可变喉径的安全阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可变喉径的安全阀，包括：外壳、主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘；所述外壳下端套接在阀嘴上；所述主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘设置在所述外壳内部；所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器顶部与所述主弹簧机构固定连接，底部与所述主阀盘固定连接；所述辅弹簧机构底部与所述辅阀盘固定连接。本实用新型实施例提供的一种可变喉径的安全阀，通过在安全阀中增加了一套辅弹簧机构和辅阀盘，并将主阀盘机构及辅阀盘机构的起跳压力设置成一大一小，从而形成两个额定流量不同的排放通道，既可以保证安全阀的安全性，又避免了阀盘的震颤和频跳的问题。
【专利说明】可变喉径的安全阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及阀门生产【技术领域】，特别涉及一种可变喉径的安全阀。
【背景技术】
[0002]根据API526标准，安全阀喉径每一级额定排放量不同，特别是大尺寸喉径，相邻级的排放量相差很大。但选择安全阀喉径的原则是选取喉径值是要比计算喉径值大的那一级，很多时候计算喉径只比本级大一点。例如:计算喉径为3.61in2，喉径M为3.60in2，喉径N为4.34in2。此种情况下只能选择喉径N。这种情况下，在排放过程中，会有过量工艺介质排放，同时安全阀会频跳或震颤，造成安全阀的不稳定性，且反复频跳或震颤会影响安全阀的特性，缩短安全阀使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定性高，使用寿命长的可变喉径的安全阀。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可变喉径的安全阀，包括:
[0005]外壳、主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘；
[0006]所述外壳下端套接在阀嘴上；
[0007]所述主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘设置在所述外壳内部；
[0008]所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器顶部与所述主弹簧机构固定连接，底部与所述主阀盘固定连接；
[0009]所述辅弹簧机构底部与所述辅阀盘固定连接；
[0010]所述辅阀盘和主阀盘用于在正常工况下，所述辅阀盘与主阀盘严密组合在一起，盖在阀嘴的顶端，阻止工艺介质泄漏；
[0011]所述辅弹簧机构用于在安全阀入口压力等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅弹簧机构受到挤压带动所述辅阀盘提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放；
[0012]所述主弹簧机构用于在安全阀入口压力等于所述主阀盘起跳压力时，所述主弹簧机构受到挤压带动所述主阀盘提升，所述主阀盘打开进行工艺介质排放。
[0013]进一步地，所述外壳包括:
[0014]阀帽、阀罩及阀体；
[0015]所述阀帽下端与所述阀罩上端固定连接；
[0016]所述阀体上端与所述阀罩下端固定连接，下端套接在所述阀嘴上，所述阀罩一侧设有放空孔。
[0017]进一步地，所述辅弹簧机构包括:
[0018]辅弹簧、辅轴及辅弹簧板；
[0019]所述辅弹簧设置在所述连接器的封闭部分内，上端与所述连接器顶部内壁固定连接，下端与所述辅弹簧板固定连接；
[0020]所述辅弹簧板下端与所述辅轴固定连接；
[0021]所述辅轴底部与所述辅阀盘固定连接；
[0022]所述辅弹簧用于在安全阀入口压力等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅弹簧受到挤压带动所述辅阀盘提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放。
[0023]进一步地，所述主弹簧机构还包括:
[0024]主轴、主弹簧、主弹簧调节螺丝及主弹簧板；
[0025]所述主弹簧调节螺丝、主弹簧及主弹簧板套接在所述主轴上；
[0026]所述主弹簧下端与连接器顶端固定连接，上端与主弹簧板固定连接；
[0027]所述主弹簧调节螺丝设置在所述主弹簧板上端，外侧与所述阀罩螺接，所述主弹簧调节螺丝用于通过调节主弹簧的长度来改变主弹簧的设定压力，从而改变主阀盘被打开的起跳压力；
[0028]所述主弹簧用于在安全阀入口压力等于所述主阀盘的起跳压力时，所述主弹簧受到挤压带动所述主阀盘提升，所述主阀盘打开进行工艺介质排放。
[0029]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0030]主定位器，所述主定位器设置在所述连接器外围，通过所述阀罩和阀体进行固定，所述主定位器用于保证所述连接器在上下运动时保持垂直。
[0031]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0032]辅定位器，所述辅定位器设置在所述辅轴外围，且与所述连接器内部固定连接，所述辅定位器用于保证所述辅轴在上下运动时保持垂直。
[0033]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0034]主定位块，所述主定位块设置在所述连接器上，且位于所述主定位器下端，所述主定位块用于在所述主阀盘提升的过程中与所述主定位器配合对所述主阀盘的提升高度进行定位。
[0035]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0036]辅定位块，所述辅定位块设置在所述辅轴上，且位于所述辅定位器下端，所述辅定位块用于在所述辅阀盘提升的过程中与所述辅定位器配合对所述辅阀盘的提升高度进行定位。
[0037]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0038]调节环及调节环调节螺丝，所述调节环套接在所述阀嘴外围，所述调节环调节螺丝用于改变调节环的位置，辅助所述主阀盘打开。
[0039]进一步地，所述辅阀盘为倒立的圆形锥台结构。
[0040]本实用新型实施例提供的一种可变喉径的安全阀，通过在安全阀中增加了一套辅弹簧机构和辅阀盘，并将主阀盘机构及辅阀盘机构的起跳压力设置成一大一小，从而形成两个额定流量不同的排放通道，既可以保证安全阀的安全性，又避免了阀盘的震颤和频跳的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1为本实用新型实施例1提供的一种可变喉径的安全阀结构示意图；
[0042]图2为图1所示的可变喉径的安全阀在P <匕时的工作原理图；
[0043]图3为图1所示的可变喉径的安全阀在Psh彡P彡P %时的工作原理图；
[0044]图4为图1所示的可变喉径的安全阀在P ^ Psh时的工作原理图；
[0045]图5为实施例3所示的可变喉径的安全阀的结构示意图；
[0046]其中，1、阀帽，2、主轴，3、主弹簧调节螺丝，4、阀罩，5、主弹簧板，6主弹簧，7、放空孔(堵死)，8、连接器，9、辅弹簧，10、辅弹簧板，11、辅定位器，12、阀体，13、主定位器，14、辅轴，15、主定位块，16、辅阀盘，17、主阀盘，18、调节环，19、调节环调节螺丝，20、阀嘴，21、辅定位块；
[0047]P为安全阀入口压力，匕为安全阀辅阀盘的起跳压力，Psh为安全阀主阀盘的起跳压力，PsL< P SH0
【具体实施方式】
[0048]下面通过几个具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
[0049]实施例1:
[0050]参见图1，本实用新型实施例提供的可变喉径的安全阀，包括:外壳、主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器8、主阀盘17、辅阀盘16、调节环18及调节环调节螺丝19，外壳下端套接在阀嘴20上；主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器8、主阀盘17及辅阀盘16设置在外壳内部；连接器8上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，连接器8顶部与主弹簧机构固定连接，底部与主阀盘17固定连接；为了加强主阀盘17与辅阀盘16之间的密封性，尽可能的减小辅阀盘16的起跳时间，辅阀盘16设置呈倒立的圆形锥台结构，辅弹簧机构底部与辅阀盘16固定连接；调节环18套接在阀嘴20外围，通过调节调节环调节螺丝19改变调节环18的位置，辅助主阀盘17打开。
[0051]在正常工况下，辅阀盘16与主阀盘17严密组合在一起，盖在阀嘴20的顶端，阻止工艺介质泄漏，当安全阀入口压力等于辅阀盘16的起跳压力时，辅弹簧机构受到挤压带动辅阀盘16提升，辅阀盘16被打开进行工艺介质排放，当安全阀入口压力等于主阀盘17起跳压力时，主弹簧机构受到挤压带动主阀盘17提升，主阀盘17打开进行工艺介质排放。
[0052]其中，外壳包括:阀帽1、阀罩4及阀体12 ;阀帽I下端与阀罩4上端固定连接；阀体12上端与阀罩4下端固定连接，下端套接在阀嘴20上，阀罩4 一侧设有放空孔7，当安全阀检修时，先将安全阀上下游的切断阀关闭，打开放空孔7，使安全阀内的工艺介质放空，再将安全阀从管道系统上取下。
[0053]辅弹簧机构包括:辅弹簧9、辅轴14及辅弹簧板10 ;辅弹簧9设置在连接器8的封闭部分内，上端与连接器8顶部内壁固定连接，下端与辅弹簧板10固定连接；辅弹簧板10下端与辅轴14固定连接；辅轴14底部与辅阀盘16固定连接；在正常工况下，辅阀盘16与主阀盘17严密组合在一起，盖在阀嘴20的顶端，阻止工艺介质泄漏，当安全阀入口压力等于辅阀盘16的起跳压力时，辅弹簧9受到挤压带动辅阀盘16提升，辅阀盘16被打开进行工艺介质排放。
[0054]主弹簧机构还包括:主轴2、主弹簧6、主弹簧调节螺丝3及主弹簧板5 ;主弹簧调节螺丝3、主弹簧6及主弹簧板5套接在主轴2上；主弹簧6下端与连接器8顶端固定连接，上端与主弹簧板5固定连接；主弹簧调节螺丝3设置在主弹簧板5上端，外侧与阀罩4螺接，用于通过调节主弹簧6的长度来改变主弹簧6的设定压力，从而改变主阀盘17被打开的起跳压力；当安全阀入口压力等于主阀盘17的起跳压力时，主弹簧6受到挤压带动主阀盘17提升，主阀盘17打开进行工艺介质排放。
[0055]本实用新型实施例提供的一种可变喉径安全阀的工作原理如下:
[0056]因为主弹簧6与辅弹簧9为两根粗细不同的弹簧，可分别为主阀盘17及辅阀盘16设置不同的起跳压力，且辅阀盘16的起跳压力PSl小于主阀盘17起跳压力PSH。
[0057]P为安全阀入口压力，PSl为安全阀辅阀盘16起跳压力，P 511为安全阀主阀盘17起跳压力，PSL< P SHO
[0058]参见图2，当安全阀入口压力P小于Ps^t，辅弹簧9通过辅轴14传递给辅阀盘16的力Ff大于P作用在辅阀盘16底面的力，主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘17的力F z大于P作用于主阀盘17底面的力，这使安全阀主辅盘紧密结合成一个整体，严密地盖在阀嘴20上，阻止泄漏和排放。
[0059]参见图3，当安全阀入口压力P大于等于PSl而小于P SH时，由于辅弹簧9通过辅轴14传递给辅阀盘16的力Ff小于P作用在辅阀盘16底面的力，辅弹簧9被压缩，辅阀盘16随之提升，辅阀盘16与主阀盘17分离，并形成环形缝隙，提供排放通道；同时主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘17的力Fz大于P作用于主阀盘17底面的力，故辅阀盘16开启开始排放，而主阀盘17依然关闭。辅阀盘16提升高度由P作用在辅阀盘16底面的力与辅弹簧9的弹性力决定，当两者相等时辅阀盘16升至最高，此时安全阀的泄放量由主阀盘17底面上的排放通道孔径决定。
[0060]参见图4，当辅阀盘16打开后，而P继续上升，达到Psh时，即P彡Psh时，主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘17的力Fz小于P作用于主阀盘17底面的力，主弹簧6被压缩，主阀盘17随之开启。主阀盘17提升高度由P作用在主阀盘17底面的力与主弹簧6的弹性力决定，当两者相等时主阀盘17升至最高，此时安全阀的泄放量由安全阀阀嘴20排放能力决定。
[0061]P下降时，当达到Psh时首先关闭主阀盘17 ;当P继续下降时，达到Ps^t，关闭辅阀盘16，此过程为安全阀打开的反过程。
[0062]实施例2:
[0063]本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例提供的可变喉径的安全阀还包括:主定位器13及主定位块15，主定位器13设置在连接器8外围，通过阀罩4和阀体12进行固定，保证连接器8在上下运动时保持垂直。主定位块15设置在连接器8上，且位于主定位器13下端，主定位块15用于在主阀盘17提升的过程中与主定位器13配合对主阀盘17的提升高度进行定位。当辅阀盘16打开后，而P继续上升，达到Psh时，即P彡Psh时，主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘17的力Fz小于P作用于主阀盘17底面的力，主弹簧6被压缩，主阀盘17随之开启。主阀盘17的最大提升高度由主定位器13和主定位块15的相对位置决定，此时安全阀的泄放量由安全阀阀嘴20排放能力决定。其他地方与实施例1完全一致。
[0064]实施例3:
[0065]如图5所示，本实施例与实施例2的不同之处在于，本实施例提供的可变喉径的安全阀还包括:辅定位器11及辅定位块21，辅定位器11设置在辅轴14外围，且与连接器8内部固定连接，保证辅轴14在上下运动时保持垂直。辅定位块21设置在辅轴14上，且位于辅定位器11下端，辅定位块21用于在辅阀盘16提升的过程中与辅定位器11配合对辅阀盘16的提升高度进行定位。当辅阀盘16开启时，辅阀盘16的最大提升高度由辅定位器11和辅定位块21的相对位置决定，此时安全阀的泄放量由主阀盘17底面上的排放通道孔径决定。其他地方与实施例2完全一致。
[0066]本实用新型实施例提供的一种可变喉径的安全阀，在安全阀中增加了一套辅弹簧机构和辅阀盘16，从而可以形成两个不同的起跳压力，同时形成两个额定流量不同的排放通道，有益效果如下:
[0067]1、在安全阀设计计算过程中，往往存在多个泄放工况，泄放量差别也很大，在这种情况下，如果仅仅使用一个以最大泄放量为基础设计的排放通道将引起阀盘频跳或震颤使安全阀损坏的情况。本实用新型通过设计主阀盘17及辅阀盘16两种泄放方式的组合来实现可以适当选出两种控制工况设计安全阀所需的主、辅泄放面积:，将所有工况按泄放量分成两组，通过采用主阀盘17结构设计，用最大泄放量为基础设计主排放通道；通过采用辅阀盘16结构设计，用另一选定的泄放量为基础设计辅排放通道，从而避免了上述阀盘频跳或震颤使安全阀损坏的情况，加强了安全阀的稳定性能，保障了安全阀的特性。
[0068]2、在只存在一种泄放工况下，主阀盘17控制的大尺寸喉径按API标准选择设计，辅阀盘16控制的小尺寸喉径按实际需要设计，这样既可以保证安全性，又避免了震颤和频跳的问题。
[0069]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种可变喉径的安全阀，其特征在于，包括: 外壳、主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘； 所述外壳下端套接在阀嘴上； 所述主弹簧机构、辅弹簧机构、连接器、主阀盘及辅阀盘设置在所述外壳内部； 所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器顶部与所述主弹簧机构固定连接，底部与所述主阀盘固定连接； 所述辅弹簧机构底部与所述辅阀盘固定连接； 所述辅阀盘和主阀盘用于在正常工况下，所述辅阀盘与主阀盘严密组合在一起，盖在阀嘴的顶端，阻止工艺介质泄漏； 所述辅弹簧机构用于在安全阀入口压力等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅弹簧机构受到挤压带动所述辅阀盘提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放； 所述主弹簧机构用于在安全阀入口压力等于所述主阀盘起跳压力时，所述主弹簧机构受到挤压带动所述主阀盘提升，所述主阀盘打开进行工艺介质排放。
2.如权利要求1所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，所述外壳包括: 阀帽、阀罩及阀体； 所述阀帽下端与所述阀罩上端固定连接； 所述阀体上端与所述阀罩下端固定连接，下端套接在所述阀嘴上，所述阀罩一侧设有放空孔。
3.如权利要求2所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，所述辅弹簧机构包括: 辅弹簧、辅轴及辅弹簧板； 所述辅弹簧设置在所述连接器的封闭部分内，上端与所述连接器顶部内壁固定连接，下端与所述辅弹簧板固定连接； 所述辅弹簧板下端与所述辅轴固定连接； 所述辅轴底部与所述辅阀盘固定连接； 所述辅弹簧用于在安全阀入口压力等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅弹簧受到挤压带动所述辅阀盘提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放。
4.如权利要求2所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，所述主弹簧机构还包括: 主轴、主弹簧、主弹簧调节螺丝及主弹簧板； 所述主弹簧调节螺丝、主弹簧及主弹簧板套接在所述主轴上； 所述主弹簧下端与连接器顶端固定连接，上端与主弹簧板固定连接； 所述主弹簧调节螺丝设置在所述主弹簧板上端，外侧与所述阀罩螺接，所述主弹簧调节螺丝用于通过调节主弹簧的长度来改变主弹簧的设定压力，从而改变主阀盘被打开的起跳压力； 所述主弹簧用于在安全阀入口压力等于所述主阀盘的起跳压力时，所述主弹簧受到挤压带动所述主阀盘提升，所述主阀盘打开进行工艺介质排放。
5.如权利要求2所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 主定位器，所述主定位器设置在所述连接器外围，通过所述阀罩和阀体进行固定，所述主定位器用于保证所述连接器在上下运动时保持垂直。
6.如权利要求3所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 辅定位器，所述辅定位器设置在所述辅轴外围，且与所述连接器内部固定连接，所述辅定位器用于保证所述辅轴在上下运动时保持垂直。
7.如权利要求4所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 主定位块，所述主定位块设置在所述连接器上，且位于所述主定位器下端，所述主定位块用于在所述主阀盘提升的过程中与所述主定位器配合对所述主阀盘的提升高度进行定位。
8.如权利要求6所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 辅定位块，所述辅定位块设置在所述辅轴上，且位于所述辅定位器下端，所述辅定位块用于在所述辅阀盘提升的过程中与所述辅定位器配合对所述辅阀盘的提升高度进行定位。
9.如权利要求1-8任一项所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 调节环及调节环调节螺丝，所述调节环套接在所述阀嘴外围，所述调节环调节螺丝用于改变调节环的位置，辅助所述主阀盘打开。
10.如权利要求9所述的可变喉径的安全阀，其特征在于: 所述辅阀盘为倒立的圆形锥台结构。
【文档编号】F16K17/04GK204253961SQ201420575379
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】文征, 陈萍, 万克西, 胡健, 李春燕, 唐硕 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中国寰球工程公司