介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)閥門(mén)，更具體的涉及一種在壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)能夠自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉的閥門(mén)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保護(hù)壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設(shè)備，經(jīng)常需要設(shè)置在超壓工況下能夠自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉的閥門(mén)。在以往的實(shí)踐中，通常使用壓力變送器檢測(cè)壓力管道或者壓力容器中的壓力，壓力變送器輸出信號(hào)至控制系統(tǒng)，當(dāng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令改變安裝于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供氣管路的電磁閥的供電狀態(tài)，進(jìn)而改變電磁閥氣流通道的狀態(tài)，從而使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)的目的。
[0003]使用壓力變送器、電磁閥、執(zhí)行器、主閥門(mén)和控制系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)超壓工況下自動(dòng)啟閉閥門(mén)的主要潛在風(fēng)險(xiǎn)在于，如果壓力變送器失效，或者壓力變送器與控制系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸出現(xiàn)問(wèn)題，或者電磁閥的供電出現(xiàn)問(wèn)題，就可能出現(xiàn)壓力已經(jīng)超過(guò)設(shè)定壓力，執(zhí)行器卻未使主閥門(mén)如期動(dòng)作的情形，給壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設(shè)備帶來(lái)威脅。
[0004]本實(shí)用新型主要由執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)閥和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥組成。其中，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)基于壓桿穩(wěn)定和壓桿失穩(wěn)的原理，其活塞承受來(lái)自管道內(nèi)的介質(zhì)壓力，此載荷將加載在細(xì)長(zhǎng)桿上，當(dāng)管道內(nèi)的介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力低于細(xì)長(zhǎng)桿的臨界載荷時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿穩(wěn)定，細(xì)長(zhǎng)桿的軸向推力使先導(dǎo)閥活塞處于密封狀態(tài)，此時(shí)閥門(mén)處于正常閥位；當(dāng)介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力超過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿的臨界載荷時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥活塞瞬間向細(xì)長(zhǎng)桿方向移動(dòng)，失去密封作用，介質(zhì)通過(guò)先導(dǎo)閥進(jìn)入執(zhí)行器，推動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作進(jìn)而使閥門(mén)由正常閥位改變?yōu)榉钦ｉy位。從而實(shí)現(xiàn)了超壓工況下閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉。
[0005]經(jīng)查，目前沒(méi)有以壓桿穩(wěn)定和壓桿失穩(wěn)原理為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的由介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動(dòng)作的自動(dòng)閥門(mén)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型涉及的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)主要由執(zhí)行器、支架、主閥、前端引壓管、后端引壓管、儲(chǔ)氣罐和先導(dǎo)閥組成。
[0007]前端引壓管和后端引壓管將主閥上游介質(zhì)、儲(chǔ)氣罐和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥連接起來(lái)。前端引壓管一端與上游管道相連，另一端與儲(chǔ)氣罐相連；后端引壓管一端與儲(chǔ)氣罐相連，另一端與壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥相連，即先導(dǎo)閥活塞承受的壓力為主閥上游壓力。先導(dǎo)閥活塞再將力傳遞給細(xì)長(zhǎng)桿，使細(xì)長(zhǎng)桿受到軸向的壓力作用。
[0008]在正常工況下，上游介質(zhì)的壓力小于設(shè)定壓力，細(xì)長(zhǎng)桿上的軸向力小于細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)的臨界力，細(xì)長(zhǎng)桿保持直線(xiàn)狀態(tài)，細(xì)長(zhǎng)桿的推力將使得先導(dǎo)閥的活塞與先導(dǎo)閥閥體密封元件緊密接觸，而使得壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥處于密封狀態(tài)。此時(shí)上游介質(zhì)無(wú)法經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥進(jìn)入執(zhí)行器，主閥處于正常閥位狀態(tài)。
[0009]在非正常工況下，主閥上游介質(zhì)的壓力大于設(shè)定壓力，其產(chǎn)生的作用在細(xì)長(zhǎng)桿上的軸向載荷大于細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿將失穩(wěn)彎曲，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間變短，其作用在先導(dǎo)閥活塞上的力會(huì)驟然降低，先導(dǎo)閥活塞在上游介質(zhì)壓力的作用下向細(xì)長(zhǎng)桿方向移動(dòng)，先導(dǎo)閥開(kāi)啟。上游介質(zhì)經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥進(jìn)入執(zhí)行器，推動(dòng)主閥從正常閥位轉(zhuǎn)動(dòng)到非正常閥位。
[0010]在細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)的瞬間，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的介質(zhì)會(huì)驅(qū)動(dòng)主閥開(kāi)始開(kāi)啟。在主閥開(kāi)啟的瞬間，上游介質(zhì)的壓力會(huì)迅速下降。此時(shí)儲(chǔ)壓罐里儲(chǔ)存的介質(zhì)會(huì)同時(shí)向上游管道和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥流動(dòng)。本實(shí)用新型的前端引壓管的直徑和后端引壓管的直徑在選取時(shí)將進(jìn)行流通能力的計(jì)算，以確保從儲(chǔ)壓罐里經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥流向執(zhí)行器能夠保證主閥完全開(kāi)啟。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型涉及的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)的主要結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型涉及的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)正常工作時(shí)的不意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型涉及的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)觸發(fā)后的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型涉及的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)主要由執(zhí)行器2、支架4、主閥5、前端引壓管6、儲(chǔ)氣罐9、后端引壓管10和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13組成。其中壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13的主要部件包括先導(dǎo)閥閥體11、先導(dǎo)閥活塞12、先導(dǎo)閥閥蓋14、細(xì)長(zhǎng)桿15、桿籠16和桿帽17。如圖1所不。
[0015]前端引壓管6 —端與上游管道相連，另一端與儲(chǔ)氣罐9相連；后端引壓管10 —端與儲(chǔ)氣罐9相連，另一端與壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13相連。經(jīng)此連接方式，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13的閥腔中的壓力主閥4上游的介質(zhì)壓力相同，即先導(dǎo)閥活塞12所承受的壓力與主閥5上游的壓力相同。介質(zhì)作用在先導(dǎo)閥活塞12產(chǎn)生的推力傳遞給細(xì)長(zhǎng)桿15，使細(xì)長(zhǎng)桿15承受軸向壓載荷。
[0016]下面以介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)作為泄壓閥使用時(shí)為例介紹本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0017]在正常工況下，主閥5上游介質(zhì)的壓力小于設(shè)定壓力，其產(chǎn)生的作用在細(xì)長(zhǎng)桿15上的軸向載荷小于細(xì)長(zhǎng)桿15的失穩(wěn)臨界載荷。此時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿15保持直線(xiàn)狀態(tài)，細(xì)長(zhǎng)桿15的推力將使得先導(dǎo)閥的活塞12與先導(dǎo)閥閥體密封元件緊密接觸，而使得壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥處于密封狀態(tài)。此時(shí)上游介質(zhì)無(wú)法經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13進(jìn)入執(zhí)行器2，主閥5處于關(guān)閉狀態(tài)。如圖2所示。
[0018]在非正常工況下，主閥5上游介質(zhì)的壓力超過(guò)設(shè)定壓力，其產(chǎn)生的作用在細(xì)長(zhǎng)桿15上的軸向載荷超過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)的臨界載荷。此時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿15失穩(wěn)彎曲，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間變短，其作用在先導(dǎo)閥活塞12上的力會(huì)驟然降低，先導(dǎo)閥活塞12在上游介質(zhì)壓力的作用下向細(xì)長(zhǎng)桿15方向移動(dòng)，先導(dǎo)閥13開(kāi)啟。上游介質(zhì)經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13進(jìn)入執(zhí)行器2，推動(dòng)主閥5從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到打開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到泄放介質(zhì)的目的。
[0019]在細(xì)長(zhǎng)桿15失穩(wěn)的瞬間，儲(chǔ)氣罐9內(nèi)的介質(zhì)會(huì)驅(qū)動(dòng)主閥5開(kāi)始開(kāi)啟。在主閥5開(kāi)啟的瞬間，其上游介質(zhì)的壓力會(huì)迅速下降。此時(shí)儲(chǔ)壓罐9里儲(chǔ)存的介質(zhì)會(huì)同時(shí)向上游管道和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13流動(dòng)。前端引壓管6的直徑和后端引壓管10的直徑在選取時(shí)將進(jìn)行流通能力的計(jì)算，以確保從儲(chǔ)壓罐9里經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥13流向執(zhí)行器2的介質(zhì)能夠保證主閥5完全開(kāi)啟。
[0020]當(dāng)本實(shí)用新型的主閥5設(shè)計(jì)為超壓工況下自動(dòng)關(guān)閉時(shí)，只需要將開(kāi)關(guān)閥執(zhí)行器2旋轉(zhuǎn)90度即可?！揪唧w實(shí)施方式】與開(kāi)關(guān)閥5設(shè)計(jì)為超壓時(shí)自動(dòng)泄放相同，在此不再贅述。
[0021]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟之外，均可以以任何方式組合。
[0022]本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。
[0023]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)，其主要由執(zhí)行器(2)、支架(4)、主閥(5)、前端引壓管(6)、儲(chǔ)氣罐(9)、后端引壓管(10)和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)組成，其中先導(dǎo)閥閥體(11)、先導(dǎo)閥活塞(12)、先導(dǎo)閥閥蓋(14)、細(xì)長(zhǎng)桿(15)、桿籠(16)和桿帽(17)組成的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)是該自動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，其主要特征在于:在超壓工況下由細(xì)長(zhǎng)桿(15)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)先導(dǎo)閥(13)的開(kāi)啟進(jìn)而觸發(fā)主閥(5)的動(dòng)作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)，其中壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)的閥腔中的壓力與主閥(5)上游的介質(zhì)壓力相同，即先導(dǎo)閥活塞(12)所承受的壓力與主閥(5)上游的壓力相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)，其中先導(dǎo)閥活塞(12)承受的來(lái)自介質(zhì)的推力傳遞給細(xì)長(zhǎng)桿(15)，使細(xì)長(zhǎng)桿(15)承受軸向壓載荷；在正常工況下，作用在細(xì)長(zhǎng)桿(15)上的軸向載荷小于細(xì)長(zhǎng)桿(15)的失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿(15)保持直線(xiàn)狀態(tài)，細(xì)長(zhǎng)桿(15)的推力將使得先導(dǎo)閥的活塞(12)與先導(dǎo)閥閥體密封元件緊密接觸，而使得壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)處于密封狀態(tài)，此時(shí)上游介質(zhì)無(wú)法經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)進(jìn)入執(zhí)行器(2)，主閥(5)處于關(guān)閉狀態(tài)；在非正常工況下，主閥(5)上游介質(zhì)的壓力超過(guò)設(shè)定壓力，其產(chǎn)生的作用在細(xì)長(zhǎng)桿(15)上的軸向載荷超過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿(15)的失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿(15)失穩(wěn)彎曲，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間變短，其作用在先導(dǎo)閥活塞(12)上的力會(huì)驟然降低，先導(dǎo)閥活塞(12)在上游介質(zhì)壓力的作用下向細(xì)長(zhǎng)桿(15)方向移動(dòng)，先導(dǎo)閥(13)開(kāi)啟，上游介質(zhì)經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)進(jìn)入執(zhí)行器(2)，推動(dòng)主閥(5)動(dòng)作至非正常閥位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)，其中前端引壓管(6)的直徑略小于后端引壓管(10)的直徑，以確保先導(dǎo)閥(13)開(kāi)啟后從儲(chǔ)氣罐(9)里經(jīng)過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥(13)流向執(zhí)行器(2)的介質(zhì)能夠保證主閥(5)完全開(kāi)啟。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是一種介質(zhì)直接驅(qū)動(dòng)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型自動(dòng)閥門(mén)。其主要部件包括執(zhí)行器、支架、主閥、前端引壓管、后端引壓管、儲(chǔ)氣罐和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥組成，其中先導(dǎo)閥閥體、先導(dǎo)閥活塞、先導(dǎo)閥閥蓋、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠和桿帽組成的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥是該自動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作的觸發(fā)機(jī)構(gòu)。當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)彎曲觸發(fā)型先導(dǎo)閥連通上游介質(zhì)進(jìn)入執(zhí)行器的通道，上游介質(zhì)可以流過(guò)壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型先導(dǎo)閥進(jìn)入執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)主閥動(dòng)作至非正常閥位。此閥門(mén)組件可以用作緊急泄放裝置或緊急關(guān)斷裝置。
【IPC分類(lèi)】F16K31/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204805687
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520115159
【發(fā)明人】劉海亮, 張?jiān)跁? 王磊, 趙壽軍
【申請(qǐng)人】劉海亮, 張?jiān)跁? 王磊, 趙壽軍
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日