CN1220833C - 多功能紧急截止安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够事先防止气体爆炸、起火等灾祸的多功能紧急截止安全阀。它安装在供气管路中。在强于一固定水平强度的地震的情况下，阀芯组件利用地震加速度运行来截止气体流通通路，从而停止供给气体，或者是当由于该阀后端管爆裂导致的过量气体在短时间内流出时，阀芯组件截止气体流通通路并停止供给气体。在本发明的多功能紧急截止安全阀的结构中，一个安装在阀芯组件上端的用来打开和关闭出口的永久磁铁，以一固定距离悬浮在离开摆锤(加速度传感器)底面处，这时阀出口是打开的，其中阀芯组件以垂直状态安装在主体的阀室中。如果一个强于固定水平的地震加速度传递到本发明的多功能紧急截止安全阀上，该摆锤(加速度传感器)摆动或倾斜，来增加与悬浮在该摆锤下表面处的阀芯组件间的距离，阀芯组件下降到阀座上，出口被关闭，从而防止气体流动。

Description

多功能紧急截止安全阀

技术领域

本发明涉及多功能紧急截止安全阀。

背景技术

在比里氏地震仪测定并显示的一固定水平强烈的地震引起的流体过量流动导致的出口侧的流体压力急剧下降时、该阀出口侧后部的管子爆裂时、或是当维持该阀前端管子的恒定流体压力的压力控制器出现故障等异常情况引起流体压力急剧增加时，该多功能紧急截止安全阀可以通过灵敏的反应来关闭流动通道，从而避免由于气体泄露引起的爆炸、起火等灾祸。

本发明中的非动力是指不需要任何电力能量。在检测地震或流体压力时，不使用诸如电气传感器、电气阀等电气部分。本发明排除任何形式的电力能量，以备在由于地震等导致的动力故障时该阀根本就不工作。

在那些经常发生地震的国家，包括动力供给线路、供气管、水管、建筑物等基础设施都根据防震设计构建。但是，如果发生高地震强度的强烈地震，不可能避免基本设施的破坏。

为了使由于地震等自然灾害或地下挖掘工作导致的供气管爆裂等安全事故、即大量气体泄露等第二种灾害引起的破坏最小化，使用压力传感装置或地震传感装置。几乎所有这种装置都使用用电能的检测传感器。但是，这种装置由于包括电路板或机械设备等构造而具有非常复杂的结构，发生故障的比率非常高，并且造价也很高。特别地，在高地震强度的地震的情况下，经常伴随有动力故障。因此，不希望使用用电能的阀。

通常，已知的地震检测装置具有许多通过检测强于一固定水平的地震来截止气体等流体的流动的机构。其中一个是US5,307,699号专利(用于地震截止阀及其类似物的地震启动器)，其中的结构和操作将在下面描述。

在上述US5,307,699号专利的结构中，一个具有锥形倾斜形状的套筒位于壳体基部中心的底部处形成的空腔中，一个电枢安装在该壳体上，一个支撑件固定在一铁磁销的中心处。主体被插入该销的上部，以便在销和主体之间形成一个间隙。

在上述壳体基部的下部，一个永久磁体以臂与位于空腔下方的复位轴连接的方式插入，上述套筒位于该空腔上使得可以进行枢轴运动。在上述臂的下部，安装并固定有一个阀座，来打开和关闭形成在阀体上的气体出口。

具有上述结构的US5,307,699号专利的操作效果将在下面描述：

上述铁磁销利用插入上述阀座中的永久磁铁的磁力保持在垂直状态，如果上述臂连到壳体底部，其将被打开。阀座的臂是可作为主体分开的，随后该铁磁销和套筒被地震加速度摇动。当分开的臂沿着复位轴枢轴运动时关闭对角线上的气体出口。

但是，具有上述结构和操作效果的该美国专利存在许多问题：由于铁磁销插入的主体的设置状态总是被固定在一恒定位置，因此不可能用该主体控制地震强度；由于铁磁销和主体间形成的间隙以及主体的重量是不均匀的，保持铁磁销的垂直状态是成问题的；并且如果臂和复位轴间的区域被腐蚀或充满了外部物质，则臂不可能平滑移动，这是因为当阀座连接的臂连接到轴上时枢轴运动。

发明内容

本发明的一个目的是解决常规发明中的上述问题，提供根本不使用电力能量的安全阀。在这种安全阀中，当安装在阀体上的阀芯组件是悬浮的时，诸如气体等流体的出口被打开；当在地震中强于一个固定的地震强度的振动传递到主体时，悬浮的阀芯组件被磁力下降到阀座上时，该出口被关闭；可能引起永久磁铁和主体间间距的局部加工误差和装配误差以及永久磁铁的磁力的允许误差，而永久磁铁的磁力、阀芯组件的重量和分开距离对通过该阀的流体流量以及地震的地震强度反应灵敏度起非常重要的作用。

因此，本发明要解决的技术问题包括通过形成阀杆和主体的螺纹单元来能够控制主体的运动，从而能够任意控制和设定主体和永久磁铁间的分开距离；通过在阀壳体中设置的主体基部，灵敏地控制和设定磁力来抬起整个阀芯组件；通过扩展磁铁的磁力允许误差和用于本发明的阀的部件的制造允许误差、组装误差的范围，极大地降低工作误差产生的比率。

附图说明

通过下面参照附图详细描述最佳实施例的方式，将更好的理解本发明的前述和其他目的、方面和优点。其中：

图1是本发明的安全阀在分解状态时的横截面图；

图2是本发明的安全阀在装配状态时的主要部件的端部的前视图；

图3是本发明的安全阀在装配状态时的部分端部的侧视图；

图4是地震加速度或过量流动导致的流体通道关闭状态的横截面图；

图5是本发明的安全阀的另一优选实施例的横截面图；

图6a是动力源施加到螺线管上之前的状态图；

图6b是动力源施加到螺线管上时的状态图；

图6c是当阀芯组件被螺旋管推动时，安全阀被操作时的状态图；

图6d是当阀芯组件被螺旋管拉动时，安全阀被打开时的状态图；

图7是装配在本发明的安全阀中的气体泄露检测传感器、起火检测传感器和控制部分的线路图；

图8是本发明的安全阀在煤气表上的应用和安装状态的立体图。

具体实施方式

参见附图，类似的参考标号表示类似的元件，其中示出了本发明的现有技术。

本发明的安全阀包括其中设置有阀室101的阀壳主体100，一个位于该阀室下部的球阀安装室102，一个连通到上述阀室101一侧的流体入口103，一个位于阀室下部的水平仪104，一个位于阀室前部的阀室观察窗105；固定在上述阀壳主体100的上端并配置有一个摆锤安装室201的阀盖200；利用螺纹固定在上述阀壳主体100的下部并具有一流体出口301的流体流出管连接口300；垂直安装在上述摆锤安装室201中的操作销400，并在该操作销下部形成一锥形摆锤支撑部分401，一个插入该操作销的上端部分上的摆锤402。

螺纹部分410，420形成在上述操作销400的外壁上和摆锤402的空腔内壁上，从而能控制摆锤402的上下运动。本发明的安全阀另外还包括阀芯组件500，该阀芯组件配置有以垂直状态安装在上述阀室101中的半球形阀盘501，该半球形阀盘的下部起到流体打开和关闭作用，一个从上述阀盘501的上表面延伸的垂直保持部分503，并通过在该垂直保持部分的上端插入一磁铁504使其处于垂直状态，以及一个在其上形成有支撑部505的阀杆502；摆锤基座600设置有一插入并固定在上述阀室101的上部并有具有空腔601的阴螺纹部分603的凹口，上述阀杆502的垂直保持部分503插入其中，钻入底面和用螺纹固定的一个摆锤提升控制部分的中心，摆锤基座600还设置有一个由检测到起火或气体泄露的传感器操作的螺线管线圈604；摆锤和阀杆间的区域控制口700具有阳螺纹部分701，当该阳螺纹部分与形成在上述摆锤基座600和上述摆锤基座600的凹口602上的阴螺纹部分接合时起到提升作用，区域控制口700设置有摆锤支撑凹口702；O形环800起密封上述阀芯组件500的阀盘501的作用；由于带有钻出的流体流通口901的球阀900安装在上述球阀安装室102并与固定有手柄902的阀阶903连接，它具有回复流体打开、关闭和将阀芯组件500回复到其通常状态的回复功能。

在本发明的另一最佳实施例中，阀芯组件500由永久磁铁504a的磁力所悬浮，其中永久磁铁插入形成在摆锤402下部的支撑部分401中。

下面描述具有上述结构的本发明的安全阀的操作效果：

利用形成在阀杆502上端的垂直保持部分503，安装在阀体100的阀室101中的阀芯组件500能够始终保持在其垂直状态，其中阀杆502以垂直状态形成在下部的半球形阀盘501的上表面，上述垂直保持部分503插入固定在阀室101上端的摆锤基座600的空腔601中。由于阀芯组件500紧密连接在摆锤区域控制口700的底面，利用插入垂直保持部分503中的永久磁铁504的磁力，来拉动形成在操作销400下部的支撑部分401，其中摆锤402插入操作销400内，阀芯组件500也可以保持在悬浮状态。如果处于悬浮状态，如图2所示，在形成于阀芯组件500下部的半球形阀盘501和O形环之间形成一个作为流体通道的区域。

由于形成在阀芯组件500的阀杆502上的支撑部504支撑着摆锤基座600的空腔601边缘，阀芯组件500的垂直状态得以精确保持，阀盘501和O形环800间的区域也保持恒定。

利用形成在摆锤402基部600的凹口602内的阴螺纹部分603和拧入上述阴螺纹部分603中可以控制摆锤和阀杆之间区域的区域控制口700的阳螺纹701，通过拧紧或放松区域控制口700的螺钉，可以控制插入阀芯组件500的垂直保持部分503中的永久磁铁504作用在摆锤402的支撑部分401上的力。在永久磁铁504和摆锤支撑部分401间区域的控制中，下降的程度可以被设定为在由于管子爆裂引起的大量气体的过量流动的情况下，利用磁力悬浮的阀芯组件500离开区域控制口700底面的量。然后设定该阀的工作流量。在设定地震加速度的幅度中，利用以使摆锤402和操作销400通过螺纹连接的方式形成的螺纹部分410420，通过调节摆锤的高度，可以改变摆锤组件重心的高度。

利用摆锤402的摆动，阀芯组件500可以通过使插入该阀芯组件500的垂直保持部分503中的永久磁铁与区域控制口700的底面分离而下降，从而迅速关闭流体通道。由于阀芯组件500是垂直下降的，所以具有较好的关闭性能。一旦摆动停止，摆锤402与摆锤安装室201的壁面接触，这时摆锤重心位于比形成在摆锤402下部的支撑部分401的底面端部更内侧的位置。接着摆锤402利用其自身重量立即回复到初始状态并保持在垂直状态。

由于气体的泄露可以通过上述动作而被安全地截止，从而可以防止由于强于一固定水平的地震、管子爆裂等引起大量流体泄露所导致的气体爆炸、起火等灾祸。

在本发明的结构中，螺线管线圈604安装在摆锤的基部。在由于气体泄露或如锅炉等气体装置的不充分燃烧产生一氧化碳的情况下，或是在起火的情况下，传感器905，906，907，908检测到的信号被传递到控制部分909的微处理器，其中控制部分为电磁线圈604提供电能来产生磁力。如果螺线管线圈604中产生的磁极(例如，N极或S极)与安装在阀芯组件中的永久磁铁的极性相同，则该阀芯组件将被有力地推开。阀芯组件的阀盘501与O形环800紧密接触，流体通道被截止，不再有流体流过，从而避免由于气体泄露导致的爆炸。也可以设定一个时间，使该阀在一固定量的时间后截止气体。

本发明的另一个最佳实施例显示在图5中，一个永久磁铁504a被插入到形成在摆锤下部的支撑部分401中。如果永久磁铁504插入阀芯组件500的垂直保持部分503中，通过区域控制口700的底面，利用吸引摆锤402的永久磁体504的磁力，阀芯组件500被提升并悬浮。同时，插入摆锤的支撑部分401中的永久磁铁504a的磁力吸引阀芯组件的垂直保持部分503。即，它们具有不同的结构，但是具有相同的操作效果。

在本发明中，利用摆锤的摆动下降的阀芯组件500不能通过磁力回复到其初始状态。但是可以在流体通道被阀芯组件500完全截止后，通过用球阀900检测和修复管子来完全截止流体通道等安全操作，手动关闭和打开球阀900来被轻易地回复该阀芯组件。如果当球阀900的球旋转时阀芯组件500被抬起，当利用磁力又使阀芯组件500悬浮时而打开流体通道后，通过打开球阀900就可以供给流体。

图8显示了本发明另一个最佳实施例，其中安全阀应用并安装在一个煤气表上。这可以解决由于煤气表和安全阀的分离结构和装配导致的许多问题，如，由于使用多种零部件而使制造成本增加、气体从许多连接部件处泄露、结构的复杂性等等。

因此，具有上述机构和操作效果的本发明的安全阀基于不使用电力能量的非动力原理构造。该构造具有下列效果：结构简单；拆卸和安装简单；极大地减小制造成本和维修费用；可以半永久性地使用；可以使由永久磁铁的磁力和摆锤导致的阀的打开和关闭造成的失效最小化；可以防止在强于一固定水平的地震被测定后立即运行时由于事先的气体泄露导致的灾祸。

本发明仅描述了几个最佳实施例，本领域的技术人员可以理解到本发明可以在所附权利要求的精神和范围内进行改变。

Claims (3)

1、一种多功能紧急截止安全阀，包括：

其中设置有阀室的阀壳主体，一个位于该阀室下部的球阀安装室，一个连接到上述阀室一侧的流体入口，一个位于流体入口下部的水平仪，一个位于阀室前部的阀室观察窗；

一个固定在上述阀壳主体上端并配置有一个摆锤安装室的阀盖；

一个利用螺纹固定在上述阀壳主体的下部并具有一流体出口的流体流出管连接口；

一个垂直安装在上述摆锤安装室中的操作销，并在该操作销下部形成一锥形摆锤支撑部分，一个摆锤插入该操作销的上端；

形成在上述操作销外壁的第一螺纹部分和形成在摆锤空腔内壁上上的第二螺纹部分，通过螺纹连接来控制摆锤的上下运动；

一个阀芯组件，以垂直状态安装在上述阀室中，所述阀芯组件配置有半球形阀盘，所述半球形阀盘起到流体打开和关闭所述阀芯组件下部的作用，所述阀芯组件还配置有一阀杆，所述阀杆具有一支撑部和一其上端插有一磁铁的垂直保持部分，所述阀杆以垂直状态从所述半球形阀盘的上表面伸出；

一个摆锤基座，该摆锤基座设置有一插入并固定在上述阀室的上部并有具有空腔的阴螺纹部分的凹口，上述阀杆的垂直保持部分插入其中，钻入底面和用螺纹固定的一个摆锤提升控制部分的中心，摆锤基座还设置有一个由检测到起火或气体泄露的传感器操作的螺线管线圈；

摆锤和阀杆间的区域控制部分，其具有阳螺纹部分，当该阳螺纹部分与形成在上述摆锤基座和上述摆锤基座的凹入口上的阴螺纹部分接合时起到提升作用，该区域控制部分设置有摆锤支撑凹口；

起密封上述阀芯组件的阀盘作用的O形环；

安装在上述球阀安装室中并与固定有手柄的阀阶连接时，具有回复流体打开、关闭和将阀芯组件回复到其普通状态的回复功能的具有钻出的流体流通口的球阀。

2、如权利要求1所述的多功能紧急安全截止阀，其特征在于，还包括：

具有微处理器的操作控制部分，用于接收起火检测传感器、气体泄露检测传感器、一氧化碳检测传感器检测到的信号和设定时间的信号；提供所述螺线管线圈的操作动力源；以及球阀气体管截止输出。

3、如权利要求1所述的多功能紧急安全截止阀，其特征在于，在所述摆锤支撑部分中插入一个磁铁。

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