CN203718086U - 一种火工爆破阀 - Google Patents
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Abstract
一种火工爆破阀，特别是一种利用火药爆破力完成流道联通的安全装置。包括阀体和阀盖，在阀体中设置有上下垂直方向通孔，活塞是沿上下垂直方向通孔向下设置的，活塞的突出端伸入阀体出口管道中；活塞通过拉力螺栓与阀盖连接在一起，在阀盖内设置有爆破单元，爆破单元与活塞上方的上下垂直方向通孔连通；在阀体进口管道中设置有剪切帽，剪切帽的帽身为空心管，与阀体进口管道相配合，剪切帽的帽顶盖伸入至阀体出口管道中，帽顶盖设置在活塞的突出端下方。本实用新型的阀体、阀盖和活塞为固定件，而爆破单元、拉力螺栓、缓冲装置和剪切帽为替换件。每次动作完成后需要对固定件进行检测，合格后并更换上合格替换件后，此爆破阀可以进行重复使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种火工爆破阀，特别是一种利用火药爆破力完成流道联通的安全装置。
背景技术
爆破阀是一种新型阀门，它和常规的闸、截、止结构和原理完全不同，爆破阀主要由阀门本体和爆破单元两部分组成，主要零部件有阀体、阀盖、活塞、剪切帽、拉力螺栓、弹药筒、点火器等。通过控制单元向点火器提供最小的全发火电流强度，点燃火药，推进剂快速产生气体，在阀体中腔产生压力，拉断拉力螺栓，活塞加速冲击剪断剪切帽，打开阀门。由于部分工况对阀门的流量要求增大，现有的爆破阀无法满足其流量要求，需要研发新式的爆破阀。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型所采用的技术方案是一种火工爆破阀，其中阀体、阀盖和活塞为固定件，而爆破单元、拉力螺栓、缓冲装置和剪切帽为替换件。本实用新型阀门的开启动力为密闭空间的爆破压力，当要开启阀门时，通过控制单元向点火器提供最小的全发火电流强度，点燃火药，快速产生高温高压气体，从而拉断拉力螺栓，活塞加速运动，冲击剪断剪切帽，打开阀门接通流道。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种火工爆破阀，包括阀体和阀盖，阀盖设置在阀体的上端面上，在阀体中设置有左右水平方向通孔，左右水平方向通孔分为左右两部分，左部为阀体进口管道，右部为阀体出口管道；在阀体中设置有上下垂直方向通孔，上下垂直方向通孔位于阀体出口管道的上方并与阀体出口管道在阀体中连通，在上下垂直方向通孔中设置有活塞，活塞为凸字型，包括突出端和圆柱座；活塞是沿上下垂直方向通孔向下设置的，活塞的突出端伸入阀体出口管道中；活塞通过拉力螺栓与阀盖连接在一起，在阀盖内设置有爆破单元，爆破单元与活塞上方的上下垂直方向通孔连通；在阀体进口管道中设置有剪切帽，剪切帽的帽身为空心管，与阀体进口管道相配合，剪切帽的帽顶盖伸入至阀体出口管道中，帽顶盖设置在活塞的突出端下方。所述剪切帽为流道孔、阀座和启闭件一体化，并在帽顶盖和帽身之间设置剪切薄弱区域。剪切帽的帽顶盖上设置凹槽；上夹块和下夹块配合凹槽夹持帽顶盖，并通过螺栓固定在保持器上。所述阀体进口管道的口径小于阀体出口管道的口径。所述活塞上设置缓冲装置，缓冲装置固定在圆柱座端面上，向下设置；缓冲装置包括上下固定平板及两者之间的缓冲管。所述活塞通过拉力螺栓与阀盖通过螺纹连接固定，拉力螺栓上设置一个薄弱断裂区域，从而控制拉力螺栓的断裂位置。在拉力螺栓和活塞连接部位放置螺纹护套，螺纹护套具有可更换性和锁紧功能。所述阀体和阀盖的连接处设置密封元件，密封元件包括C型圈，C型圈开口朝向阀体内。所述剪切帽下方的阀体出口管道的管壁上设置位置指示器，位置指示器利用磁力内六角螺栓将插销、弹簧固定在阀体上，由插销块固定的磁铁、磁力帽位于插销顶端，该位置指示器采用非接触式进行检测。
采用上述方案后，与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的爆破动作是不可逆的，每次动作完成后，需要人工修复，其中阀体、阀盖和活塞为固定件，而爆破单元、拉力螺栓、缓冲装置和剪切帽为替换件。每次动作完成后需要对固定件进行检测，合格后并更换上合格替换件后，此爆破阀可以进行重复使用。此爆破阀固定件使用年限达到60年，并具有至少13次的循环运行寿命，爆破元件一旦安装寿命至少达到8年。
附图说明
图1是爆破阀的剖面结构示意图；
图2是Ⅰ位置爆破阀的位置指示器的结构示意图；
图3是爆破阀的侧视图；
图4是Ⅱ位置密封元件的结构示意图；
图5是爆破单元的结构示意图；
图6是剪切帽的结构示意图。
图中：1、阀体，2、保持器，3、螺栓，4、下夹块，5、上夹块，6、活塞，7、上平板，8、下平板，9、缓冲管，10、C型圈，12、拉力螺栓，13、剪切帽，a、阀体进口管道，b、阀体出口管道，c、上下垂直方向通孔，d、帽顶盖，e、圆柱座，f、薄弱断裂区域，j、爆破单元，h、凹槽，24、插销块，25、磁铁，26、弹簧，27、插销，28、磁力内六角螺栓。
具体实施方式
为深入了解一种火工爆破阀的结构，结合图1至图6说明如下：
一种火工爆破阀，包括阀体1和阀盖11，阀盖11设置在阀体1的上端面上，在阀体1中设置有左右水平方向通孔，左右水平方向通孔分为左右两部分，左部为阀体进口管道a，右部为阀体出口管道b；在阀体1中设置有上下垂直方向通孔c，上下垂直方向通孔c位于阀体出口管道b的上方并与阀体出口管道b在阀体1中连通，在上下垂直方向通孔c中设置有活塞， 活塞为凸字型，包括突出端6和圆柱座e；活塞是沿上下垂直方向通孔c向下设置的，活塞的突出端6伸入阀体出口管道b中；活塞通过拉力螺栓12与阀盖11连接在一起，在阀盖11内设置有爆破单元j，爆破单元j与活塞6上方的上下垂直方向通孔c连通；在阀体进口管道a中设置有剪切帽13，剪切帽13的帽身为空心管，与阀体进口管道a相配合，剪切帽13的帽顶盖d伸入至阀体出口管道b中，帽顶盖d设置在活塞的突出端6下方。所述剪切帽13为流道孔、阀座和启闭件一体化，并在帽顶盖d和帽身之间设置剪切薄弱区域。剪切帽13的帽顶盖d上设置凹槽h；上夹块5和下夹块4配合凹槽h夹持帽顶盖d，并通过螺栓3固定在保持器2上。所述阀体进口管道a的口径小于阀体出口管道b的口径。所述活塞上设置缓冲装置，缓冲装置固定在圆柱座e端面上，向下设置；缓冲装置包括上下固定平板7、8及两者之间的缓冲管9。所述活塞通过拉力螺栓12与阀盖11通过螺纹连接固定，拉力螺栓12上设置一个薄弱断裂区域f，从而控制拉力螺栓12的断裂位置。在拉力螺栓12和活塞连接部位放置螺纹护套，螺纹护套具有可更换性和锁紧功能。所述阀体1和阀盖11的连接处设置密封元件，密封元件包括C型圈10，C型圈10开口朝向阀体1内。所述剪切帽13下方的阀体出口管道b的管壁上设置位置指示器，位置指示器利用磁力内六角螺栓28将插销27、弹簧26固定在阀体1上，由插销块24固定的磁铁25、磁力帽23位于插销27顶端，该位置指示器采用非接触式进行检测。
本实用新型阀门的开启动力为密闭空间的爆破压力，当要开启阀门时，通过控制单元向点火器提供最小的全发火电流强度，点燃火药，快速产生高温高压气体，从而拉断拉力螺栓，活塞加速运动，冲击剪断剪切帽，打开阀门接通流道。
剪切帽为整体设计，其将传统的流道孔、阀座和启闭件一体化，并设计了剪切区域，在保证正常运行时可以承受管道介质压力，在开启状态过程中，能被剪切装置切除薄弱区域，完成阀门开启。
阀门开启过程中，需要剪切装置将剪切帽切除，并在管道介质的作用力下，将剪切帽切除部分冲倒，并锁定在设计的卡槽位置，防止其影响介质流动。阀体进出口管道口径比差异较大，从而保证阀体开启后，管道能迅速并且充分泄压。
该实用新型中阀门的开启需要剪切帽的切除，从而将流道打开，为避免剪切块的不可预计的运动，因此需要在剪切帽切除区域设置凹槽，并设计上下夹块来加持剪切区域，使按照设计轨迹运动，提高阀门的安全性。
活塞的固定是通过拉力螺栓和阀盖通过螺纹连接固定，在正常情况下拉力螺栓要能承受活塞的重量，当阀门需要开启时，拉力螺栓必须被爆破力拉断，从而进行剪切过程。考虑到阀盖和活塞需要反复使用，为防止断裂部位在阀盖内部，因此拉力螺栓上预先设置一个薄弱断裂区域，从而控制拉力螺栓的断裂位置。同时为防止在低载荷下拉力螺栓断裂，在薄弱断裂区域进行喷丸强化，阻止裂纹产生。
在拉力螺栓和活塞连接部位放置螺纹护套，由于阀门开启时的巨大的冲击力作用在活塞上面，活塞通过螺纹连接带动拉力螺栓并拉断拉力螺栓，可见螺纹承受了很大的拉力，而活塞为反复使用的零件，放置螺纹护套可保护活塞内螺纹，并具有锁紧功能。其中螺纹护套具有可更换性，提高了阀门的实用性。
由于该实用新型阀门采用爆破动力源，因此在活塞和阀体中腔处增加了密封元件，防止阀门开启时产生的高温高压气体会穿过活塞与阀体内壁间隙，从而提高了爆破力利用率，变相降低了爆破单元火药量，提高了阀门的安全性。
由于阀门为全封闭式，在关闭和开启的过程中，无法近距离直观检测阀门开启状态，因此在剪切帽下方设置位置指示器，可以远距离观测阀门开启状态。本实用新型阀门为高精度高密封阀门，为减少漏点出现，该位置指示器采用非接触式进行检测，从而提高了阀门的安全性。
本实用新型的爆破动作是不可逆的，每次动作完成后，需要人工修复，其中阀体、阀盖和活塞为固定件，而爆破单元、拉力螺栓、缓冲装置和剪切帽为替换件。每次动作完成后需要对固定件进行检测，合格后并更换上合格替换件后，此泄压阀可以进行重复使用。此泄压阀固定件使用年限达到60年，并具有至少13次的循环运行寿命，爆破元件一旦安装寿命至少达到8年。
Claims (9)
1.一种火工爆破阀，包括阀体（1）和阀盖（11），阀盖（11）设置在阀体（1）的上端面上，其特征在于:在阀体（1）中设置有左右水平方向通孔，左右水平方向通孔分为左右两部分，左部为阀体进口管道（a），右部为阀体出口管道（b）；在阀体（1）中设置有上下垂直方向通孔（c），上下垂直方向通孔（c）位于阀体出口管道（b）的上方并与阀体出口管道（b）在阀体（1）中连通，在上下垂直方向通孔（c）中设置有活塞， 活塞为凸字型，包括突出端（6）和圆柱座（e）；活塞是沿上下垂直方向通孔（c）向下设置的，活塞的突出端（6）伸入阀体出口管道（b）中；活塞通过拉力螺栓（12）与阀盖（11）连接在一起，在阀盖（11）内设置有爆破单元（j），爆破单元（j）与活塞（6）上方的上下垂直方向通孔（c）连通；在阀体进口管道（a）中设置有剪切帽（13），剪切帽（13）的帽身为空心管，与阀体进口管道（a）相配合，剪切帽（13）的帽顶盖（d）伸入至阀体出口管道（b）中，帽顶盖（d）设置在活塞的突出端（6）下方。
2.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述剪切帽（13）为流道孔、阀座和启闭件一体化，并在帽顶盖（d）和帽身之间设置剪切薄弱区域。
3.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述剪切帽（13）的帽顶盖（d）上设置凹槽（h）；上夹块（5）和下夹块（4）配合凹槽（h）夹持帽顶盖（d），并通过螺栓（3）固定在保持器（2）上。
4.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述阀体进口管道（a）的口径小于阀体出口管道（b）的口径。
5.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述活塞上设置缓冲装置，缓冲装置固定在圆柱座（e）端面上，向下设置；缓冲装置包括上下固定平板（7、8）及两者之间的缓冲管（9）。
6. 根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述活塞通过拉力螺栓（12）与阀盖（11）通过螺纹连接固定，拉力螺栓（12）上设置一个薄弱断裂区域（f），从而控制拉力螺栓（12）的断裂位置。
7.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：在拉力螺栓（12）和活塞连接部位放置螺纹护套，螺纹护套具有可更换性和锁紧功能。
8.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述阀体（1）和阀盖（11）的连接处设置密封元件，密封元件包括C型圈（10），C型圈（10）开口朝向阀体（1）内。
9.根据权利要求1所述的一种火工爆破阀，其特征在于：所述剪切帽（13）下方的阀体出口管道（b）的管壁上设置位置指示器，位置指示器利用磁力内六角螺栓（28）将插销（27）、弹簧（26）固定在阀体（1）上，由插销块（24）固定的磁铁（25）、磁力帽（23）位于插销（27）顶端，该位置指示器采用非接触式进行检测。
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Cited By (2)
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| CN104675999A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-06-03 | 宁波天生密封件有限公司 | 爆破阀用密封件及其密封结构 |
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