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、外轴、内轴、连接器、设有主阀盘的主阀盘机构及设有辅阀盘的辅阀盘机构；所述外壳下端套接在阀嘴上；所述外轴底部与所述连接器顶部固定连接，所述内轴套接在所述内轴内部，且底部与所述辅阀盘固定连接；所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器底部与所述主阀盘固定连接；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阀盘机构，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，同时泄放量控制器的使用，方便了辅排放通道的设计。
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，同时具有泄放量调节方便的优点。
[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、外轴、内轴、连接器、设有主阀盘的主阀盘机构及设有辅阀盘的辅阀盘机构；
[0006]所述外壳下端套接在阀嘴上；
[0007]所述外轴、内轴、连接器、主阀盘机构及辅阀盘机构设置在所述外壳内部；
[0008]所述外轴底部与所述连接器顶部固定连接，所述内轴套接在所述内轴内部，且底部与所述辅阀盘固定连接；
[0009]所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器底部与所述主阀盘固定连接；
[0010]所述辅阀盘与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，当安全阀入口压力大于等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅阀盘机构提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放，当安全阀入口压力大于等于所述主阀盘起跳压力时，所述主阀盘提升，所述主阀盘被打开进行工艺介质排放。
[0011]进一步地,所述外壳包括:
[0012]阀帽、阀罩及阀体；
[0013]所述阀帽下端与所述阀罩上端固定连接；
[0014]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。
[0015]进一步地，所述辅阀盘机构还包括:
[0016]辅弹簧及辅弹簧板；
[0017]所述辅弹簧及辅弹簧板套接在所述内轴上，且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端内壁固定连接，下端与所述辅弹簧板固定连接；
[0018]所述辅阀盘为圆形盖状，所述辅阀盘底部有一圈突起，所述主阀盘顶部也设有一圈突起，辅阀盘与主阀盘通过两部分突起严密组合在一起，盖在阀嘴的顶端；
[0019]所述辅弹簧用于在安全阀入口压力大于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。
[0020]进一步地，所述主弹簧机构还包括:
[0021]主弹簧、主弹簧调节螺丝及主弹簧板；
[0022]所述主弹簧及主弹簧板套接在所述外轴上；
[0023]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；
[0024]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，内侧套接有所述外轴，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；
[0025]所述主弹簧用于在安全阀入口压力大于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。
[0026]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0027]泄放量控制器，所述泄放量控制器与所述辅阀盘底部固定连接，所述泄放量控制器呈倒置的圆筒状，上端设有狭槽，所述泄放量控制器用于通过改变狭槽数量，从而调节辅阀盘的泄放量。
[0028]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0029]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。
[0030]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0031]辅定位器，所述辅定位器套接在所述内轴外围，且与所述连接器顶部内壁固定连接，所述辅定位器用于保证所述内轴在上下运动时保持垂直。
[0032]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0033]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。
[0034]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0035]辅定位块，所述辅定位块设置在所述内轴上，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。
[0036]进一步地，所述的可变喉径的安全阀，还包括:
[0037]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，从而辅助所述主阀盘打开。
[0038]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阀盘机构，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，同时泄放量控制器的使用，方便了辅排放通道的调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]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；
[0040]图2为图1所示的可变喉径的安全阀在P < Psl时的工作原理图；
[0041]图3为图1所示的可变喉径的安全阀在Psh彡P彡Psl时的工作原理图；
[0042]图4为图1所示的可变喉径的安全阀在P彡PSH时的工作原理图；
[0043]图5为实施例3提供的可变喉径的安全阀的结构示意图；
[0044]图6为实施例4提供的的可变喉径的安全阀的结构示意图。
[0045]其中，1、阀帽，2、内轴，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、主定位器，12、阀体，13、主定位块，14、辅阀盘，15、主阀盘，16、调节环，17、调节环调节螺丝，18、阀嘴，19、外轴、20、泄放量控制器、21、辅定位器，22、辅定位块；
[0046]P为安全阀入口压力，Psl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〈 Psho
【具体实施方式】
[0047]下面通过几个具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
[0048]实施例1:
[0049]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、外轴19、内轴
2、连接器8、设有主阀盘15的主阀盘机构、设有辅阀盘14的辅阀盘机构、调节环16及调节环调节螺丝17 ;外壳下端套接在阀嘴18上；外轴19、内轴2、连接器8、主阀盘机构及辅阀盘机构设置在外壳内部；外轴19底部与连接器8顶部固定连接，内轴2套接在外轴19内部，且底部与辅阀盘14固定连接；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底部与主阀盘15固定连接；调节环16套接在阀嘴18外围，通过调节调节环调节螺丝17改变调节环16的位置，辅助主阀盘15打开。
[0050]在正常工况下，辅阀盘14与主阀盘15严密组合在一起，盖在阀嘴18的顶端，阻止工艺介质泄漏，当安全阀入口压力大于等于辅阀盘14的起跳压力时，辅阀盘机构提升，辅阀盘14被打开进行工艺介质排放，当安全阀入口压力大于等于主阀盘15起跳压力时，主阀盘15提升，主阀盘15被打开进行工艺介质排放。
[0051]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18上，阀罩4 一侧设有放空孔7。
[0052]辅阀盘机构包括:辅阀盘14、辅弹簧9及辅弹簧板10 ;辅弹簧9及辅弹簧板10套接在内轴2上，且辅弹簧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；辅阀盘14为圆形盖状，辅阀盘14底部有一圈突起，主阀盘15顶部也设有一圈突起，辅阀盘14与主阀盘15通过两部分突起严密组合在一起，盖在阀嘴18的顶端；当安全阀入口压力大于等于辅阀盘14的起跳压力时，辅弹簧9受到挤压带动辅阀盘14提升，辅阀盘14被打开进行工艺介质排放。
[0053]主弹簧6机构还包括:主阀盘15、主弹簧6、主弹簧调节螺丝3及主弹簧板5 ;主弹簧6及主弹簧板5套接在外轴19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，内侧套接有外轴19，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15被打开的起跳压力；当安全阀入口压力大于等于主阀盘15的起跳压力时，主弹簧6受到挤压带动主阀盘15提升，主阀盘15打开进行工艺介质排放。
[0054]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:
[0055]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15及辅阀盘14设置不同的起跳压力，且辅阀盘14的起跳压力PSl小于主阀盘15起跳压力PSH。
[0056]P为安全阀入口压力，PSl为安全阀辅阀盘14起跳压力，Psh为安全阀主阀盘15起跳压力，Pa < PshO
[0057]参见图2，当安全阀入口压力P小于Pa时，辅弹簧9通过内轴2传递给辅阀盘14的力Ff大于P作用在辅阀盘14底面的力，主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘15的力Fz大于P作用于主阀盘15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18上，阻止泄漏和排放。
[0058]参见图3，当安全阀入口压力P大于等于匕而小于Psh时，由于辅弹簧9通过内轴2传递给辅阀盘14的力Ff小于P作用在辅阀盘14底面的力，辅弹簧9被压缩，辅阀盘14随之提升，辅阀盘14与主阀盘15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15的力Fz大于P作用于主阀盘15底面的力，故辅阀盘14开启开始排放，而主阀盘15依然关闭。辅阀盘14提升高度由P作用在辅阀盘14底面的力与辅弹簧9的弹性力决定，当两者相等时辅阀盘14升至最高，此时安全阀的泄放量由主阀盘15底面上的排放通道孔径决定。
[0059]参见图4，当辅阀盘14打开后，而P继续上升，达到Psh时，SP P彡Psh时，主弹簧6通过连接器8传递给主阀盘15的力Fz小于P作用于主阀盘15底面的力，主弹簧6被压缩，主阀盘15随之开启。主阀盘15提升高度由P作用在主阀盘15底面的力与主弹簧6的弹性力决定，当两者相等时主阀盘15升至最高，此时安全阀的泄放量由安全阀阀嘴18排放能力决定。
[0060]P下降时，当达到Psh时首先关闭主阀盘15 ;当P继续下降时，达到Pa时，关闭辅阀盘14，此过程为安全阀打开的反过程。
[0061]实施例2:
[0062]本实施例与实施例1不同之处在于，本实施例提供的可变喉径的安全阀还包括泄放量控制器20，泄放量控制器20与辅阀盘14底部固定连接，泄放量控制器20呈倒置的圆筒状，上端设有狭槽，使用时，可以通过改变泄放量控制器20上的狭槽数量，从而调节辅阀盘14的泄放量。其他地方与实施例1完全一致。
[0063]实施例:3:
[0064]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:主定位器11及主定位块13，主定位器11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13设置在连接器8上，且位于主定位器11下端，主定位块13用于在主阀盘15提升的过程中与主定位器11配合对主阀盘15的提升高度进行定位。当辅阀盘14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15的力Fz小于P作用于主阀盘15底面的力，主弹簧6被压缩，主阀盘15随之开启。主阀盘15的最大提升高度由主定位器11和主定位块13的相对位置决定，此时安全阀的泄放量由安全阀阀嘴18排放能力决定。其他地方与实施例2完全一致。
[0065]实施例4:
[0066]如图6所示，本实施例与实施例3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21及辅定位块22，辅定位器21设置套接在内轴2外围，且与连接器8内部内壁固定连接，保证内轴2在上下运动时保持垂直。辅定位块22设置在内轴2上，且位于辅定位器21下端，辅定位块22用于在辅阀盘14提升的过程中与辅定位器21配合对辅阀盘14的提升高度进行定位。当辅阀盘14开启时，辅阀盘14的最大提升高度由辅定位器21和辅定位块22的相对位置决定，此时安全阀的泄放量由泄放量控制器20泄放量控制器20决定。其他地方与实施例3完全一致。
[0067]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阀盘机构，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，有益效果如下:
[0068]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15及辅阀盘14两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15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14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，同时泄放量控制器20的使用，方便了辅泄放通道的调节。
[0069]2、在只存在一种泄放工况下，主阀盘15控制的大尺寸喉径按API标准选择设计，辅阀盘14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。
[0070]3、通过增加弹簧调节螺丝、阀帽1、内轴2、外轴19等，都是为了可以在安全阀顶部加扳手或固定螺丝使阀盘锁死。
[0071]4、通过增加泄放量控制器20，在安全阀泄放过程中，辅阀盘14提升到最高处时，泄放量控制器20可以暴露出若干狭槽，每个狭槽有一定排放面积，可以排放一定数量的工艺介质；当暴露出的狭槽数量变化时，排放的工艺介质的量也随之变化，这样辅阀盘14控制的最大泄放量就是可以按需变化的。需要辅阀盘14泄放多少量就暴露出相应的狭槽。狭槽的暴露数量是通过调节辅定位器21高度实现的。辅定位器21
[0072]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、外轴、内轴、连接器、设有主阀盘的主阀盘机构及设有辅阀盘的辅阀盘机构； 所述外壳下端套接在阀嘴上； 所述外轴、内轴、连接器、主阀盘机构及辅阀盘机构设置在所述外壳内部； 所述外轴底部与所述连接器顶部固定连接，所述内轴套接在所述内轴内部，且底部与所述辅阀盘固定连接； 所述连接器上半部分为封闭部分，下半部分为开放部分，所述连接器底部与所述主阀盘固定连接； 所述辅阀盘与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，当安全阀入口压力大于等于所述辅阀盘的起跳压力时，所述辅阀盘机构提升，所述辅阀盘被打开进行工艺介质排放，当安全阀入口压力大于等于所述主阀盘起跳压力时，所述主阀盘提升，所述主阀盘被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，所述辅阀盘机构还包括: 辅弹簧及辅弹簧板； 所述辅弹簧及辅弹簧板套接在所述内轴上，且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端内壁固定连接，下端与所述辅弹簧板固定连接； 所述辅阀盘为圆形盖状，所述辅阀盘底部有一圈突起，所述主阀盘顶部也设有一圈突起，辅阀盘与主阀盘通过两部分突起严密组合在一起，盖在阀嘴的顶端； 所述辅弹簧用于在安全阀入口压力大于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3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: 主弹簧、主弹簧调节螺丝及主弹簧板； 所述主弹簧及主弹簧板套接在所述外轴上； 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，内侧套接有所述外轴，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大于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4所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 泄放量控制器，所述泄放量控制器与所述辅阀盘底部固定连接，所述泄放量控制器呈倒置的圆筒状，上端设有狭槽，所述泄放量控制器用于通过改变狭槽数量，从而调节辅阀盘的泄放量。
6.如权利要求5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。
7.如权利要求5所述的可变喉径的安全阀，其特征在于，还包括: 辅定位器，所述辅定位器套接在所述内轴外围，且与所述连接器顶部内壁固定连接，所述辅定位器用于保证所述内轴在上下运动时保持垂直。
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: 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。
9.如权利要求7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内轴上，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。
10.如权利要求1-9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，从而辅助所述主阀盘打开。
【文档编号】F16K17/04GK204176051SQ201420575401
【公开日】2015年2月25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, 胡健, 马明燕, 裴斐, 黄清鲁 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 中国寰球工程公司