CN210687221U - 带套筒结构的氮气式水击泄压阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带套筒结构的氮气式水击泄压阀，包括阀体、阀芯、阀座、套筒、阀座密封圈和复位弹簧。本实用新型采用套筒作为阀芯的滑移导向，因此可避免在阀芯安装孔的内腔内加工导向面，进而可降低加工难度，同时可有效提高阀芯运动的导向性，避免阀芯运动过程中因导向不良对密封圈产生损伤；由于阀座密封圈设置在阀座的半槽结构与套筒的半槽结构形成的整体密封槽内，因此可实现密封的同时有效防止阀座密封圈脱落及降低液流的冲刷；由于阀芯的锥面结构与阀座锥形限位面接触形成机械限位，因此可有效防止阀座密封圈的过压、提高阀座密封圈的使用寿命；能够避免阀芯开启回位后密封失效的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种泄压阀，具体是一种适用于长距离输油管道、港口油轮装卸及油库输油管道的水击保护的带套筒结构的氮气式水击泄压阀，属于水击泄压阀技术领域。
背景技术
针对长距离输油管道、港口油轮装卸及油库输油管道等输油管道，通常沿地形铺设，而且管线输送压力高、管道的水力工况多种多样，因此管道动压和静压都很大，很容易产生水击现象。为保证管道安全稳定运行，设置合适的水击泄放系统对管道的事故工况的处理尤为重要。水击泄放系统的作用就是当压力达到或超过水击泄压阀压力泄放设定值后进行压力泄放保护。水击泄压阀是保护管道安全的重要设备。
氮气式水击泄压阀是目前常用的一种水击泄压阀，其作用是减小长输管线输油过程中因意外突然停泵或阀门紧急关断而造成的管路水击压力，避免因超压引起管路发生破裂事故，具有流通能力大、响应迅速、适用性强等特点。氮气式水击泄压阀的设定压力来自于氮气控制系统，氮气控制系统提供的高压氮气经调压装置减压至水击泄压阀设定值所对应的氮气压力，通过氮气输送管道充入水击泄压阀内的阀腔，为水击泄压阀提供设定压力。氮气式水击泄压阀的阀芯正面为管道内介质压力、阀芯背面为氮气压力，正常工况下由于阀门的设定压力大于管道的介质压力，此时阀门处于关闭状态，当水击波到来时管道内介质的压力大于阀门的设定压力，此时介质压力推开阀芯、阀门处于开启状态，管道内介质泄放至泄压罐，当水击波衰减消失，阀腔内的氮气压力重新将阀芯压紧在密封面上、阀门恢复至关闭状态。
长距离输油管道上使用的氮气式水击泄压阀在定期检修过程中易出现阀芯开启回位后密封失效的问题。其主要原因：一是阀芯回位过程中导向存在偏差致使其对软密封副的冲击不均匀，导致软密封副损坏；二是开启瞬间液流对软密封副的冲刷严重致使密封失效。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供一种带套筒结构的氮气式水击泄压阀，能够在为阀芯提供良好导向的同时实现对软密封副的保护，从而避免阀芯开启回位后密封失效的问题。
为实现上述目的，本带套筒结构的氮气式水击泄压阀包括阀体、阀芯、阀座、套筒、阀座密封圈和复位弹簧。
所述的阀体包括壳体和环形内腔，壳体具有伸入至环形内腔内部的阀芯安装部，阀芯安装部的后端面上设有用于安装阀芯的阀芯安装孔，阀芯安装部的前端面上设有与阀芯安装孔同轴贯通连接的阀芯导向孔，阀芯安装部上还设有与阀芯安装孔贯通设置的氮气输入孔。
所述的套筒固定安装在阀芯安装孔内，套筒的外径尺寸与阀芯安装孔的内径尺寸配合、且套筒的外表面与阀芯安装孔的内表面之间密闭安装连接，套筒后部的外表面上设有沿套筒周向方向均布设置的多个沿径向方向贯穿套筒的泄油口。
所述的阀芯滑移配合安装在套筒内，阀芯的外径尺寸与套筒的内径尺寸配合、且阀芯的外表面与套筒的内表面之间密闭安装连接，阀芯的前端设有与阀芯导向孔配合的导向杆，阀芯的后端设有前大后小的锥面结构。
所述的阀座是套型结构、密闭固定安装在阀体的壳体的进液端口上，阀座与阀芯同轴设置、且阀座的前端顶靠连接在套筒的后端上，阀座的内孔前端与套筒的内孔后端还分别设有可顶接合并成为整体密封槽的半槽结构，阀座的内孔后端还设有与阀芯的锥面结构配合的锥形限位面。
所述的阀座密封圈设置在阀座的半槽结构与套筒的半槽结构形成的整体密封槽内、且阀座密封圈的内圈表面与阀芯的后端外表面贴合。
所述的复位弹簧设置在套筒的内部，复位弹簧的前端顶靠在阀芯安装部上、后端顶靠在阀芯上。
作为本实用新型的进一步改进方案，阀芯的前端面上设有内凹的盲孔结构，阀芯的导向杆设置在盲孔结构内、且阀芯的导向杆的长度尺寸大于阀芯的外表面沿其轴向方向的长度尺寸；带套筒结构的氮气式水击泄压阀还包括前端设有堵盖的阀芯导向套，阀芯导向套的内孔尺寸与阀芯的导向杆的外径尺寸配合，阀芯导向套固定安装在阀芯导向孔内、且阀芯导向套与阀芯导向孔同轴设置，阀芯导向套套接安装在阀芯的导向杆上、且阀芯导向套沿轴向方向的长度尺寸大于阀芯导向孔沿轴向方向的长度尺寸。
作为本实用新型的进一步改进方案，泄油口的内表面设置成向后方倾斜设置的导向斜面结构。
与现有技术相比，本带套筒结构的氮气式水击泄压阀由于采用套筒作为阀芯的滑移导向，因此可避免在阀芯安装孔的内腔内加工导向面，进而可降低加工难度，同时可有效提高阀芯运动的导向性，避免阀芯运动过程中因导向不良对密封圈产生损伤；由于阀座密封圈设置在阀座的半槽结构与套筒的半槽结构形成的整体密封槽内，因此可实现密封的同时有效防止阀座密封圈脱落及降低液流的冲刷；由于阀座的内孔后端还设有与阀芯的锥面结构配合的锥形限位面，因此阀芯的锥面结构与阀座锥形限位面接触形成机械限位，可有效防止阀座密封圈的过压、提高阀座密封圈的使用寿命；能够在为阀芯提供良好导向的同时实现对软密封副的保护，从而避免阀芯开启回位后密封失效的问题。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型套筒的三维结构示意图；
图3是图1的P向局部放大视图。
图中：1、阀体，11、阀芯安装部，12、阀芯安装孔，13、阀芯导向孔，14、氮气输入孔，2、阀芯，3、阀座，4、套筒，41、泄油口，5、阀芯导向套，6、阀座密封圈，7、复位弹簧，8、堵盖。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以图1的左侧方向为前方进行描述)。
如图1所示，本带套筒结构的氮气式水击泄压阀包括阀体1、阀芯2、阀座3、套筒4、阀座密封圈6和复位弹簧7。
所述的阀体1包括壳体和环形内腔，壳体具有伸入至环形内腔内部的阀芯安装部11，阀芯安装部11的后端面上设有用于安装阀芯2的阀芯安装孔12，阀芯安装部11的前端面上设有与阀芯安装孔12同轴贯通连接的阀芯导向孔13，阀芯安装部11上还设有与阀芯安装孔12贯通设置的氮气输入孔14。
所述的套筒4固定安装在阀芯安装孔12内，套筒4的外径尺寸与阀芯安装孔12的内径尺寸配合、且套筒4的外表面与阀芯安装孔12的内表面之间通过密封圈密闭安装连接，如图2所示，套筒4后部的外表面上设有沿套筒4周向方向均布设置的多个沿径向方向贯穿套筒4的泄油口41。
所述的阀芯2滑移配合安装在套筒4内，阀芯2的外径尺寸与套筒4的内径尺寸配合、且阀芯2的外表面与套筒4的内表面之间通过密封圈密闭安装连接，阀芯2的前端设有与阀芯导向孔13配合的导向杆，阀芯2的后端设有前大后小的锥面结构。
所述的阀座3是套型结构、密闭固定安装在阀体1的壳体的进液端口上，阀座3与阀芯2同轴设置、且阀座3的前端顶靠连接在套筒4的后端上，阀座3的内孔前端与套筒4的内孔后端还分别设有可顶接合并成为整体密封槽的半槽结构，阀座3的内孔后端还设有与阀芯2的锥面结构配合的锥形限位面。
如图3所示，所述的阀座密封圈6设置在阀座3的半槽结构与套筒4的半槽结构形成的整体密封槽内、且阀座密封圈6的内圈表面与阀芯2的后端外表面贴合。
所述的复位弹簧7设置在套筒4的内部，复位弹簧7的前端顶靠在阀芯安装部11上、后端顶靠在阀芯2上。
本带套筒结构的氮气式水击泄压阀前后方向设置安装在输油管道上使用时，经氮气输入孔14进入的压力氮气为本带套筒结构的氮气式水击泄压阀提供设定压力，正常工况下由于设定压力大于管道的介质压力，因此阀芯2在阀座3的限位作用及压力氮气的推力作用下处于关闭状态，此时阀座密封圈6处于与阀芯2的后端外表面贴合的密封状态；当水击波到来时，管道内介质的压力大于设定压力，因此阀芯2在管道内介质的压力作用下克服压力氮气的压力及复位弹簧7的弹力沿套筒4的内表面向前移动，阀芯2前移过程中阀芯2的导向杆与阀芯导向孔13为阀芯2提供滑移导向，同时阀座密封圈6与阀芯2的后端外表面分离，当阀芯2前移至泄油口41与阀座3的内孔贯通时，管道内介质即经泄油口41泄放至泄压罐实现泄压，当水击波衰减消失时，在压力氮气的压力及复位弹簧7的弹力作用下阀芯2沿套筒4的内表面向后移动复位，阀芯2后移过程中阀芯2重新封堵泄油口41、且阀座密封圈6与阀芯2的后端外表面重新贴合，恢复至关闭状态。套筒4作为阀芯2的滑移导向，可避免在阀芯安装孔12的内腔内加工导向面，进而可降低加工难度，同时可提高导向能力；泄油口41的开口形状及大小可由过流能力计算获得；由于阀座密封圈6设置在阀座3的半槽结构与套筒4的半槽结构形成的整体密封槽内，因此可实现密封的同时有效防止阀座密封圈6脱落及降低液流的冲刷；阀芯2的锥面结构与阀座3锥形限位面接触形成机械限位，可有效防止阀座密封圈6的过压、提高阀座密封圈6的使用寿命。
为了实现阀芯2更好的导向移动效果，作为本实用新型的进一步改进方案，阀芯2的前端面上设有内凹的盲孔结构，阀芯2的导向杆设置在盲孔结构内、且阀芯2的导向杆的长度尺寸大于阀芯2的外表面沿其轴向方向的长度尺寸；带套筒结构的氮气式水击泄压阀还包括前端设有堵盖8的阀芯导向套5，堵盖8可防止泄压的管道内介质进入阀芯安装孔12，阀芯导向套5的内孔尺寸与阀芯2的导向杆的外径尺寸配合，阀芯导向套5固定安装在阀芯导向孔13内、且阀芯导向套5与阀芯导向孔13同轴设置，阀芯导向套5套接安装在阀芯2的导向杆上、且阀芯导向套5沿轴向方向的长度尺寸大于阀芯导向孔13沿轴向方向的长度尺寸。较长的阀芯2的导向杆与阀芯导向套5的设置可实现更稳固的导向效果。
为了在管道内介质经泄油口41泄放过程中进一步降低液流冲刷，作为本实用新型的进一步改进方案，泄油口41的内表面设置成向后方倾斜设置的导向斜面结构，导向斜面结构可对经泄油口41进入的管道内介质进行导向，从而降低液流对套筒4的冲刷。
Claims (3)
1.一种带套筒结构的氮气式水击泄压阀，包括阀体(1)、阀芯(2)、阀座(3)、阀座密封圈(6)和复位弹簧(7)；所述的阀体(1)包括壳体和环形内腔，壳体具有伸入至环形内腔内部的阀芯安装部(11)，阀芯安装部(11)的后端面上设有用于安装阀芯(2)的阀芯安装孔(12)，阀芯安装部(11)的前端面上设有与阀芯安装孔(12)同轴贯通连接的阀芯导向孔(13)，阀芯安装部(11)上还设有与阀芯安装孔(12)贯通设置的氮气输入孔(14)；其特征在于，
带套筒结构的氮气式水击泄压阀还包括套筒(4)，套筒(4)固定安装在阀芯安装孔(12)内，套筒(4)的外径尺寸与阀芯安装孔(12)的内径尺寸配合、且套筒(4)的外表面与阀芯安装孔(12)的内表面之间密闭安装连接，套筒(4)后部的外表面上设有沿套筒(4)周向方向均布设置的多个沿径向方向贯穿套筒(4)的泄油口(41)；
所述的阀芯(2)滑移配合安装在套筒(4)内，阀芯(2)的外径尺寸与套筒(4)的内径尺寸配合、且阀芯(2)的外表面与套筒(4)的内表面之间密闭安装连接，阀芯(2)的前端设有与阀芯导向孔(13)配合的导向杆，阀芯(2)的后端设有前大后小的锥面结构；
所述的阀座(3)是套型结构、密闭固定安装在阀体(1)的壳体的进液端口上，阀座(3)与阀芯(2)同轴设置、且阀座(3)的前端顶靠连接在套筒(4)的后端上，阀座(3)的内孔前端与套筒(4)的内孔后端还分别设有可顶接合并成为整体密封槽的半槽结构，阀座(3)的内孔后端还设有与阀芯(2)的锥面结构配合的锥形限位面；
所述的阀座密封圈(6)设置在阀座(3)的半槽结构与套筒(4)的半槽结构形成的整体密封槽内、且阀座密封圈(6)的内圈表面与阀芯(2)的后端外表面贴合；
所述的复位弹簧(7)设置在套筒(4)的内部，复位弹簧(7)的前端顶靠在阀芯安装部(11)上、后端顶靠在阀芯(2)上。
2.根据权利要求1所述的带套筒结构的氮气式水击泄压阀，其特征在于，阀芯(2)的前端面上设有内凹的盲孔结构，阀芯(2)的导向杆设置在盲孔结构内、且阀芯(2)的导向杆的长度尺寸大于阀芯(2)的外表面沿其轴向方向的长度尺寸；带套筒结构的氮气式水击泄压阀还包括前端设有堵盖(8)的阀芯导向套(5)，阀芯导向套(5)的内孔尺寸与阀芯(2)的导向杆的外径尺寸配合，阀芯导向套(5)固定安装在阀芯导向孔(13)内、且阀芯导向套(5)与阀芯导向孔(13)同轴设置，阀芯导向套(5)套接安装在阀芯(2)的导向杆上、且阀芯导向套(5)沿轴向方向的长度尺寸大于阀芯导向孔(13)沿轴向方向的长度尺寸。
3.根据权利要求1所述的带套筒结构的氮气式水击泄压阀，其特征在于，泄油口(41)的内表面设置成向后方倾斜设置的导向斜面结构。
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