专利名称：活塞阻尼先导式安全阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于阀类，特别是一种适用于油气集输管道装置、锅炉、容器等设备的活塞阻尼先导式安全阀。
目前，在石油、天然气、化工管道装置、锅炉、容器等设备系统中，通常采用传统的弹簧式安全阀作安全防护设备，由于这种安全阀存在不能准确启跳、启闭压差大、动作后不易复位、回座密封容易泄漏、维修量大等缺点。申请人于1999年在先申请的″平衡式直接载荷安全阀″(专利号99231771．1)，虽然利用介质压力使阀芯台阶处产生的面积压差平衡关系解决了弹簧式安全阀存在的问题，但在大通径、高压力、快速排放量方面，也还没有完全满足工况条件安全防护要求。
本实用新型的目的是为克服上述产品设计的不足，达到启跳准确、启闭压差范围小、工作稳定、回座密封可靠，并能同时满足高压力、大通径、快速排放等安全防护要求，而设计一种活塞阻尼先导式安全阀。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现活塞阻尼先导式安全阀，包括主阀、导阀和导压管，主阀和导阀通过导压管相连，导阀通过感测压力信号动作而驱动主阀动作，主阀和导阀分别由各自的阀体、阀座、阀芯、阀杆、弹簧、阀盖构成，主阀阀芯为圆柱台阶形，与具有台阶形内孔的阀套相配套，其特征在于a．主阀的圆柱台阶形阀芯的小头端面与阀套内腔、上阀盖内腔组成密封气室，由主阀进口端通过导压管将导阀和主阀上阀盖内腔密封气室接通，阀芯大头上端面与阀套内腔台阶的接触面为阀芯的全行程限位面；b．导阀的阀体内腔制有带锥面凸台的阀座，阀体上端面制有导向行程凸台，凸台的底边缘开有流道孔，分别与阀体的内腔和排放出口相通；c．导阀阀杆和活塞加工为一整体，阀杆上、下部开有O形圈密封槽，活塞的外圆开有阻尼槽和O形圈密封槽，活塞的端面开有阻尼孔，阀杆下部通过O形密封圈、压丝圈与阀芯组合连接为一体；d．导阀活塞的上、下端面分别对于阀体凸台内腔、中阀盒内腔、阀座上端内腔组成两个密封气室。
本实用新型还具以下技术特征主阀阀芯的底端内腔嵌有软密封橡胶垫，与阀座的锥面凸台组成硬软双质密封付。
导阀阀芯底端硫化有橡胶垫，与阀座锥面凸台组成硬软双质密封付。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点①主阀阀芯采用圆柱台阶形，与阀套台阶内腔相配套，其小头端面、阀套内腔、上阀盖内腔组成了密封气室，台阶阀芯小头面积大于阀座密封面积，满足了密封性能要求；台阶阀芯的大头面积大于小头面积，利于主阀的开启和行程的限位。
②按导阀阀芯结构，导阀阀芯的密封面积小于活塞面积，当介质压力达到设定压力时，阀芯密封面受介质向上推力变为活塞面积受介质向上推力，完全克服了密封面间受压产生的″吸附效应″及弹簧力，导阀在非常接近给定压力的范围内开启排放，主阀的台阶阀芯小端上腔的介质压力随即排放，台阶阀芯大端在介质压力推动下快速开启排放。
③导阀开启时，介质压力通过活塞阻尼孔进入活塞上腔，并通过阀体凸台与中阀盒内腔配合间隙与阀体凸台边缘小孔及阀体排放出口相通，使活塞上下端在启闭过程中形成一种流体力学动态平衡关系，使其启闭压差范围在结构尺寸设定比例关系下实现。该安全阀能在非常接近给定压力范围内开启，复位准确，工作稳定，启闭压差小，回座密封可靠，能满足高参数技术条件下的应用。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是导阀的结构示意图。
下面依照附图实施例对本实用新型的结构作进一步的说明如
图1所示，活塞阻尼先导式安全阀由主阀、导阀10和导压管9三部份组成，主阀和导阀通过导压管相连。主阀采用自紧式结构，由其阀体1、阀座2、阀芯5、弹簧7、上阀盖8等构成，阀座2装入主阀体1内腔，主阀阀芯5为圆柱台阶形，与具有台阶形内孔的阀套6相配套装入，阀套底端面压在阀座大端面上使之固定。主阀阀芯5两端的圆柱面上嵌有O形密封圈4，其小头端面压有弹簧7，并与阀套6内腔、上阀盖8内腔组成密封气室，上阀盖8端面与阀体上端面由螺栓紧固连接为一体。主阀进口端通过导压管9将导阀10和主阀上阀盖8内腔密封气室接通，主阀阀芯5大头上端面与阀套6内腔台阶的接触面为阀芯5的全行程限位面。阀座2的锥面凸台和主阀阀芯5底端面堆焊有硬质合金，在阀芯5的底端内腔嵌有软密封橡胶垫3，与阀座2的锥面凸台组成硬软双质密封付。
如图2所示，导阀采用活塞阻尼结构，由阀体11、阀芯13、阀座12、阀杆24、活塞17、弹簧25、上盖26、调节螺杆27等组成，导阀10的阀体11内腔直接加工有带锥面凸台的阀座12，阀体11上端面制有导向行程凸台30，凸台30的底边缘开有流道孔19，分别与阀体11的内腔和排放出口21相通。导阀阀杆24和活塞17直接加工为一整体，阀杆24上、下部开有O形圈密封槽23，活塞17的外圆开有阻尼槽18和O形圈密封槽16，活塞17的上下端面间开有阻尼孔20，阀杆24下部通过O形密封圈14、压丝圈15与阀芯13组合连接在底端部。阀杆24上端部压有弹簧25、调节螺杆27，阀杆直径上由中阀盒22内孔导向定位，中阀盒上端连接上盖26，并由螺栓把上盖26、中阀盒22、阀体11连成一体。
活塞17的上、下端面分别对于阀体凸台30内腔、中阀盒22内腔、阀座12上端内腔组成两个密封气室。导阀阀芯13底端硫化有橡胶垫28，与阀座12锥面凸台组成硬软双质密封付。
导阀10下端横向气孔由接头29经导压管与主阀上阀盖8相连通，导阀下端纵向气孔经导压管连接到主阀阀体的下方。
下面针对本实用新型的几种工作状态进行说明1．关闭状态如
图1、图2中主阀及导阀阀芯现处位置，介质压力在主阀进口法兰上端通过导压管9进入导阀阀体11内腔和主阀上阀盖8内腔与主阀阀芯5小头端面间形成的密封环室，在主阀弹簧7预紧力作用下，由于阀芯小头面积大于主阀密封面积，主阀阀芯5密封付紧贴在阀座2凸台端面和锥面，形成硬软双质密封。导阀弹簧25的力在设定时大于密封比压力，密封面同样为双质密封付，满足了关闭密封″零泄漏″的使用要求。
2．超压排放状态当管道装置介质压力升高至设定压力时，导阀弹簧力小于阀芯13密封面积受介质压力的向上推力，阀芯13在阀体11凸台内腔上移，这时介质压力作用在活塞17的下端面，由于活塞面积远大于阀芯密封面积，活塞17推动阀杆24上移，阀芯13上移，导阀开启。因导阀阀体11内腔与主阀阀芯5的圆柱台阶小头端密封环室由导压管连通，导阀开启，阀芯5与小头端压力通过导阀阀体出口处排放，向下压力减小，阀芯5大头端面受介质压力向上移动，到达阀套6内腔台阶交界处时为全行程，主阀排放泄压。
3．回座状态管道装置介质压力随阀门的开启排放降低，当介质压力降到一定压力范围时，导阀活塞17上端受介质压力加上弹簧力大于活塞下端介质向上推力时，导阀阀芯13下移，其回座力值由设计运用的流体力学动态平衡关系决定。
导阀活塞17此时上端和下端由活塞阻尼孔20接通，活塞上端受力为活塞17的面积减去阀杆24的面积乘以介质压力加上弹簧25的作用力，活塞下端受力为活塞面积乘以介质压力。而弹簧作用力为阀芯13的密封比压力，即密封面积乘以排放压力为弹簧力。回座关闭的条件为活塞17上端受力大于活塞下端向上推力，根据流体力学原理建立数学关系式，最后确定回座压力与排放压力的比值为设计所定的阀芯13密封面积与阀杆24面积的比值，因回座压力是完全按设计时给定的，故当管道介质压力排放下降到一定范围时，导阀回座关闭，主阀随之关闭。
权利要求1．一种活塞阻尼先导式安全阀，包括主阀、导阀和导压管，主阀和导阀通过导压管相连，主阀和导阀分别由各自的阀体、阀座、阀芯、阀杆、弹簧、阀盖构成，主阀阀芯为圆柱台阶形，与具有台阶形内孔的阀套相配套，其特征在于a．主阀的圆柱台阶形阀芯(5)的小头端面与阀套(6)内腔、上阀盖(8)内腔组成密封气室，由主阀进口端通过导压管(9)将导阀(10)和主阀上阀盖(8)内腔密封气室接通，阀芯(5)大头上端面与阀套(6)内腔台阶的接触面为阀芯(5)的全行程限位面；b．导阀(10)的阀体(11)内腔制有带锥面凸台的阀座(12)，阀体(11)上端面制有导向行程凸台(30)，凸台(30)的底边缘开有流道孔(19)，分别与阀体(11)的内腔和排放出口相通；c．导阀阀杆(24)和活塞(17)加工为一整体，阀杆(24)上、下部开有O形圈密封槽(23)，活塞(17)的外圆开有阻尼槽(18)和O形圈密封槽(16)，活塞(17)的端面开有阻尼孔(20)，阀杆(24)下部通过O形密封圈(14)、压丝圈(15)与阀芯(13)组合连接为一体；d．活塞(17)的上、下端面分别对于阀体凸台(30)内腔、中阀盒(22)内腔、阀座(12)上端内腔组成两个密封气室。
2．如权利要求1所述的活塞阻尼先导式安全阀，其特征在于主阀阀芯(5)的底端内腔嵌有软密封橡胶垫(3)，与阀座(2)的锥面凸台组成硬软双质密封付。
3．如权利要求1、2所述的活塞阻尼先导式安全阀，其特征在于导阀阀芯(13)底端硫化有橡胶垫(28)，与阀座(12)锥面凸台组成硬软双质密封付。
专利摘要本实用新型是一种活塞阻尼先导式安全阀,包括主阀、导阀和导压管,主阀采用自紧式结构,其圆柱台阶形阀芯与具有台阶形内孔的阀套相配合,阀芯小头端面与阀套内腔、上阀盖内腔组成密封气室,导阀采用活塞阻尼结构,其阀杆和活塞加工为一整体,活塞外圆开有阻尼槽,端面开有阻尼孔,活塞上、下端面分别对于阀体凸台内腔、中阀盒内腔、阀座上端内腔组成两个密封气室。该阀能在非常接近给定压力范围内开启,复位准确,工作稳定,启闭压差小,回座密封可靠。
文档编号F16K17/10GK2427692SQ00223139
公开日2001年4月25日 申请日期2000年5月27日 优先权日2000年5月27日
发明者王元清 申请人:乐山市长江仪表厂