CN214534762U - 一种先导式安全阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种先导式安全阀，包括主阀、控制第二导阀的开闭的第一导阀、控制主阀的开闭的第二导阀，主阀瓣具有平面，主阀体的主出口处形成平面，主阀关闭时，主阀瓣的平面与主出口的平面直接贴合；第一阀瓣具有平面，第一阀体的第一出口处形成平面，第一导阀关闭时，第一阀瓣的平面与第一出口的平面直接贴合；第二阀瓣具有平面，第二阀体的第二出口处形成平面，第二导阀关闭时，第二阀瓣的平面与第二出口的平面直接贴合。本实用新型的导阀采用双级控制结构，动作稳定、性能可靠，主阀动作通过双级导阀控制，能够在大口径高压力工况下进行应用，阀瓣采用自密封结构，密封性能更好，不使用非金属材料作为密封材料，使工作温度范围扩大。

Description

一种先导式安全阀

技术领域

本实用新型涉及安全阀领域，具体涉及一种先导式安全阀。

背景技术

安全阀作为一种自动泄压装置在压力容器、压力管道中应用非常广泛。当系统压力超过安全阀的整定压力后，安全阀通过自身介质驱动实现阀门的开启，并对导致超压的介质进行排放，当系统压力降低至安全范围后阀门自动关闭。安全阀通过泄放过程实现对压力容器、压力管道的超压保护。

在化工、火电、核电等行业中广泛使用的安全阀包括弹簧式安全阀及先导式安全阀，其中弹簧式安全阀通过弹簧作用力实现对介质的密封，先导式安全阀通过介质自作用力实现密封。相比弹簧式安全阀先导式安全阀的重量更低、体积更小、排放能力更强，且主阀自密封工作原理能够实现主阀在高工作压力条件下具有更好的密封。

大部分的先导式安全阀主要包括主阀和导阀，主阀结构通过介质自作用力实现对介质的密封，当系统压力升高到设定压力后导阀开启，导阀将主阀内部用于自密封的介质排出，主阀密封作用力消失，主阀开启。

现有先导式安全阀主阀自密封作用力的建立主要通过主阀阀瓣与阀体之间的弹性密封进行实现，如中国专利CN104514901A、CN106402444A、CN111734860A、CN202220890U、CN101963251A、CN105864496A等均使用非金属材料（橡胶O型圈、塑料弹簧蓄能圈）作为密封构件，橡胶O型圈的使用导致此类先导式安全阀只能够在温度-40℃~300℃的工况范围内进行使用，即使使用塑料弹簧蓄能圈时温度下限能够适当降低，但安全阀的工作温度范围仍然受限。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种先导式安全阀，可以提供更大工作温度的范围。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种先导式安全阀，具有总入口、总出口，所述的安全阀包括主阀和导阀，所述的导阀包括第一导阀、第二导阀，所述的第一导阀用于控制所述的第二导阀的开闭，所述的第二导阀用于控制所述的主阀的开闭，

所述的主阀包括主阀体、设置在所述的主阀体内的主阀瓣，所述的主阀体具有主入口、主出口、第一连通口，所述的主入口与所述的总入口相连通，所述的主出口与所述的总出口相连通，所述的第一连通口与所述的第二导阀相连通，所述的主出口与所述的第一连通口位于所述的主阀瓣的两侧，所述的主阀瓣可在所述的主出口与所述的第一连通口之间移动开闭所述的主出口，所述的主阀瓣具有平面，所述的主阀体的主出口处形成平面，当所述的主阀关闭时，所述的主阀瓣的平面与所述的主出口的平面直接贴合；

所述的第一导阀包括第一阀体、设置在所述的第一阀体内的第一阀瓣、与所述的第一阀瓣相连接的第一辅助开闭组件，所述的第一阀体具有第一入口、第一出口，所述的第一入口与所述的总入口相连通，所述的第一出口与所述的第二导阀相连通，所述的第一阀瓣具有平面，所述的第一阀体的第一出口处形成平面，当所述的第一导阀关闭时，所述的第一阀瓣的平面与所述的第一出口的平面直接贴合；

所述的第二导阀包括第二阀体、设置在所述的第二阀体内的第二阀瓣、与所述的第二阀瓣相连接的第二辅助开闭组件，所述的第二阀体具有第二入口、第二出口、第二连通口，所述的第二入口与所述的第一出口相连通，所述的第二出口与外部相连通，所述的第二连通口与所述的第一连通口相连通，所述的第二阀瓣具有平面，所述的第二阀体的第二出口处形成平面，当所述的第二导阀关闭时，所述的第二阀瓣的平面与所述的第二出口的平面直接贴合。

优选地，所述的主阀体与所述的第一阀瓣之间采用间隙配合，可以确保所述的主阀瓣在所述的主阀体内顺利移动。

进一步优选地，所述的间隙的流通面积小于所述的第二导阀开启后的最大流通面积，否则所述的主阀瓣开启后无法关闭。

优选地，所述的主阀瓣开设有内部通道，所述的主入口通过所述的内部通道与所述的第一连通口相连通。

进一步优选地，所述的内部通道的流通面积小于所述的第二导阀开启后的最大流通面积，否则所述的主阀瓣开启后无法关闭。

优选地，所述的第一辅助开闭组件包括波纹管、第一弹性件、用于调节所述的第一弹性件的弹性力大小的调节件，所述的波纹管的一端连接在所述的第一阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀体上，所述的第一弹性件的一端连接在所述的第一阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀体上，所述的调节件连接在所述的第一弹性件的另一端与第一阀体之间。

优选地，所述的第二阀体包括第一阀腔、第二阀腔，所述的第二连通口开设在所述的第一阀腔的腔壁上，所述的第二阀瓣位于所述的第一阀腔内，所述的第一阀腔、第二阀腔通过所述第二出口相连通，所述的第二入口开设在所述的第二阀腔的腔壁上，所述的第二阀腔上开设有第三出口，所述的第二出口通过所述的第三出口与所述的安全阀的外界相连通。

进一步优选地，所述的第二辅助开闭组件包括第二弹性件、活塞件，所述的第二弹性件的一端连接在所述的第二阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀腔的腔壁上，所述的活塞件的一端位于所述的第二阀腔内、另一端用于推动所述的第二阀瓣开闭所述的第二出口。

更进一步优选地，所述的活塞件与所述的第二阀腔之间采用间隙配合，可以确保所述的活塞在所述的主阀体内顺利移动。

更进一步优选地，所述的第二阀腔内设置有阻挡部，所述的活塞件的一端位于所述的阻挡部的一侧，所述的第二出口、第三出口均位于所述的阻挡部的另一侧。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的导阀采用双级控制结构，导阀动作稳定、性能可靠，主阀动作过程通过双级导阀控制能够在大口径高压力工况下进行应用，阀瓣采用自密封结构较常规导阀结构（直接弹簧力密封）密封性能更好，并且不使用非金属材料（橡胶O型圈、塑料弹簧蓄能圈等）作为密封材料，可以使工作温度范围扩大。

附图说明

附图1为本实施例的结构示意图。

以上附图中：11、总入口；12、总出口；2、主阀体；21、主入口、22、主出口；23、第一连通口；24、主阀座；3、主阀瓣；31、内部通道；4、第一阀体；41、第一入口；42、第一出口；43、第一阀座；5、第一阀瓣；61、波纹管；62、第一弹性件；63、调节件；7、第二阀体；71、第一阀腔；72、第二阀腔；73、阻挡部；74、第二入口；75、第二出口；76、第三出口；77、第二连通口；78、第二阀座；8、第二阀瓣；91、第二弹性件；92、活塞件；93、环形槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种先导式安全阀，具有总入口11、总出口12，安全阀包括主阀和导阀，导阀包括第一导阀、第二导阀，第一导阀用于控制第二导阀的开闭，第二导阀用于控制主阀的开闭，整阀采用模块化设计，结构紧凑、体积小。在本实施例中，安全阀如图1所示的水平设置来进行解释说明，具体使用时，安全阀可根据具体工况环境改变安装角度。

主阀采用自密封结构，包括主阀体2、设置在主阀体2内的主阀瓣3，主阀体2上形成与主阀瓣3相配合的主阀座24，主阀体2具有主入口21、主出口22、第一连通口23，主出口22位于主阀座24上，主入口21与总入口11相连通，主出口22与总出口12相连通，第一连通口23与第二导阀相连通，主出口22与第一连通口23位于主阀瓣3的两侧，主阀瓣3可在主出口22与第一连通口23之间移动开闭主出口22，在本实施例中，主阀瓣3沿竖直方向移动。主阀瓣3具有平面，主阀体2的主出口22处形成平面，在本实施例中，主阀瓣3具有的平面是水平面，主阀体2的主出口22处形成平面同样也是水平面。当主阀关闭时，主阀瓣3的平面与主出口22的平面直接贴合，主阀瓣3受到的密封压力垂直于主阀瓣3的平面与主出口22的平面。主阀体2与第一阀瓣5之间采用间隙配合，可以确保主阀瓣3在主阀体2内顺利移动，间隙的流通面积小于第二导阀开启后的最大流通面积，否则主阀瓣3开启后无法关闭。主阀瓣3开设有内部通道31，主入口21与主出口22位于主阀瓣3的于同一侧，主入口21通过内部通道31与第一连通口23相连通，内部通道31的流通面积小于第二导阀开启后的最大流通面积，否则主阀瓣3开启后无法关闭。主阀瓣3的朝向主出口22一端的端面小于其朝向第一连通口23一端的端面，其与第一阀体4之间的空间便于介质从主入口21流向内部通道31。因此，主阀瓣3和主阀体2之间的间隙与主阀瓣3内部通道31的流通面积之和小于第二导阀开启后的最大流通面积，形成压差使超压的压力介质排出。

第一导阀包括第一阀体4、设置在第一阀体4内的第一阀瓣5、与第一阀瓣5相连接的第一辅助开闭组件，第一阀体4上形成与第一阀瓣5相配合的第一阀座43，第一阀体4具有第一入口41、第一出口42，第一出口42位于第一阀座43上，第一入口41与总入口11相连通，第一出口42与第二导阀相连通，在本实施例中，第一阀瓣5沿竖直方向移动。第一阀瓣5具有平面，第一阀体4的第一出口42处形成平面，在本实施例中，第一阀瓣5具有的平面是水平面，第一阀体4的第一出口42处形成平面同样也是水平面。当第一导阀关闭时，第一阀瓣5的平面与第一出口42的平面直接贴合，第一阀瓣5受到的密封压力垂直于第一阀瓣5的平面与第一出口42的平面。第一辅助开闭组件包括波纹管61、第一弹性件62、用于调节第一弹性件62的弹性力大小的调节件63，通常第一弹性件62可采用弹簧，调节件63可采用调节螺钉，调节螺钉直接调整弹簧的压缩量，可改变波纹管61在介质作用力下与第一弹性件62之间的受力平衡，最终实现对安全阀不同开启压力的控制。波纹管61的一端连接在第一阀瓣5上、另一端连接在第一阀体4上，第一弹性件62的一端连接在第一阀瓣5上、另一端连接在第一阀体4上，调节件63连接在第一弹性件62的另一端与第一阀体4之间，第一弹性件62设置在波纹管61内，波纹管61可使压力感应更加准确。

第二导阀包括第二阀体7、设置在第二阀体7内的第二阀瓣8、与第二阀瓣8相连接的第二辅助开闭组件，第二阀体7包括第一阀腔71、第二阀腔72，第二阀瓣8位于第一阀腔71内，第一阀腔71上形成与第二阀瓣8相配合的第二阀座78，第二阀体7具有第二入口74、第二出口75、第三出口76、第二连通口77，第二出口75位于第二阀座78上，第二入口74开设在第二阀腔72的腔壁上，第二出口75位于第一阀腔71与第二阀腔72之间并且第一阀腔71、第二阀腔72通过所述第二出口75相连通，第三出口76开设在第二阀腔72的腔壁上，第二连通口77开设在第一阀腔71的腔壁上，第二入口74与第一出口42相连通，第二出口75通过第三出口76与安全阀的外界相连通，第二连通口77与第一连通口23相连通，在本实施例中，第二阀瓣8沿竖直方向移动。第二阀瓣8具有平面，第二阀体7的第二出口75处形成平面，在本实施例中，第二阀瓣8具有的平面是水平面，第二阀体7的第二出口75处形成平面同样也是水平面。当第二导阀关闭时，第二阀瓣8的平面与第二出口75的平面直接贴合，第二阀瓣8受到的密封压力垂直于第二阀瓣8的平面与第二出口75的平面。第二辅助开闭组件包括第二弹性件91、活塞件92，通常第二弹性件91采用弹簧。第二弹性件91的一端连接在第二阀瓣8上、另一端连接在第一阀腔71的腔壁上，活塞件92的一端位于第二阀腔72内、另一端用于推动第二阀瓣8开闭第二出口75，活塞件92的另一端可穿过第二出口75推动第二阀瓣8。活塞件92与第二阀腔72之间采用间隙配合，可以确保活塞在主阀体2内顺利移动。第二阀腔72内设置有阻挡部73，活塞件92的一端、第二入口74位于阻挡部73的一侧，第二出口75、第三出口76均位于阻挡部73的另一侧。活塞件92一端的外周面上开设有多个环形槽93，阻挡部73朝向活塞件92一侧的面上开设有多个环形槽93，环形槽93可以干扰介质的流动，增加流出时的阻力。

主阀、第一导阀、第二导阀均采用金属材料，而不使用非金属材料密封，使用温度范围可以达到-198℃~600℃，能够应用于低温、高温、高压压力容器、管道的超压保护。

以下具体阐述一下本实施例的工作原理（以图1所示位置关系为例）：

一）工作状态：

介质压力从总入口11进入后，分为两路；一路介质经主入口21进入主阀体2内主阀瓣3的下侧，通过主阀瓣3的内部通道31进入主阀瓣3上侧，介质作用在主阀瓣3上部，主阀瓣3在压力作用下与主阀座24进行密封，介质无法从主出口22排向总出口12，主阀瓣3上侧气体通过第一连通口23、第二连通口77进入第一阀腔71内部，使第二阀瓣8在介质作用下与第二阀座78实现密封；另一路介质经第一入口41进入第一阀体4内部，波纹管61在第一弹性件62与介质力共同作用下产生向下的作用力，该作用力作用于第一阀瓣5上，将第一阀瓣5与第一阀座43密封。

二）整定压力工况（阀门开启工况）：

当系统压力升高至整定压力时，波纹管61所受介质力与第一弹性件62作用力基本平衡，压力继续升高后波纹管61受介质力大于第一弹性件62作用力，第一阀瓣5与第一阀座43之间出现分离；第一阀体4内介质从第一出口42流出后，介质由第二入口74进入第二阀腔72，介质推动活塞件92向上运动，活塞件92向上运动后与第二阀瓣8底部接触，活塞件92向上的力克服介质作用在第二阀瓣8上表面产生的作用力，活塞件92推动第二阀瓣8向上运动；第二阀瓣8向上运动后介质从第二出口75流出，在阻挡件的限制下从第三出口76向外部排放。第一阀腔71的介质排放直接导致主阀体2上侧介质压力降低，通过主阀瓣3内部通道31以及主阀瓣3与主阀体2之间间隙补充进入主阀体2上侧空间的介质数量小于第一阀腔71向外部排放的介质数量，主阀体2上侧空间压力持续降低，主阀瓣3在上下压力差的作用下开启，从总入口11进入安全阀的介质直接由主入口21经主出口22后从总出口12排出，受保护的压力系统的压力持续降低。

三）阀门关闭：

当受保护的压力系统的压力降低至设定数值后，总入口11进入的介质压力降低，波纹管61所受介质力小于第一弹性件62作用力，第一阀瓣5与第一阀座43重新密封，第二阀腔72内介质通过活塞件92与第二阀体7之间的间隙排向第三出口76，第二阀腔72内介质压力降低，活塞件92回落，第二阀瓣8回落，第二阀瓣8与第二阀座78重新密封，主阀体2上侧空间介质压力不再降低，介质通过主阀瓣3内部通道31进入主阀体2上侧空间，主阀体2上侧空间压力增大，主阀瓣3在上侧介质压力作用下向下回落并与主阀座24实现密封，安全阀重新实现密封。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种先导式安全阀，具有总入口、总出口，所述的安全阀包括主阀和导阀，所述的导阀包括第一导阀、第二导阀，所述的第一导阀用于控制所述的第二导阀的开闭，所述的第二导阀用于控制所述的主阀的开闭，其特征在于：

所述的主阀包括主阀体、设置在所述的主阀体内的主阀瓣，所述的主阀体具有主入口、主出口、第一连通口，所述的主入口与所述的总入口相连通，所述的主出口与所述的总出口相连通，所述的第一连通口与所述的第二导阀相连通，所述的主出口与所述的第一连通口位于所述的主阀瓣的两侧，所述的主阀瓣可在所述的主出口与所述的第一连通口之间移动开闭所述的主出口，所述的主阀瓣具有平面，所述的主阀体的主出口处形成平面，当所述的主阀关闭时，所述的主阀瓣的平面与所述的主出口的平面直接贴合；

所述的第一导阀包括第一阀体、设置在所述的第一阀体内的第一阀瓣、与所述的第一阀瓣相连接的第一辅助开闭组件，所述的第一阀体具有第一入口、第一出口，所述的第一入口与所述的总入口相连通，所述的第一出口与所述的第二导阀相连通，所述的第一阀瓣具有平面，所述的第一阀体的第一出口处形成平面，当所述的第一导阀关闭时，所述的第一阀瓣的平面与所述的第一出口的平面直接贴合；

所述的第二导阀包括第二阀体、设置在所述的第二阀体内的第二阀瓣、与所述的第二阀瓣相连接的第二辅助开闭组件，所述的第二阀体具有第二入口、第二出口、第二连通口，所述的第二入口与所述的第一出口相连通，所述的第二出口与外部相连通，所述的第二连通口与所述的第一连通口相连通，所述的第二阀瓣具有平面，所述的第二阀体的第二出口处形成平面，当所述的第二导阀关闭时，所述的第二阀瓣的平面与所述的第二出口的平面直接贴合。

2.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的主阀体与所述的第一阀瓣之间采用间隙配合。

3.根据权利要求2所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的间隙的流通面积小于所述的第二导阀开启后的最大流通面积。

4.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的主阀瓣开设有内部通道，所述的主入口通过所述的内部通道与所述的第一连通口相连通。

5.根据权利要求4所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的内部通道的流通面积小于所述的第二导阀开启后的最大流通面积。

6.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第一辅助开闭组件包括波纹管、第一弹性件、用于调节所述的第一弹性件的弹性力大小的调节件，所述的波纹管的一端连接在所述的第一阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀体上，所述的第一弹性件的一端连接在所述的第一阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀体上，所述的调节件连接在所述的第一弹性件的另一端与第一阀体之间。

7.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第二阀体包括第一阀腔、第二阀腔，所述的第二连通口开设在所述的第一阀腔的腔壁上，所述的第二阀瓣位于所述的第一阀腔内，所述的第一阀腔、第二阀腔通过所述第二出口相连通，所述的第二入口开设在所述的第二阀腔的腔壁上，所述的第二阀腔上开设有第三出口，所述的第二出口通过所述的第三出口与所述的安全阀的外界相连通。

8.根据权利要求7所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第二辅助开闭组件包括第二弹性件、活塞件，所述的第二弹性件的一端连接在所述的第二阀瓣上、另一端连接在所述的第一阀腔的腔壁上，所述的活塞件的一端位于所述的第二阀腔内、另一端用于推动所述的第二阀瓣开闭所述的第二出口。

9.根据权利要求8所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的活塞件与所述的第二阀腔之间采用间隙配合。

10.根据权利要求8所述的先导式安全阀，其特征在于：所述的第二阀腔内设置有阻挡部，所述的活塞件的一端位于所述的阻挡部的一侧，所述的第二出口、第三出口均位于所述的阻挡部的另一侧。

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