3、反冲盘4、调节圈5以及导向套6，阀座3固定安装于阀体1内，调节圈5安装于阀座3上，阀瓣2安装于反冲盘4内，导向套6外套在反冲盘4外以引导反冲盘4升降，阀座3内介质压力较大时会冲击阀瓣2，使阀瓣2升起以开启安全阀，介质得以泄压。阀体1内具有阀腔11，阀腔11的一侧具有出口法兰7，阀腔11的内壁以及至少包括阀腔11顶部靠近导向套6的内壁形状呈球形或者类似球形的形状，反冲盘4的外周方向上设置有台阶41，台阶41的顶面形成接受介质反冲力压力的冲击平面42。阀瓣2开启后需要闭合回座时，介质从阀瓣2与阀座3之间向斜下方冲出，部分介质会从出口法兰7流出，而另一部分介质由于阀腔11球形的内壁形状的引导，会沿着阀腔11内壁向上流动，介质再因阀腔11顶部也呈球形向导向套6附近聚集并向下俯冲，形成的介质反冲力因此直接冲击反冲盘4的顶面即冲击平面42，反冲盘4受力后迅速带动阀瓣2回座密封。
常规的反冲盘4盘口是设计成直口形状，直口会引导部分介质垂直向下冲出，介质易串流，导致阀瓣2回座时会产生频跳，并不适用于本产品中，因此，在反冲盘4的盘口外周设置有环斜面43，环斜面43自反冲盘4的径向方向向下倾斜，反冲盘4的盘口截面呈扩口的形状，以用于引导大部分介质冲出方向向斜下方，有助于介质环阀腔11内壁流动方向的形成。
在背景技术中，在靠近阀座3外围设置了一凹槽，用于聚集垂直向下的介质，并不符合本产品的设计，因此，在阀腔11的底部形成一类似平面的引导面12，引导面12自靠近阀座3处延伸至出口法兰7，介质既可以沿阀腔11内壁调整其流动方向，也可以沿着引导面12流至出口法兰7。
阀腔11内壁至出口法兰7的内壁形成鸭嘴形的形状，该鸭嘴形形状沿阀座3轴线方向的内径大于垂直于阀座3轴线方向的内径，即垂直方向内径远大于水平方向内径。有利于对介质导流，防止介质在阀腔11内不定向串流，避免串流介质影响阀瓣2回座。
阀瓣2和阀座3上分别具有阀瓣密封层21和阀座密封层31，阀瓣密封层21和阀座密封层31相互接触形成密封面，密封面的水平高度高于出口法兰7内壁中心的高度。在常规设计中，密封面的水平高度低于于出口法兰7内壁中心的高度，阀门开启时，介质冲刷阀腔11底部的距离较近，会产生较大的反冲力，若密封面的水平高度高于出口法兰7内壁中心的高度，延长介质冲刷阀腔11底部的距离，有助于开启安全阀时，减小此处介质反冲力，部分介质也可以直接流入出口法兰7。
调节圈5通过内外螺纹的连接旋转外接于阀座3外周，阀座密封层31的外缘处与调节圈5之间开设有一向下凹陷的聚集槽32，调节圈5升起或下降可调节聚集槽32的深度。在阀瓣2开启时，介质会聚集于聚集槽32内，向聚集槽32上方施加介质作用力，当调节圈5升起时，聚集槽32的深度加大，增强了介质作用力，实现调节圈5对阀瓣2开启与回座的性能调节。
调节圈5的顶部向内延伸有环凸台51，环凸台51与阀座3的外壁为间隙配合，使环凸台51既能在阀座3的外壁上滑移配合，也能在调节圈5偏心时抵在阀座3的外壁以保持调节圈5与阀座3的同轴度。
调节圈5的顶部外缘设置有倒角面52，倒角面52向下倾斜，倒角面52和环斜面43的相对设置可以更加准确的引导介质冲出方向。
阀瓣2的顶部和反冲盘4之间安装有定位钢珠22，定位钢珠22与阀瓣2、反冲盘4的接触面上均设置有定位槽，定位槽位于阀瓣2或反冲盘4的中心位置。定位钢珠22置入定位槽中，阀瓣2可以准确回位，不会产生过大的定位偏差。

Claims (9)

1.一种高性能安全阀，包括有阀体、阀瓣、阀座、反冲盘、调节圈以及导向套，所述阀座固定安装于阀体内，所述调节圈安装于阀座上，所述阀瓣安装于反冲盘内，所述导向套外套在反冲盘外以引导反冲盘升降，其特征在于：所述阀体内具有阀腔，所述阀腔的一侧具有出口法兰，所述阀腔的内壁以及至少包括阀腔顶部靠近导向套的内壁形状呈球形或者类似球形的形状，以用于部分介质自阀瓣与阀座之间下冲沿阀腔内壁调整流动方向形成俯冲反冲盘的反冲力，所述反冲盘的外周方向上设置有台阶，所述台阶的顶面形成接受介质反冲力压力的冲击平面。
2.根据权利要求1所述的高性能安全阀，其特征在于：所述反冲盘的盘口外周设置有环斜面，所述环斜面自反冲盘的径向方向向下倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述阀腔的底部形成一引导面，所述引导面自靠近阀座处延伸至出口法兰。
4.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述阀腔内壁至出口法兰的内壁形成鸭嘴形的形状，该鸭嘴形形状沿阀座轴线方向的内径大于垂直于阀座轴线方向的内径。
5.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述阀瓣和阀座上分别具有阀瓣密封层和阀座密封层，所述阀瓣密封层和阀座密封层相互接触形成密封面，所述密封面的高度高于出口法兰内壁中心的高度。
6.根据权利要求5所述的高性能安全阀，其特征在于：所述调节圈螺纹外接于阀座外周，所述阀座密封层的外缘处与调节圈之间开设有一向下凹陷的聚集槽，所述调节圈升起或下降可调节聚集槽的深度。
7.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述调节圈的顶部向内延伸有环凸台，所述环凸台与阀座的外壁滑移配合且相抵接触。
8.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述调节圈的顶部外缘设置有倒角面，所述倒角面向下倾斜。
9.根据权利要求1或2所述的高性能安全阀，其特征在于：所述阀瓣的顶部和反冲盘之间安装有定位钢珠，所述定位钢珠与阀瓣、反冲盘的接触面上均设置有定位槽。
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