CN1183345C - 具有在线检测功能的安全阀 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种具有在线检测功能的安全阀，属于安全设备领域，由下阀体，上阀体组成。阀座和缸体及其阀瓣组件固定在下阀体上，压力调节装置固定在上阀体上。缸体内腔为圆柱体，上、下底面有圆形出口，侧壁上开有介质通道。活塞为同轴不同直径的两个圆柱体串接为一体而成，上端横向分割缸体内腔，下端穿过缸体底面并与阀瓣组件固定连接。介质通道的一端通向缸体中活塞面以下的腔体，另一端与固定在缸体外部的连接管线连通，连接管线上安装一截止阀。其有益效果是利用安全阀内部设置的缸体和缸体侧壁上的介质通道与外部压力源相连，提供阀瓣开启所需的外加力，从而顺利实现安全阀的在线检测。
Description
技术领域
本发明属于一种安全设备，具体地说是一种具有在线检测功能的安全阀。
背景技术
安全阀是锅炉、压力容器和管道安全装置中应用最广的安全附件。当压力容器内介质压力由于某种原因而升高超过规定值时，锅炉、压力容器和管道内介质作用在安全阀内部构件阀瓣上的作用力大于阀门内弹簧或其它介质产生的作用力，阀门自动开启，继而全量排放，以防止锅炉、压力容器和管道内压力继续升高；当锅炉、压力容器和管道内介质压力由于安全阀的排放而降低到某一规定值时，安全阀内弹簧或其它介质产生的作用力大于容器内部的压力，阀门又自动关闭，阻止介质继续排放。当锅炉、压力容器和管道内压力处于正常工作压力时，安全阀内的阀瓣又与阀座接触，使阀门保持关闭和密封状态。此时，为保证安全阀密封性能，安全阀内的弹簧或其它介质必须对阀瓣施加足够的作用力。
安装在锅炉、压力容器的顶部及其它位置的安全阀，不仅拆卸困难，而且需要定期检验，以保证各种装备长周期运行过程中设备的安全性。从设备上拆下安全阀，在离开生产线的固定试验台上，对安全阀进行检测，不仅过程复杂、周期长、拆装困难，而且能否拆下进行定期检验，要由设备是否停止运行来决定，因此，如要求装置连续长周期运行，而不能及时对安全阀进行定期校验，将给装置的安全运行带来隐患。即使为了装置的长周期运行，在设备上设置多个安全阀，轮流对这些安全阀进行离开生产线的检测，除了检测过程更为复杂、周期更长、拆装困难的问题依然存在以外，还带来装置设计、制造与改造等一系列问题。
为了进行安全阀在线检验，美国专利US5499527、US4424223分别提出用外部的辅助加载机构，向安全阀的阀杆施加拉力，当外界施加的拉力大于阀瓣所受介质压力形成的推力与弹簧作用力时，安全阀开启。这些加载机构与安全阀内部结构无关。它虽然可以对安全阀进行在线检测，但必须安装与阀杆可靠连接的外部加载机构。在安全阀安装现场，不仅连接外部加载机构困难，而且外部加载机构与阀杆的连接也困难。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种具有在线检测功能的安全阀，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有在线检测功能的安全阀，由下阀体，上阀体，阀座，阀瓣组件组成。上阀体和下阀体为可拆卸的固定连接，上下阀体用于固定安全阀内部部件。阀座固定在下阀体上。缸体固定在下阀体上，缸体为内腔为圆柱体、两个底面有圆形出口、侧壁或底面上开有介质通道的缸体。活塞为两个不同直径的空心圆柱体串接为一体而成，上端横向分割缸体的内腔，下端穿过缸体底面与阀瓣组件固定连接。活塞与缸体之间的接触面有密封圈，活塞在在缸体内可沿轴向滑动；阀瓣组件与阀座相对。介质通道的一端通向缸体内分割缸体的活塞面以下的气腔，另一端与固定在缸体外部的连接管线连通。连接管线上安装有截止阀。带有阀杆的压力调节装置固定在上阀体上，阀杆穿过缸体的上表面的出口和活塞与阀瓣组件触接。压力调节装置由调节螺套，阀杆，上弹簧座，下弹簧座、弹簧和固定在阀杆上的阀杆套组成。压力调节装置通过空心圆柱体的调节螺套外表面的螺纹与上阀体上与调节螺套相匹配的内螺纹相互旋接固定，阀杆的外表面螺纹与调节螺套内表面螺纹匹配并相互旋接固定，阀杆上固定阀杆套，上弹簧座、下弹簧座和弹簧套在阀杆上，上弹簧座与调节螺套底部触接，下弹簧座与阀杆套顶部触接，弹簧的两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上，阀杆的下端与阀瓣组件触接。活塞也可以为实心体，阀杆的下端与活塞触接。沿阀杆的任何部位可固定阀杆套，阀瓣组件也可以与阀杆套触接。缸体也可以固定在上阀体或上阀体和下阀体之间。缸体与阀体之间可以是可拆卸的固定连接。缸体与阀体之间也可以制成一体。缸体的侧壁和底面之间也可以是可拆卸的固定连接，也可以制成一体。与缸体相连的介质通道的外部出口可直接设置在缸体上，也可以通过外部的连接管线与外部连通。阀瓣组件也可以固定在阀杆上。活塞与缸体之间的密封可以采用O型圈、V型圈、U型圈、Y型圈、L型圈、J型圈以及其它组合密封圈，也可以是迷宫密封、迷宫螺旋密封、填料密封、活塞环密封、磁流体密封。
本发明的有益效果是当这种安全阀安装在设备上，设备正常操作使用时，不需要外部加载机构，利用安全阀内部设置的缸体和外部介质通道与外部压力源相连，提供阀瓣开启所需的外加力，从而顺利实现安全阀的在线检测。
附图说明
图1是本发明具有在线检测功能安全阀的结构示意图。
图中，1.下阀体，2.上阀体，3.阀座，4.阀瓣组件，5.缸体，6.活塞，7.阀杆，8.介质通道，9.连接管线，10.截止阀，11.螺套，12.上弹簧座，13.弹簧，14.下弹簧座，15.阀杆套，16.气腔。
具体实施方式
阀座3和缸体5分别固定在下阀体1上，缸体5为内腔为圆柱体、两个底面有圆形出口、侧壁上开有介质通道8的缸体。活塞6为由直径不同的两个与缸体5同轴的空心圆柱体固定串接为一体而成。活塞6上段空心圆柱体外表面直径与缸体5内腔直径相匹配。活塞6下段的空心圆柱体外表面直径与缸体5底面出口直径相匹配。活塞6的上段空心圆柱体在缸体5内横向分割缸体5内腔，活塞6下段空心圆柱体穿过缸体5底面出口。阀瓣组件4通过螺纹与活塞6下段内孔固定连接。阀瓣组件4与阀座3相对，通过活塞6的移动，使阀瓣组件4与阀座3密封或开启。活塞6与缸体5内腔和底面出口处的两个接触面有O型圈密封，从而在缸体5内形成了缸体5与活塞6的两个接触面之间以及活塞6下段空心圆柱体外侧表面所包围的气腔16。介质通道8的一端通向气腔16，另一端与固定在缸体5外部的连接管线9连通，连接管线9上安装有截止阀10。压力调节装置由调节螺套11，阀杆7，上弹簧座12，下弹簧座14，弹簧13，和固定在阀杆7上的阀杆套15组成。调节螺套11为空心圆柱体。调节螺套11外表面的螺纹与上阀体2上与调节螺套11相匹配的内螺纹相互旋接固定。阀杆7的外表面螺纹与调节螺套11内表面螺纹匹配并相互旋接固定。阀杆7上固定阀杆套15。上弹簧座12、下弹簧座14和弹簧13套在阀杆7上，弹簧座12，14和弹簧13可沿阀杆7活动。上弹簧座12与调节螺套11底部接触，下弹簧座14与阀杆套15顶部触接。弹簧13的两端分别固定在上弹簧座12和下弹簧座14上。阀杆7的直径小于活塞6两个空心圆柱体的内径，阀杆7穿过缸体5的上表面和活塞6的空心内腔与阀瓣组件4触接。
调节调节螺套11使弹簧13变形，弹簧13通过下弹簧座14、阀杆套15和阀杆7对阀瓣组件4施加压力，使阀瓣组件4的密封面与阀座3的密封面接触。调节调节螺套11改变弹簧的压力，从而调节安全阀的开启压力。当安全阀开启时，阀瓣组件4带动活塞6、阀杆7、下弹簧座14整体上升，并使弹簧13进一步变形。阀瓣组件4回座时，带动活塞6、阀杆7、下弹簧座向下运动，安全阀中的运动件重新回到开启前的状态。
对安全阀进行在线检测时，将外界连接管线与截止阀10连接，打开截止阀10，通入检测加压介质，检测加压介质由连接管线9，介质通道8进入缸体5中的气腔16中。当作用在活塞6上的检测加压介质产生的力，与作用在阀瓣组件4上的设备内介质产生的力共同作用，克服弹簧13通过弹簧座14、阀杆7作用在阀瓣组件4上的力及其它载荷时，带动活塞6、阀瓣组件4、阀杆7向上运动，并使弹簧13进一步变形，安全阀进入开启状态。测试安全阀开启初始值时，检测加压介质的压力与设备内介质的压力，同时在这两个压力作用的面积已知的情况下，即可得到安全阀的开启压力。排除缸体5内活塞6以下的腔体中的检测加压介质，弹簧13克服设备内介质作用在阀瓣组件4上的作用力，阀瓣组件4、活塞6、阀杆7、下弹簧座14、弹簧13回到开启前的状态，阀瓣组件4回座。
Claims (12)
1.一种具有在线检测功能的安全阀，由下阀体(1)，上阀体(2)，阀座(3)，阀瓣组件(4)组成，上阀体(2)和下阀体(1)为可拆卸的固定连接，上下阀体(1，2)用于固定安全阀内部部件，阀座(3)固定在下阀体(1)上，其特征在于，缸体(5)固定在下阀体(1)上，缸体(5)为内腔为圆柱体、两个底面有圆形出口、侧壁或底面上开有介质通道(8)的缸体；活塞(6)为两个不同直径的空心圆柱体串接为一体而成，上端横向分割缸体(5)的内腔，下端穿过缸体(5)底面与阀瓣组件(4)固定连接；活塞(6)与缸体(5)之间为密封并可沿轴向活动的连接；阀瓣组件(4)与阀座(3)相对；介质通道(8)的一端通向缸体(5)内分割缸体(5)的活塞面以下的气腔(16)，另一端与固定在缸体(5)外部的连接管线(9)连通；连接管线(9)上安装有截止阀(10)；带有阀杆(7)的压力调节装置固定在上阀体(2)上，阀杆(7)穿过缸体(5)的上表面的出口和活塞(6)与阀瓣组件(4)触接。
2.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，压力调节装置由调节螺套(11)，阀杆(7)，上弹簧座(12)，下弹簧座(14)，弹簧(13)和固定在阀杆(7)上的阀杆套(15)组成，压力调节装置通过空心圆柱体的调节螺套(11)外表面的螺纹与上阀体(2)上与调节螺套(11)相匹配的内螺纹相互旋接固定，阀杆(7)的外表面螺纹与调节螺套(11)的内表面螺纹匹配并相互旋接固定，阀杆(7)上固定阀杆套(15)，上弹簧座(12)、下弹簧座(14)和弹簧(13)套在阀杆(7)上，上弹簧座(12)与调节螺套(11)底部触接，下弹簧座(14)与阀杆套(15)顶部触接，弹簧(13)的两端分别固定在上弹簧座(12)和下弹簧座(14)上，阀杆(7)的下端与阀瓣组件(4)触接。
3.根据权利要求1或2所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，活塞(6)为实心体，阀杆(7)的下端与活塞(6)触接。
4.根据权利要求1或2所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，沿阀杆(7)的任何部位可固定阀杆套(15)，阀瓣组件(4)与阀杆套(15)触接。
5.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，缸体(5)可固定在上阀体(2)或上阀体(2)和下阀体(1)之间。
6.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，缸体(5)与阀体之间可以是可拆卸的固定连接。
7.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，缸体(5)与阀体之间可以制成一体。
8.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，缸体(5)的侧壁和底面之间可以是可拆卸的固定连接，也可以制成一体。
9.根据权利要求1或6或7或8所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，与缸体(5)相连的介质通道的外部出口可直接设置在缸体(5)上，也可以通过外部的连接管线(9)与外部连通。
10.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，阀瓣组件(4)可以固定在阀杆(7)上。
11.根据权利要求10所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，缸体(5)只有一个底面出口。
12.根据权利要求1所述的具有在线检测功能的安全阀，其特征在于，活塞(6)与缸体(5)之间的密封可以采用O型圈、V型圈、U型圈、Y型圈、L型圈、J型圈以及其它组合密封圈，也可以是迷宫密封、迷宫螺旋密封、填料密封、活塞环密封、磁流体密封。
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