CN116085520A - 一种紧急切断调节多功能阀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧急切断调节多功能阀及其使用方法，包括：阀体结构和阀门定位结构，阀体结构包括V型流道阀体和阀体防火密封机构，所述阀体防火密封机构对应连接在V型流道阀体的两端，所述V型流道阀体的上端连接有气动执行器，所述气动执行器的侧壁上连接有防爆电磁阀；阀门定位结构包括连接在气动执行器上端的阀门定位器，且阀门定位器与气动执行器之间通过安装机构连接，所述防爆电磁阀的一侧设置有与阀门定位器连接的过滤减压阀，所述阀门定位器通过连接机构分别与防爆电磁阀和过滤减压阀连接。本发明能够实时对流体调节控制、切断、紧急切断等功能，使用单一设备完成多重任务，实现“一机多能”的目的。

Description

一种紧急切断调节多功能阀及其使用方法

技术领域

本发明涉及多功能阀门的技术领域，尤其涉及一种紧急切断调节多功能阀及其使用方法。

背景技术

紧急切断阀是危险品罐式运输车的主要安全附件之一，具有极佳的技术性能，低负荷损失和高可靠性，在设备故障、腐蚀破坏、密封失效,出现大量危险物料泄漏,酿成(或可能酿成)火灾、爆炸或中毒事故时,用以切断上游危险物料来源，避免事故范围扩大，控制事故影响,减少事故损失。在以石油、天然气为主要原料的烃加工业，在其高危险物料的加工处理，贮存运输过程中，紧急切断阀得到广泛应用。

现有的紧急切断阀在遇到突发情况的时候，阀门会迅速的关闭或者打开，避免事故的发生，但是功能较为单一，使用单一设备不易完成多重任务，即单一的设备通常不能实现对流体进行调节控制、切断、紧急切断功能，为此，我们提出一种紧急切断调节多功能阀及其使用方法来解决上述提出的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有紧急切断调节多功能阀及其使用方法存在的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种紧急切断调节多功能阀，包括：阀体结构和阀门定位结构，阀体结构包括V型流道阀体和阀体防火密封机构，所述阀体防火密封机构对应连接在V型流道阀体的两端，所述V型流道阀体的上端连接有气动执行器，所述气动执行器的侧壁上连接有防爆电磁阀；阀门定位结构包括连接在气动执行器上端的阀门定位器，且阀门定位器与气动执行器之间通过安装机构连接，所述防爆电磁阀的一侧设置有与阀门定位器连接的过滤减压阀，所述阀门定位器通过连接机构分别与防爆电磁阀和过滤减压阀连接。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述V型流道阀体的启闭件是一个带有圆形通道的球体，且该球体由螺栓将两个半球连接在一起旋转90°实现开启和关闭，所述V型流道阀体内的流道口加工定制角度为30~60度切角的V形流道口。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述阀体防火密封机构包括固定连接在V型流道阀体左右侧壁上的防火密封圈，通过设置所述防火密封圈在火区温度750~1000摄氏度范围内，最大泄露量:阀座泄露符合:低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量400mL/min，高压试验20℃，最大密封压力的75%，泄露量为1600mL/min;外部泄露: 低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量100mL/min，高压试验20℃，最大密封压力75%时，泄露量为400mL/min。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述气动执行器选用双作用形式，所述气动执行器的气路设计使用两位五通接入方式，且气动执行器能够利用气源动力进行回位操作。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述安装机构包括连接在气动执行器上端的上方支架和下方支架，且下方支架与气动执行器之间通过多个螺丝固定，所述上方支架和下方支架侧面均呈U型，所述上方支架和下方支架的槽口相对设置，且上方支架与下方支架之间通过多个螺栓和螺母固定连接，所述上方支架和下方支架的上端均开设有与气动执行器的执行轴对应的圆形孔，所述气动执行器的上端安装有叉形杆，所述阀门定位器的主轴下端连接有固定销，所述固定销对应延伸至叉形杆上方的中心孔内，所述阀门定位器的主轴上还连接有主轴反馈杆，所述叉形杆的上端设置有与主轴反馈杆插接的插槽。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述叉形杆的下端设置有与执行轴连接的固定螺丝，所述阀门定位器的主轴与气动执行器的执行轴的中心对准，所述主轴反馈杆与上方支架之间的距离在6~11mm范围内。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述防爆电磁阀与气动执行器之间通过U形架连接，且U形架与气动执行器之间通过多个螺丝固定，所述防爆电磁阀的下端与气动执行器之间连接有U形气管。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述过滤减压阀的侧壁上固定连接有L形支架，且L形支架与上方支架之间通过螺栓和螺母固定，所述过滤减压阀对应设置于防爆电磁阀的一侧。

作为本发明所述紧急切断调节多功能阀的一种优选方案，其中：所述连接机构包括连接在阀门定位器气源连接口的第一L形气管和第二L形气管，所述第一L形气管的另一端与过滤减压阀连接，且第二L形气管的另一端与防爆电磁阀连接，所述第二L形气管对应设置于过滤减压阀的外侧，所述过滤减压阀能够防止水分和油污渗入阀门定位器内，所述第一L形气管和第二L形气管之间采用并联控制方式。

一种紧急切断调节多功能阀的使用方法，包括以下步骤：

S1、在正常工作状态下，防爆电磁阀长期处于得电状态，并且防爆电磁阀得电状态下，气路关闭，失电状态下，防爆电磁阀将导通并联气路，直接给气动执行器供气，阀门可直接进行回位动作；

S2、具体的过程为：当防爆电磁阀得电，并联气路关闭，阀门定位器气路处于导通状态，信号经过阀门定位器内的信号处理单元模块进行滤波、PID调节，将处理后的信号输出到阀门定位器，阀门定位器接收4~20mA信号进行流量调节控制，当信号处理单元侦测到ESD输入紧急关断的开关量信号时，信号处理单元将强制信号输出为4mA或20mA，或通讯信号输出极值，通过紧急关断硬冗余，调节和关断回路可同时互不干扰的进行紧急回位操作；

S3、其中，防爆电磁阀采用两位五通电磁阀并与双作用气动执行器配套使用，两位是两个位置可控：开和关，五通是设置有五个通道通气，其中一个与阀门定位器上的气源连接，两个与双作用气动执行器的外部气室的进出气口连接，两个与内部气室的进出气口接连，具体的工作方式为：阀门定位器输出的气源信号压力分别输入气动执行器内部左、右二气室，由于输入左、右二气室的气源压力不同，形成压差，推动内部活塞作直线运动，并且通过齿轮、齿条传动，将活塞的直线运动转换成气动执行器主轴的旋转运动，直至左、右气室压力平衡，运动停止，在执行轴作旋转运动的同时带动阀杆、阀芯作旋转运动，以改变阀芯、阀座间的流通面积，达到调节目的。

本发明的有益效果：本发明能够实时对流体调节控制、切断、紧急切断等功能，使用单一设备完成多重任务，实现“一机多能”的目的，并且本发明对多能阀的阀体、气动布局，能够高效、高冗余度、极低故障率完成多重任务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明紧急切断调节多功能阀及其使用方法的正面结构示意图。

图2为本发明紧急切断调节多功能阀及其使用方法的背面结构示意图。

图3为本发明紧急切断调节多功能阀及其使用方法的仰视结构示意图。

图4为图3中A处局部放大结构示意图。

图5为本发明紧急切断调节多功能阀及其使用方法的结构拆分示意图。

实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1-图5，提供了一种紧急切断调节多功能阀，包括：阀体结构100和阀门定位结构200，阀体结构100包括V型流道阀体101和阀体防火密封机构，阀体防火密封机构对应连接在V型流道阀体101的两端，V型流道阀体101的启闭件是一个带有圆形通道的球体，且该球体由螺栓将两个半球连接在一起旋转90°实现开启和关闭，V型流道阀体101内的流道口加工定制角度为30~60度切角的V形流道口，阀体防火密封机构包括固定连接在V型流道阀体101左右侧壁上的防火密封圈104，通过设置防火密封圈104在火区温度750~1000摄氏度范围内，最大泄露量:阀座泄露符合:低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量400mL/min，高压试验20℃，最大密封压力的75%，泄露量为1600mL/min;外部泄露: 低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量100mL/min，高压试验20℃，最大密封压力75%时，泄露量为400mL/min，采用防火密封圈104满足API607防火要求。

其中，V型流道阀体101的上端连接有气动执行器102，气动执行器102的侧壁上连接有防爆电磁阀103，气动执行器102选用双作用形式，气动执行器102的气路设计使用两位五通接入方式，且气动执行器102能够利用气源动力进行回位操作，具体的，防爆电磁阀103与气动执行器102之间通过U形架105连接，且U形架105与气动执行器102之间通过多个螺丝固定，防爆电磁阀103的下端与气动执行器102之间连接有U形气管106。

其中，阀门定位结构200包括连接在气动执行器102上端的阀门定位器201，且阀门定位器201与气动执行器102之间通过安装机构连接，防爆电磁阀103的一侧设置有与阀门定位器201连接的过滤减压阀202，安装机构包括连接在气动执行器102上端的上方支架203和下方支架204，且下方支架204与气动执行器102之间通过多个螺丝固定，上方支架203和下方支架204侧面均呈U型，上方支架203和下方支架204的槽口相对设置，且上方支架203与下方支架204之间通过多个螺栓和螺母固定连接，上方支架203和下方支架204的上端均开设有与气动执行器102的执行轴对应的圆形孔，气动执行器102的上端安装有叉形杆205，阀门定位器201的主轴下端连接有固定销206，固定销206对应延伸至叉形杆205上方的中心孔内，阀门定位器201的主轴上还连接有主轴反馈杆207，叉形杆205的上端设置有与主轴反馈杆207插接的插槽，过滤减压阀202的侧壁上固定连接有L形支架208，且L形支架208与上方支架203之间通过螺栓和螺母固定，过滤减压阀202对应设置于防爆电磁阀103的一侧。

进一步的，阀门定位器201通过连接机构分别与防爆电磁阀103和过滤减压阀202连接，连接机构包括连接在阀门定位器201气源连接口的第一L形气管209和第二L形气管210，第一L形气管209的另一端与过滤减压阀202连接，且第二L形气管210的另一端与防爆电磁阀103连接，第二L形气管210对应设置于过滤减压阀202的外侧，过滤减压阀202能够防止水分和油污渗入阀门定位器201内，第一L形气管209和第二L形气管210之间采用并联控制方式。

一种紧急切断调节多功能阀的使用方法，包括以下步骤：

S1、在正常工作状态下，防爆电磁阀103长期处于得电状态，并且防爆电磁阀103得电状态下，气路关闭，失电状态下，防爆电磁阀103将导通并联气路，直接给气动执行器102供气，阀门可直接进行回位动作；

S2、具体的过程为：当防爆电磁阀103得电，并联气路关闭，阀门定位器201气路处于导通状态，信号经过阀门定位器201内的信号处理单元模块进行滤波、PID调节，将处理后的信号输出到阀门定位器201，阀门定位器201接收4~20mA信号进行流量调节控制，当信号处理单元侦测到ESD输入紧急关断的开关量信号时，信号处理单元将强制信号输出为4mA或20mA，或通讯信号输出极值，通过紧急关断硬冗余，调节和关断回路可同时互不干扰的进行紧急回位操作；

S3、其中，防爆电磁阀103采用两位五通电磁阀并与双作用气动执行器102配套使用，两位是两个位置可控：开和关，五通是设置有五个通道通气，其中一个与阀门定位器上的气源连接，两个与双作用气动执行器的外部气室的进出气口连接，两个与内部气室的进出气口接连，具体的工作方式为：阀门定位器201输出的气源信号压力分别输入气动执行器102内部左、右二气室，由于输入左、右二气室的气源压力不同，形成压差，推动内部活塞作直线运动，并且通过齿轮、齿条传动，将活塞的直线运动转换成气动执行器主轴的旋转运动，直至左、右气室压力平衡，运动停止，在执行轴作旋转运动的同时带动阀杆、阀芯作旋转运动，以改变阀芯、阀座间的流通面积，达到调节目的。

通过本装置能够实时对流体调节控制、切断、紧急切断等功能，使用单一设备完成多重任务，实现“一机多能”的目的。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种紧急切断调节多功能阀，其特征在于，包括：

阀体结构（100），其包括V型流道阀体（101）和阀体防火密封机构，所述阀体防火密封机构对应连接在V型流道阀体（101）的两端，所述V型流道阀体（101）的上端连接有气动执行器（102），所述气动执行器（102）的侧壁上连接有防爆电磁阀（103）；

阀门定位结构（200），其包括连接在气动执行器（102）上端的阀门定位器（201），且阀门定位器（201）与气动执行器（102）之间通过安装机构连接，所述防爆电磁阀（103）的一侧设置有与阀门定位器（201）连接的过滤减压阀（202），所述阀门定位器（201）通过连接机构分别与防爆电磁阀（103）和过滤减压阀（202）连接。

2.根据权利要求1所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述V型流道阀体（101）的启闭件是一个带有圆形通道的球体，且该球体由螺栓将两个半球连接在一起旋转90°实现开启和关闭，所述V型流道阀体（101）内的流道口加工定制角度为30~60度切角的V形流道口。

3.根据权利要求2所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述阀体防火密封机构包括固定连接在V型流道阀体（101）左右侧壁上的防火密封圈（104），通过设置所述防火密封圈（104）在火区温度750~1000摄氏度范围内，最大泄露量:阀座泄露符合:低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量400mL/min，高压试验20℃，最大密封压力的75%，泄露量为1600mL/min;外部泄露: 低压试验压0.2MPa/29PSI时，泄露量100mL/min，高压试验20℃，最大密封压力75%时，泄露量为400mL/min。

4.根据权利要求1所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述气动执行器（102）选用双作用形式，所述气动执行器（102）的气路设计使用两位五通接入方式，且气动执行器（102）能够利用气源动力进行回位操作。

5.根据权利要求4所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述安装机构包括连接在气动执行器（102）上端的上方支架（203）和下方支架（204），且下方支架（204）与气动执行器（102）之间通过多个螺丝固定，所述上方支架（203）和下方支架（204）侧面均呈U型，所述上方支架（203）和下方支架（204）的槽口相对设置，且上方支架（203）与下方支架（204）之间通过多个螺栓和螺母固定连接，所述上方支架（203）和下方支架（204）的上端均开设有与气动执行器（102）的执行轴对应的圆形孔，所述气动执行器（102）的上端安装有叉形杆（205），所述阀门定位器（201）的主轴下端连接有固定销（206），所述固定销（206）对应延伸至叉形杆（205）上方的中心孔内，所述阀门定位器（201）的主轴上还连接有主轴反馈杆（207），所述叉形杆（205）的上端设置有与主轴反馈杆（207）插接的插槽。

6.根据权利要求5所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述叉形杆（205）的下端设置有与执行轴连接的固定螺丝，所述阀门定位器（201）的主轴与气动执行器（102）的执行轴的中心对准，所述主轴反馈杆（207）与上方支架（203）之间的距离在6~11mm范围内。

7.根据权利要求5所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述防爆电磁阀（103）与气动执行器（102）之间通过U形架（105）连接，且U形架（105）与气动执行器（102）之间通过多个螺丝固定，所述防爆电磁阀（103）的下端与气动执行器（102）之间连接有U形气管（106）。

8.根据权利要求7所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述过滤减压阀（202）的侧壁上固定连接有L形支架（208），且L形支架（208）与上方支架（203）之间通过螺栓和螺母固定，所述过滤减压阀（202）对应设置于防爆电磁阀（103）的一侧。

9.根据权利要求8所述的紧急切断调节多功能阀，其特征在于：所述连接机构包括连接在阀门定位器（201）气源连接口的第一L形气管（209）和第二L形气管（210），所述第一L形气管（209）的另一端与过滤减压阀（202）连接，且第二L形气管（210）的另一端与防爆电磁阀（103）连接，所述第二L形气管（210）对应设置于过滤减压阀（202）的外侧，所述过滤减压阀（202）能够防止水分和油污渗入阀门定位器（201）内，所述第一L形气管（209）和第二L形气管（210）之间采用并联控制方式。

10.一种紧急切断调节多功能阀的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在正常工作状态下，防爆电磁阀（103）长期处于得电状态，并且防爆电磁阀（103）得电状态下，气路关闭，失电状态下，防爆电磁阀（103）将导通并联气路，直接给气动执行器（102）供气，阀门可直接进行回位动作；

S2、具体的过程为：当防爆电磁阀（103）得电，并联气路关闭，阀门定位器（201）气路处于导通状态，信号经过阀门定位器（201）内的信号处理单元模块进行滤波、PID调节，将处理后的信号输出到阀门定位器（201），阀门定位器（201）接收4~20mA信号进行流量调节控制，当信号处理单元侦测到ESD输入紧急关断的开关量信号时，信号处理单元将强制信号输出为4mA或20mA，或通讯信号输出极值，通过紧急关断硬冗余，调节和关断回路可同时互不干扰的进行紧急回位操作；

S3、其中，防爆电磁阀（103）采用两位五通电磁阀并与双作用气动执行器（102）配套使用，两位是两个位置可控：开和关，五通是设置有五个通道通气，其中一个与阀门定位器上的气源连接，两个与双作用气动执行器的外部气室的进出气口连接，两个与内部气室的进出气口接连，具体的工作方式为：阀门定位器（201）输出的气源信号压力分别输入气动执行器（102）内部左、右二气室，由于输入左、右二气室的气源压力不同，形成压差，推动内部活塞作直线运动，并且通过齿轮、齿条传动，将活塞的直线运动转换成气动执行器主轴的旋转运动，直至左、右气室压力平衡，运动停止，在执行轴作旋转运动的同时带动阀杆、阀芯作旋转运动，以改变阀芯、阀座间的流通面积，达到调节目的。

Images