一种低压大口径安全阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于压力系统超压保护的安全阀，具体为一种低压大口径弹簧直接作用式安全阀。其导套连接在阀体和盖板中间，阀帽安装在盖板上面，在阀体腔内，定位螺钉连接在阀体侧孔处，阀体上连接有调节圈；O型圈嵌入阀瓣与反冲盘构成的凹槽中，固定在反冲盘的盘体下端，形成的组合体通过弹簧压在阀体的密封面上；弹簧及上弹簧座整体位于由反冲盘、导套及盖板构成的腔体内，弹簧直接安装于反冲盘；调整螺钉安装在盖板上，锁紧螺母安装在调整螺钉的上端，调整螺钉通过推力垫圈、轴承及上弹簧座将力传导至弹簧，对整定压力进行调节；反冲盘和阀体的密封面均经过研磨，形成金属密封；O型圈和阀体的密封面形成非金属弹性密封。
【专利说明】—种低压大口径安全阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于压力系统超压保护的安全阀，具体为一种低压大口径弹簧直接作用式安全阀。
【背景技术】
[0002]弹簧直接作用式安全阀是一种自动阀门，当系统压力达到整定压力时自动开启排出一定额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常时，阀门将再行关闭以防止介质继续流出。
[0003]随着石化、电力等行业装置规模及其所要求的单台设备不断向大型化发展，传统的如API526《钢制法兰泄压阀》中规定的最大流道面积代号“T”(有效流道面积为167.742cm2)的安全阀也往往不能满足实际使用的需求。如果选用多台API526中规定的流道面积的安全阀来满足排量的需求，则首先会带来设备成本的增加，其次还会给安装配管、阀门维修等增加难度，最终还会降低系统的可靠性。
[0004]针对大型球罐等一些低压大排量工况的应用，传统安全阀将弹簧安装于阀盖腔内，通过阀杆将弹簧力传导至反冲盘，这样的结构设计往往无法满足此类工况的动作性能。对于需要安装于室内或者塔顶较高位置的工况，如大型压缩机、大型油罐等，往往对安全阀的尺寸及重量有一定的限制，市场上常见的大口径安全阀外形尺寸大、整阀重量大，不利于安全阀的安装、运输、使用及维修等。对于低压工况，安全阀的密封也是较难实现的技术难点，目前，安全阀常用的密封形式有金属密封和非金属弹性密封。金属密封泄漏率较大，不适合用于剧毒、易燃等介质的工况。单纯的非金属弹性密封安全阀虽然密封性较金属密封安全阀有所提高，但是在安全阀关闭过程中会对非金属密封材料有较大冲击，对其使用寿命产生很大影响。因此需要研制一种用于低压的、安装尺寸小、重量轻、密封性好、能保护密封材料并提供辅助密封功能的大口径安全阀。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种低压大口径安全阀，以满足上述需求。
[0006]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为:
[0007]—种低压大口径安全阀，其主体结构由阀座阀体一体式的阀体、导套、盖板及阀帽构成，导套连接在阀体和盖板中间，阀帽安装在盖板上面，在阀体腔内，定位螺钉连接在阀体侧孔处，阀体上连接有调节圈，调节圈通过定位螺钉进行调节；0型圈嵌入阀瓣与反冲盘构成的凹槽中，通过六角螺钉固定在反冲盘的盘体下端，形成一个组合体，该组合体通过弹簧压在阀体的密封面上，该组合体与阀体、调节圈共同形成安全阀的主要流道结构；弹簧及上弹簧座整体位于由反冲盘、导套及盖板构成的腔体内，弹簧直接安装于反冲盘；调整螺钉安装在盖板上，锁紧螺母安装在调整螺钉的上端，调整螺钉通过推力垫圈、轴承及上弹簧座将力传导至弹簧，对整定压力进行调节；反冲盘和阀体的密封面均经过研磨，形成金属密封；0型圈和阀体的密封面形成非金属弹性密封。[0008]所述安全阀的工作过程如下:在安全阀关闭状态，非金属弹性密封起主密封作用，安全阀入口处的介质可以进入阀瓣处的凹槽，系统压力有利于压紧O型圈，还有利于压紧反冲盘的密封面，增加其与阀体的密封面形成的金属密封的密封力，实现零泄漏；在安全阀开启时，积蓄在反冲盘、阀瓣和O型圈处的压力通过阀瓣处的凹槽泄放，以避免O型圈由于积聚的压力被吹出；当系统压力下降，反冲盘在弹簧作用下带动O型圈和阀瓣回座，回座过程中，O型圈因反冲盘和阀体的密封面的金属密封形成的金属限位，不会受到较大的冲击和压缩。
[0009]所述阀体、反冲盘、阀帽的材料为铝；所述O型圈的材料为氟橡胶。
[0010]所述导套通过螺栓连接在阀体和盖板中间。
[0011]所述阀帽通过螺纹安装在盖板上面。
[0012]所述定位螺钉通过螺纹连接在阀体侧孔处。
[0013]所述调整螺钉通过螺纹安装在盖板上。
[0014]所述锁紧螺母通过螺纹安装在调整螺钉的上端。
[0015]本发明所取得的有益效果为:
[0016]本发明设计了一种用于低压的阀座阀体一体式、弹簧直接安装于反冲盘、金属密封和非金属弹性密封双重密封的大口径安全阀。该安全阀具有较大的排量，可广泛应用于石化、电力等行业的大型装置。该安全阀通过阀座阀体一体式设计、弹簧直接安装于反冲盘上、取消阀盖阀杆、使用盖板等结构设计的改进，将弹簧力作用点降低、减少导向零件数量，因此可以实现低压工况的动作性能，超过压力< 10%，启闭压差< 5% ;通过阀体等主体零件材料选用铝，取消阀盖、阀杆，减少零件数量，优化结构设计，因而阀门整体外形尺寸较小、结构紧凑，整阀重量为同类产品重量的约1/3，适用于室内或塔顶较高位置等安装配管困难的工况；该安全阀还具有非金属弹性密封与金属密封双重密封的密封结构设计，结合了两者的优点，不仅可以提供辅助密封满足改善金属密封的密封性，实现零泄漏，可以满足低压工况的密封要求，减少介质损失及其对环境的污染，并且显著延长非金属密封材料的使用寿命，对于节能减排具有重要的意义。通过阀瓣上专门设计的凹槽结构，不仅提高非金属弹性密封的密封性，而且增加反冲盘和阀体的形成的金属密封的密封性，该金属密封形成的金属限位还可降低O型圈在安全阀关闭过程中所受到的冲击，延长O型圈的使用寿命，从而可以满足低压工况的密封要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述低压大口径安全阀结构示意图；
[0018]图2为双重密封结构局部放大图；
[0019]图3为安全阀开启状态双重密封结构局部放大图；
[0020]图中:1、阀体；2、阀瓣；3、反冲盘；4、导套；5、调节圈；6、盖板；7、阀帽；8、调整螺钉；9、弹簧；10、定位螺钉；11、推力垫圈；12、锁紧螺母；13、轴承；14、上弹簧座；15、六角螺钉:16、O型圈。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。[0022]如图1所示，本发明所述低压大口径安全阀主体结构由阀座阀体一体式的阀体1、导套4、盖板6及阀帽7构成。导套4通过螺栓连接在阀体I和盖板6中间，阀帽7通过螺纹安装在盖板6上面。在阀体腔内，定位螺钉10通过螺纹连接在阀体I侧孔处，阀体I上连接有调节圈5，调节圈5可以通过定位螺钉10进行调节，进而调节安全阀的超过压力和回座压力等性能参数。
[0023]调整螺钉8通过螺纹安装在盖板6上，锁紧螺母12通过螺纹安装在调整螺钉8的上端，用于锁紧调整螺钉8。调整螺钉8通过推力垫圈11、轴承13及上弹簧座14将力传导至弹簧9，从而可以对整定压力进行调节。如图2所示，O型圈16嵌入阀瓣2与反冲盘3构成的凹槽中，通过六角螺钉15固定在反冲盘3的盘体下端，形成一个组合体，该组合体通过弹簧9压在阀体I的密封面上。该组合体与阀体1、调节圈5共同形成安全阀的主要流道结构。该流道结构具有较大的排量及良好的动作性能参数，超过压力< 10%,启闭压差< 5%。。
[0024]弹簧9及上弹簧座14整体位于由反冲盘3、导套4及盖板6构成的腔体内，弹簧9直接安装于反冲盘3，从而显著降低弹簧力的作用点，可以满足低压工况的动作性能要求。
[0025]所述阀体1、反冲盘3、阀帽7的材料为铝；所述O型圈16的材料为氟橡胶；反冲盘3和阀体I的密封面均经过研磨，形成金属密封；0型圈16和阀体I的密封面形成非金属弹性密封，如图2所示。金属密封和非金属弹性密封共同形成双重密封。
[0026]如图2?图3所示，本发明所述的低压大口径安全阀的双重密封结构在工作时:
[0027]在安全阀关闭状态，非金属弹性密封起到主密封作用，安全阀入口处的介质可以进入阀瓣2处的凹槽，系统压力不仅有利于压紧O型圈16，还有利于压紧反冲盘3的密封面，增加其与阀体I的密封面形成的金属密封的密封力，因此可以实现零泄漏。
[0028]在安全阀开启时，如图3所示，积蓄在反冲盘3、阀瓣2和O型圈16处的压力通过阀瓣2处的凹槽泄放，从而可以避免O型圈16由于积聚的压力被吹出。当系统压力下降，反冲盘3在弹簧9作用下带动O型圈16和阀瓣2回座，在回座过程中，O型圈16由于有反冲盘3和阀体I的密封面的金属密封形成的金属限位，因此不会受到较大的冲击和压缩，从而可以具有较长的使用寿命，从而可以满足低压工况的密封要求。
【权利要求】
1.一种低压大口径安全阀，其特征在于:其主体结构由阀座阀体一体式的阀体(I)、导套(4)、盖板(6)及阀帽(7)构成，导套(4)连接在阀体(I)和盖板(6)中间，阀帽(7)安装在盖板(6)上面，在阀体(I)腔内，定位螺钉(10)连接在阀体(I)侧孔处，阀体(I)上连接有调节圈(5)，调节圈(5)通过定位螺钉(10)进行调节；0型圈(16)嵌入阀瓣(2)与反冲盘(3)构成的凹槽中，通过六角螺钉(15)固定在反冲盘(3)的盘体下端，形成一个组合体，该组合体通过弹簧(9)压在阀体(I)的密封面上，该组合体与阀体(I)、调节圈(5)共同形成安全阀的主要流道结构；弹簧(9)及上弹簧座(14)整体位于由反冲盘(3)、导套(4)及盖板(6)构成的腔体内，弹簧(9)直接安装于反冲盘(3);调整螺钉(8)安装在盖板(6)上，锁紧螺母(12)安装在调整螺钉(8)的上端，调整螺钉(8)通过推力垫圈(11)、轴承(13)及上弹簧座(14)将力传导至弹簧(9)，对整定压力进行调节；反冲盘(3)和阀体(I)的密封面均经过研磨，形成金属密封；0型圈(16)和阀体(I)的密封面形成非金属弹性密封。
2.根据权利要求1所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述安全阀的工作过程如下:在安全阀关闭状态，非金属弹性密封起主密封作用，安全阀入口处的介质可以进入阀瓣(2)处的凹槽，系统压力有利于压紧O型圈(16)，还有利于压紧反冲盘(3)的密封面，增加其与阀体(I)的密封面形成的金属密封的密封力，实现零泄漏；在安全阀开启时，积蓄在反冲盘(3)、阀瓣(2)和O型圈(16)处的压力通过阀瓣(2)处的凹槽泄放，以避免O型圈(16)由于积聚的压力被吹出；当系统压力下降，反冲盘(3)在弹簧(9)作用下带动O型圈(16)和阀瓣(2)回座，回座过程中，O型圈(16)因反冲盘(3)和阀体(I)的密封面的金属密封形成的金属限位，不会受到较大的冲击和压缩。
3.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述阀体(I)、反冲盘(3)、阀帽(7)的材料为铝；所述O型圈(16)的材料为氟橡胶。
4.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述导套(4)通过螺栓连接在阀体(I)和盖板(6 )中间。
5.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述阀帽(7)通过螺纹安装在盖板(6)上面。
6.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述定位螺钉(10)通过螺纹连接在阀体(I)侧孔处。
7.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述调整螺钉(8)通过螺纹安装在盖板(6)上。
8.根据权利要求1或2所述的低压大口径安全阀，其特征在于:所述锁紧螺母(12)通过螺纹安装在调整螺钉(8)的上端。
【文档编号】F16K17/06GK103968113SQ201310421683
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】段淼淼, 翟红波, 郑晖, 李晓峰, 高玉林 申请人:北京航天动力研究所