專利名稱：帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于壓力容器過壓保護(hù)的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥。
現(xiàn)有的彈簧直接作用式安全閥(以下簡(jiǎn)稱為普通安全閥)大都由彈簧、閥瓣、閥座和頂桿組成，其工作原理為當(dāng)系統(tǒng)中工作介質(zhì)壓力大于由彈簧產(chǎn)生的閥瓣和閥座間的壓緊力時(shí)，工作介質(zhì)頂開閥瓣從閥瓣與閥座間逸出，泄放壓力，從而保證壓力容器的安全。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排放可靠，長(zhǎng)期以來為人們采用。但其明顯不足是在達(dá)到排放壓力之前，由彈簧力(即正密封力)和介質(zhì)壓力(即負(fù)密封力)迭加所形成的密封力必然會(huì)隨介質(zhì)壓力的增加而遞減，最終小于安全閥所需的最小密封力(它取決于密封副的材料、幾何精度和加工質(zhì)量)，因而造成工作介質(zhì)的非正常泄漏。普通安全閥的非正常泄漏是普遍現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的目的是在普通安全閥的基礎(chǔ)上外置一套平衡機(jī)構(gòu)，以便在正密封力一彈簧力之外利用工作介質(zhì)壓力再生成一個(gè)附加的正密封力，而這一附加正密封力在工作介質(zhì)壓力達(dá)到安全閥排放壓力時(shí)，會(huì)由于平衡機(jī)構(gòu)的作用而消失，從而既增大了正常情況下的密封力，有效地抑制泄漏，又不改變排放壓力值，保證安全的同時(shí)更加可靠。
本實(shí)用新型的主要構(gòu)成包括外形稍加改動(dòng)的普通安全閥組件11～19、聯(lián)接套2、平衡組件31～37、驅(qū)動(dòng)組件41～45、調(diào)節(jié)組件51～54、排放閥組件61～68和節(jié)流元件71、72。
本實(shí)用新型的具體構(gòu)成和基本原理是在普通安全閥閥體11的上端通過子口和凸緣用螺栓副110與聯(lián)接套2相連，聯(lián)接套2內(nèi)部沿軸線裝有平衡彈簧下座圈31、平衡彈簧32、平衡彈簧上座圈34。而聯(lián)接套2的上端再與平衡缸缸體35的下端螺接。平衡缸缸體35內(nèi)部沿軸線裝有波紋管36、平衡桿33。平衡桿33穿過聯(lián)接套2并與安全閥閥體11內(nèi)的閥瓣頂桿15上端留有一定的工作間隙。平衡缸缸體35上端有管路10的接口37。驅(qū)動(dòng)缸缸體41固定在聯(lián)接套2外伸的上耳片上，其內(nèi)部沿軸線裝有波紋管42、驅(qū)動(dòng)桿43；驅(qū)動(dòng)缸缸體41上部和側(cè)面各開有一個(gè)工作介質(zhì)入口接口44和一個(gè)與管路10連接的工作介質(zhì)出口接口45。排放閥閥體64固定在聯(lián)接套2外伸的下耳片上，內(nèi)部沿軸線裝有波紋管61、排放桿62、排放閥閥座65、密封圈66、排放閥端蓋67，其上開有與管路10相連的接口68，排放閥閥體64側(cè)面開有與泄放管路9相通的接口63。聯(lián)接套2外伸的上、下耳片之間與驅(qū)動(dòng)缸缸體41和排放閥閥體64同軸線地裝有調(diào)節(jié)彈簧52、調(diào)節(jié)彈簧上座圈51、調(diào)節(jié)彈簧下座圈53和調(diào)節(jié)螺母54，驅(qū)動(dòng)桿43沿軸線穿過調(diào)節(jié)彈簧52，與排放桿62上端留有一定的工作間隙。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母54可改變驅(qū)動(dòng)桿43沿軸線上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的大小，即改變外置平衡機(jī)構(gòu)卸除附加正密封壓力的時(shí)刻。壓力容器中工作介質(zhì)的壓力通過節(jié)流元件71、驅(qū)動(dòng)缸缸體41上部的接口44進(jìn)人驅(qū)動(dòng)缸缸體41內(nèi)，并作用在驅(qū)動(dòng)桿43和波紋管42上，同時(shí)通過驅(qū)動(dòng)缸缸體41側(cè)壁接口45、節(jié)流元件72、管路10、平衡缸缸體35的上端接口37以及排放閥端蓋67上的接口68分別進(jìn)入平衡缸缸體35內(nèi)和排放閥端蓋67內(nèi)并分別作用于平衡桿33、波紋管36和排放桿62的下端。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母54使得當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)工作介質(zhì)壓力小于普通安全閥組件11-19所決定的排放壓力時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿43盡管沿軸向向排放桿62方向移動(dòng)并接觸，但還不足以頂動(dòng)排放桿62。另一方面，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適當(dāng)?shù)牟y管36、平衡彈簧32的剛度，使得當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，平衡缸缸體35內(nèi)的介質(zhì)壓力驅(qū)動(dòng)平衡桿33，并迫使閥瓣頂桿15把閥瓣13壓靠在閥瓣座12的上端面上，進(jìn)而達(dá)到利用工作介質(zhì)施加附加正密封力，有效防止介質(zhì)非正常泄漏的目的。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)工作介質(zhì)壓力等于或大于安全閥排放壓力時(shí)，經(jīng)節(jié)流元件71和接口44進(jìn)入驅(qū)動(dòng)缸缸體41內(nèi)的工作介質(zhì)迫使驅(qū)動(dòng)桿43頂動(dòng)排放桿62，于是平衡缸缸體35內(nèi)的工作介質(zhì)經(jīng)接口37、管路10、接口68、排放桿62與排放閥閥座65之間的間隙和排放閥閥體64側(cè)壁上的接口63進(jìn)入通往泄放容器的管道9。由于平衡缸缸體35內(nèi)的工作介質(zhì)泄放，壓力急劇下降，平衡桿33在平衡彈簧32、波紋管36恢復(fù)力的作用下沿軸線向上移動(dòng)離開閥瓣頂桿15，附加正密封力隨即消失，安全閥閥瓣13在介質(zhì)壓力作用下離開閥瓣座12開啟，通過排放管接口19泄放系統(tǒng)壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常，即低于安全閥開啟壓力時(shí)，具有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥又恢復(fù)至前述相應(yīng)的工作狀態(tài)。
附圖
帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥總體結(jié)構(gòu)剖視圖本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案如下(參見附圖)在普通安全閥閥體11的上端開孔，增設(shè)子口和突緣并用螺栓副110與聯(lián)接套2的下突緣連成一體；聯(lián)接套2中沿其軸線裝有平衡彈簧下座圈31、平衡彈簧3 2、平衡彈簧上座圈34，而聯(lián)接套2的上端與平衡缸缸體35的下端螺接；平衡缸缸體35內(nèi)部沿其軸線裝有波紋管36、平衡桿33。平衡桿33沿其軸線穿過聯(lián)接套2與安全閥閥體11內(nèi)的閥瓣頂桿15上端留有一定的工作間隙。平衡缸缸體35上端有管路10的接口37。驅(qū)動(dòng)缸缸體41螺接在聯(lián)接套2外伸的上耳片上；驅(qū)動(dòng)缸缸體41內(nèi)部沿其軸線裝有波紋管42、驅(qū)動(dòng)桿43；驅(qū)動(dòng)缸缸體41上部開有工作介質(zhì)入口接口44，側(cè)面開有與管路10連接的工作介質(zhì)出口接口45。排放閥閥體64螺接在聯(lián)接套2外伸的下耳片上，其內(nèi)部沿軸線裝有波紋管61、排放桿62、排放閥閥座65、密封圈66和排放閥端蓋67；排放閥端蓋67上開有與管路10連接的接口68，排放閥閥體64的側(cè)面開有與泄放管路9相通的接口63。聯(lián)接套2外伸的上、下耳片之間與驅(qū)動(dòng)缸缸體41和排放閥閥體64同軸線地裝有調(diào)節(jié)彈簧52、調(diào)節(jié)彈簧上座圈51、調(diào)節(jié)彈簧下座圈53和調(diào)節(jié)螺母54驅(qū)動(dòng)桿43沿軸線穿過調(diào)節(jié)彈簧52，與排放桿62上端預(yù)留有一定的工作間隙。系統(tǒng)中工作介質(zhì)經(jīng)節(jié)流元件71和驅(qū)動(dòng)缸缸體41上端接口44進(jìn)入驅(qū)動(dòng)缸缸體41內(nèi)，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)缸缸體41的側(cè)壁接口45、排放節(jié)流元件7 2和管路10、平衡缸缸體35上端接口37、排放閥端蓋67上的接口68分別進(jìn)入平衡缸缸體35和排放閥端蓋67內(nèi)。與普通安全閥一樣，安全閥閥座12的凸緣通過螺栓副111與壓力容器安全閥接頭8相連。安全閥閥瓣13與閥座12之間的閥體側(cè)壁上開口19通過螺栓副112與泄放管路9相連。上述帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥在系統(tǒng)壓力正常的情況下可以有效地增大密封力，防止工作介質(zhì)泄漏，而系統(tǒng)過壓時(shí)又可準(zhǔn)確排放。即使外置平衡機(jī)構(gòu)意外失靈，它仍可和其它不帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的普通安全閥一樣正常發(fā)揮作用。
本實(shí)用新型克服了普通彈簧直接作用式安全閥常因密封不足引起工質(zhì)泄漏的缺點(diǎn)，可以更可靠地工作于以有毒、易燃物為工質(zhì)的壓力系統(tǒng)或核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)中。因而可應(yīng)用于軍事、工業(yè)、民用等壓力安全系統(tǒng)的保護(hù)。
權(quán)利要求1．一種帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，它包括彈簧直接作用式安全閥閥體11，內(nèi)部沿其軸線裝有閥座12、閥瓣13、閥瓣頂桿15、彈簧下座圈14、彈簧16、彈簧上座圈17、調(diào)整螺母18和排放管接口19；其特征在于彈簧直接作用式安全閥閥體11的上端敞開并通過突緣和螺栓副110與聯(lián)接套2的下突緣連成一體；聯(lián)接套2的上端與平衡缸缸體35的下端螺接；驅(qū)動(dòng)缸缸體41螺接在聯(lián)接套2外伸的上耳片上；排放閥閥體64螺接在聯(lián)接套2外伸的下耳片上，調(diào)節(jié)螺母54、調(diào)節(jié)彈簧下座圈53、調(diào)節(jié)彈簧52、調(diào)節(jié)彈簧上座圈51位于聯(lián)接套2外伸的上、下耳片之間。
2．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于彈簧直接作用式安全閥閥體11上端敞開，位于平衡缸缸體35內(nèi)且穿過聯(lián)接套2內(nèi)腔的平衡桿33與閥瓣頂桿15在此預(yù)留工作間隙。
3．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于聯(lián)接套2中沿其軸線裝有平衡彈簧下座圈31、平衡彈簧32、平衡彈簧上座圈34，平衡桿33沿其軸線穿過上述元件。
4．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于平衡缸缸體35內(nèi)沿其軸線裝有波紋管36、平衡桿33，平衡缸缸體35上端有管路10的接口37。
5．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于驅(qū)動(dòng)缸缸體41內(nèi)沿其軸線裝有波紋管42、驅(qū)動(dòng)桿43；驅(qū)動(dòng)缸缸體41上有一個(gè)工作介質(zhì)入口接口44和一個(gè)工作介質(zhì)出口接口45。
6．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于排放閥閥體64內(nèi)沿其軸線裝有波紋管61、排放桿62、排放閥閥座65、密封圈66、排放閥端蓋67；排放桿62上端和驅(qū)動(dòng)桿43下端之間預(yù)留工作間隙，排放閥閥體64側(cè)壁有通往泄放容器的接口63、排放閥端蓋67中心處有管路10的接口68。
7．如權(quán)利要求1所述的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥，其特征在于驅(qū)動(dòng)缸缸體41的工作介質(zhì)入口接口44前裝有入口節(jié)流元件71，而工作介質(zhì)出口接口45后裝有排放節(jié)流元件72。
專利摘要一種壓力容器過壓保護(hù)用的帶有外置平衡機(jī)構(gòu)的彈簧直接作用式安全閥,它包括外形稍加改動(dòng)的普通安全閥組件11～19、聯(lián)接套2、平衡組件31～37、驅(qū)動(dòng)組件41～45、調(diào)節(jié)組件51～54、排放閥組件61～68和節(jié)流元件71、72。本實(shí)用新型克服了普通彈簧直接作用式安全閥常因密封不足引起工質(zhì)泄漏的缺點(diǎn),可以更可靠地工作于以有毒、易燃物為工質(zhì)的壓力系統(tǒng)或核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)中。因而可應(yīng)用于軍事、工業(yè)、民用等壓力安全系統(tǒng)的保護(hù)。
文檔編號(hào)F16K17/04GK2310906SQ9721068
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月1日
發(fā)明者韓偉實(shí), 張濱, 沈明啟, 杜澤, 魏泗均 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)