安全阀门组件及自动关闭式燃气设备的制作方法

本发明涉及阀门领域，具体而言，涉及一种安全阀门组件及自动关闭式燃气设备。

背景技术

燃气设备在工厂中的使用比较广泛，其利用燃气输送管将燃气输送到设备(例如锅炉)中，阀门时燃气输送管上比较重要的零部件。当设备出现故障或其它突发情况时，需要及时关闭阀门以防燃气泄露。例如，在化工厂中，假如化学药品爆炸，更应当及时关闭阀门；或者，发生地震时，设备可能会被毁坏，燃气可能泄露，及时关闭阀门非常重要。但是，情况比较紧急时，人们可能来不及关闭阀门。

因此，设计一种能够自动关闭的安全阀门组件具有比较重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种安全阀门组件，其在具有剧烈振动时能够自动关闭。

本发明的目的在于提供一种自动关闭式燃气设备，其采用了上述安全阀门组件。

本发明是这样实现的：

一种安全阀门组件，包括：

阀门，所述阀门为球阀，包括阀体、阀芯和阀杆，所述阀杆与所述阀芯连接；所述阀芯设置在所述阀体内；所述阀杆与所述阀体可转动连接，所述阀杆与所述阀芯连接，具有将所述阀门打开的第一位置，以及将所述阀门关闭的第二位置；

固定架和驱动机构，所述驱动机构包括曲柄、连杆和拉伸弹簧，所述曲柄的一端与所述固定架铰接，所述连杆的一端与所述曲柄的自由端铰接，另一端与所述阀杆的一端铰接；

所述拉伸弹簧的一端与所述曲柄连接，另一端与所述固定架连接；所述驱动机构能够驱动所述阀杆从所述第一位置转动到所述第二位置；

锁定机构，包括锁钩、杠杆和旋转杆，所述锁钩与所述曲柄固定连接，所述杠杆的中部与所述固定架枢接，能够在竖直平面内转动；所述杠杆包括第一端和第二端，所述第一端与所述锁钩的下部抵接，以限制所述曲柄向下转动；所述旋转杆水平设置在所述杠杆的第二端，并与所述固定架枢接，能够在水平面内转动；所述旋转杆自由端的下部与所述杠杆第二端的上部抵接，能够限制所述第二端朝上运动；

解锁机构，用于解除所述旋转杆对所述杠杆的锁定，包括吊桶、定滑轮和拉绳，所述吊桶通过拉绳与所述旋转杆连接，所述定滑轮与所述固定架可转动连接；所述拉绳绕过所述定滑轮；

感应机构，包括支撑弹簧、水平板、圆球、锥形筒和导向管；所述支撑弹簧竖直设置，所述支撑弹簧的下端与所述固定架固定连接，所述锥形筒与所述支撑弹簧的上端连接，所述水平板设置在所述锥形筒的上方；所述导向管的一端与所述锥形筒的下部连通，所述导向管的另一端设置在所述吊桶的上方；

所述圆球放置于所述水平板上，当所述水平板振动时，所述圆球能够从所述水平板上落下后能够落入到所述吊桶中；所述圆球和所述吊桶能够拉动所述旋转杆转动。

进一步，

所述水平板为圆形板，所述水平板的中部设置有圆形孔，所述水平板包括第一块板和第二块板，所述第一块板的底部设置有第一连接板，所述第二块板的底部设置有第二连接板，第一连接板和第二连接板相对间隔设置；

所述第一连接板和所述第二连接板上设置有螺栓孔，所述第一连接板和所述第二连接板之间通过两个螺栓杆连接；所述螺栓杆穿过所述螺栓孔，所述螺栓杆的两端设置有螺母；

所述螺栓杆上设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧设置在第一连接板与第二连接板之间。

进一步，

所述杠杆与所述固定架的枢接位置靠近所述曲柄；

所述安全阀门组件还包括辅助转动装置，用于在所述杠杆解锁后辅助杠杆转动；所述辅助转动装置包括下落杆、齿轮和推动杆；

所述下落杆竖直设置在所述吊桶的下方，所述下落杆上套设有导向筒，所述导向筒与所述固定架固定连接，所述下落杆与所述导向筒滑动配合；所述下落杆包括第一齿条；所述导向筒的上端设置有磁铁，所述下落杆上设置有铁质连接部，所述铁质连接部的上部与所述磁铁的下部吸合；所述吊桶和所述圆球落下时能够碰到所述下落杆，使得所述下落杆落下；

所述推动杆竖直设置在所述杠杆的下方，并与所述固定架滑动连接，包括第二齿条；所述推动杆的下端设置有支撑板，上端与所述杠杆靠近所述旋转杆一端的间隔设置；

所述齿轮与所述固定架可转动连接，并设置在所属第一齿条和所述第二齿条之间，与第一齿条和第二齿条啮合；

进一步，

所述第一齿条的上部设置有承接件，所述承接件包括圆锥槽，所述圆锥槽的大端朝上，所述圆锥槽的槽壁上设置有圆环磁铁；

所述吊桶的底部为圆锥形，并为铁质材料；所述拉绳为弹性可伸缩拉绳。

进一步，

所述下落杆还包括导向件，所述导向件为圆柱状，所述导向件与所述第一齿条连接，并通过直线轴承与所述导向筒连接。

进一步，

所述支撑弹簧上还套设有限位筒，所述限位筒的底端与所述固定架固定连接，上端与所述锥形筒间隔设置。

进一步，

所述固定架上还设置有圆筒，所述圆筒竖直设置，所述吊桶设置在所述圆筒内，与所述圆筒的内壁滑动配合。

进一步，

所述感应机构还包括感应板，所述感应板包括两块垂直连接的方形钢板；所述感应板通过连接杆与所述锥形筒的内壁连接。

进一步，

所述水平板为圆形板，所述水平板的中部设置有凹坑。

一种自动关闭式燃气设备，所述自动关闭式燃气设备包括输送管和所述的安全阀门组件，所述阀体与所述输送管连接。

本发明的有益效果是：

上述设计得到的安全阀门组件及燃气设备，正常情况下，杠杆的第二端与旋转杆之间具有一定的摩擦力，吊桶的通过拉绳给旋转杆的拉力与上述摩擦力平衡；圆球在水平板上静止不动，阀门保持开启状态。当具有剧烈振动时(例如，爆炸冲击波导致水平板晃动)，水平板的振动使得圆球从水平板上掉落，并沿锥形筒和导向管滚到吊桶中。吊桶在圆球的重力作用下落并通过拉绳将旋转杆拉动旋转，使得旋转杆与杠杆第二端的连接断开，杠杆被解除锁定，杠杆能够自由转动；此时，曲柄同样被解除锁定。拉伸弹簧施加给曲柄转矩，曲柄转动并通过连杆拉动阀杆旋转90°到第二位置，将阀门关闭。因此，上述自动式关闭阀门及燃气设备能够在外界具有剧烈振动时自动关闭，防止燃气泄露；保证了安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是本发明实施例提供的安全阀门组件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的解锁装置、辅助转动装置和感应机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的杠杆和旋转杆的俯视图；

图4是水平板在图1中的仰视图结构示意图；

图5是本发明实施例提供的安全阀门组件关闭时的结构示意图。

图标：100-安全阀门组件；110-阀门；112-阀体；114-阀杆；120-固定架；122-导向筒；124-支撑板；1222-磁铁；130-驱动机构；132-曲柄；134-连杆；138-拉伸弹簧；140-锁定机构；142-锁钩；144-杠杆；1441-第一端；1442-第二端；146-旋转杆；150-解锁机构；152-吊桶；154-定滑轮；160-感应机构；162-支撑弹簧；163-限位筒；164-水平板；1641-第一块板；1642-第二块板；1643-第一连接板；1644-第二连接板；165-锥形筒；167-导向管；170-辅助转动装置；172-下落杆；1721-铁质连接部；1724-承载件；173-推动杆。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通或两个组件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种安全阀门组件100，其能够在外界具有剧烈振动时自动关闭阀门。上述阀门装置100包括固定架120、阀门110、驱动机构130、锁定机构140、解锁机构150和感应机构160，固定架120与地面连接，用于需要固定零部件进行固定；阀门110包括阀芯和阀杆114，通过驱动机构130转动阀芯能够开启或关闭阀门110。锁定机构140用于锁定驱动机构130，使得阀门110在正常情况下保持打开状态；感应机构160用于感应剧烈振动并通过解锁机构150将驱动机构130解锁。

具体地，如图2，阀门110为球阀，包括阀体112、阀芯(图中未示出)和阀杆114，阀杆114与阀芯连接；阀芯设置在阀体112内。阀杆114与阀体112可转动连接，阀杆114与阀芯连接，具有将阀芯打开的第一位置，以及将阀芯关闭的第二位置。阀杆114转动90°即可在第一位置和第二位置之间切换。阀门110可以直接采用标准件，故不再对其详细描述。

固定架120包括底座和与底座固定连接的支撑架，支撑架可以根据实际情况设计，只要能将需要固定的零部件进行固定即可；比如利用钢筋焊接固定。

请继续参考图1，驱动机构130包括曲柄132、连杆134和拉伸弹簧138，曲柄132的一端与固定架120铰接，阀门110开启时，曲柄132向上倾斜设置。连杆134的一端与曲柄132的自由端铰接，另一端与阀杆114铰接。拉伸弹簧138的一端与曲柄132连接，另一端与固定架120连接。曲柄132、连杆134、阀杆114和固定架120构成了曲柄摇杆机构，曲柄132转动时，能够带动阀芯转动90°，从而将阀门从打开状态切换到关闭状态。

如图1和图2，为了使得阀门110能够保持常开状态，采用了锁定机构140对曲柄132的转动进行锁定。锁定机构140包括锁钩142、杠杆144和旋转杆146，锁钩142与曲柄132固定连接，本实施例中的锁钩142采用了条形板。杠杆144的中部通过水平轴与固定架120枢接，能够在竖直平面内转动；杠杆144包括第一端1441和第二端1442，第一端1441与锁钩142的下部抵接，以限制曲柄132向下转动；旋转杆146水平设置在杠杆144的第二端1442，并通过竖直轴与固定架120枢接，能够在水平面内转动。旋转杆146自由端的下部与杠杆144第二端1442的上部抵接，能够限制第二端1442朝上运动。当旋转杆146在水平面内转动时，由于杠杆144只能在竖直平面内转动；因此，随着旋转杆146的转动，旋转杆146与杠杆144的连接被断开；杠杆144的锁定被解除。

为了解除对驱动机构130的锁定，安全阀门组件100还设置了解锁机构150，解锁机构150包括吊桶152、定滑轮154和拉绳。定滑轮154与固定架120可转动连接，其安装高度与旋转杆146的高度大致相同。拉绳绕过定滑轮154，一端与旋转杆146的自由端连接，一端与吊桶152连接使得吊桶152悬空布置。正常情况下，吊桶152通过拉绳给旋转杆146施加的拉力与旋转杆146受到的摩擦力相平衡。当吊桶152中落入一定重量的物体时，吊桶152能够拉动旋转杆146旋转使得杠杆144的锁定被解除；进而使得驱动机构的锁定被解除。

如图1和图3，为了感应剧烈振动，还设置了感应机构160，感应机构160包括支撑弹簧162、水平板164、圆球、锥形筒165和导向管167。支撑弹簧162竖直设置，支撑弹簧162的下端与固定架120固定连接。锥形筒165与支撑弹簧162的上端连接，水平板164设置在锥形筒165的上方并与锥形筒165的内壁连接。导向管167的一端与锥形筒165的下部连通，导向管167的另一端设置在吊桶152的上方。

如图4，水平板164为圆形板，水平板164的中部设置有圆形孔，水平板164包括第一块板1641和第二块板1642，两块板的侧边均设置有半圆型缺口。第一块板1641的底部设置有第一连接板1643，第二块板1642的底部设置有第二连接板1644。两块板拼接形成水平板164，第一连接板1643和第二连接板1644相对间隔设置。第一连接板1643和第二连接板1644上设置均设置有螺栓孔，第一连接板1643和第二连接板1644之间通过两个螺栓杆连接；螺栓杆穿过螺栓孔，螺栓杆的两端设置有螺母；螺栓杆上设置有压缩弹簧，压缩弹簧设置在第一连接板1643与第二连接板1644之间。通过改变第一块板1641和第二块板1642之间的间距，可以改变中部圆形孔的大小，从而改变感应机构160对振动的灵敏度。

本实施例中，杠杆144上的水平轴靠近曲柄132的位置，即杠杆144左端的力臂小于右端的力臂。由于杠杆144的两端在正常情况下需要保持平衡，上述结构使得平衡状态下，杠杆144的第二端1442的力臂大，压力小；从而使得杠杆144与旋转杆146之间的最大摩擦力比较小，进而使得体积和质量比较小的圆球落入到吊桶152中后吊桶152容易拉动旋转杆146旋转。上述设计从整体上提高了安全阀门组件100的灵敏度；并且可以减小圆球的重量，进而减小圆球下落时对吊桶152底部的冲击。

当杠杆144的锁定被解除后，一定时间内，曲柄132上的锁钩142与杠杆144第一端1441还保持连接；曲柄132要转动需要克服杠杆144右端的力矩。但是，由于杠杆144右端的力臂大，并且杠杆144的重心偏右，故，在曲柄132与杠杆144的连接断开之前，其转动速度较慢，一定程度上影响阀门110的关闭速度。

因此，为了提高阀门110的关闭速度，还设置了辅助转动装置170，用于在所述杠杆144解锁后辅助杠杆144转动。

辅助转动装置170包括下落杆172、齿轮和推动杆173。下落杆172竖直设置在吊桶152的下方，包括第一齿条和导向件，导向件为圆柱状，导向件的上端与第一齿条连接，并通过直线轴承与导向筒122连接。吊桶152落下后能够落到下落杆172的上部，并推动下落杆172下落。在吊桶152落下之前，为了将下落杆172固定在导向筒122上，导向筒122的上端设置有磁铁1222，下落杆172上设置有铁质连接部1721，铁质连接部1721的上部与磁铁1222的下部吸合；吊桶152和圆球落下时能够碰到下落杆172，使得铁质连接部1721与磁铁1222的连接被断开，下落杆172落下。

所述推动杆173竖直设置在所述杠杆144的下方，并与所述固定架120滑动连接，包括第二齿条。所述推动杆173的下端设置有支撑板124，吊桶152落下之前，支撑板124支撑推动杆173使其保持在初始位置。推动杆173的上端位于所述杠杆144靠近所述旋转杆146一端的下方。并且，推动杆173的上端与杠杆144的底部间隔设置；防止推动杆173干扰杠杆144被解锁。

齿轮与固定架120可转动连接，并设置在所属第一齿条和第二齿条之间，与第一齿条和第二齿条啮合。下落杆172下落过程中，第一齿条向下运动，并通过齿轮带动第二齿条向上运动；第二齿条使得推动杆173整体向上运动。推动杆173向上运动的过程中，通过推动杠杆144的底部使得杠杆144转动速度加快；从而使得杠杆144的第一端1441较快地与曲柄132断开连接；进而提高阀门110的关闭速度。

进一步，请继续参考图3，为了防止吊桶152落下时由于振动导致吊桶152偏离下落杆172的预定位置影响自动关闭阀门装置100的可靠性；本实施例中，吊桶152的外壁设置有圆筒用于导向，圆筒的下端与下落杆172上端相对设置。并且，下落杆172第一齿条的上部设置有承接件，承接件为块状，包括圆锥槽，圆锥槽的大端朝上，圆锥槽的槽壁上设置有圆环磁铁。另外，吊桶152的底部为圆锥形，并为铁质材料；拉绳为弹性可伸缩拉绳。

当吊桶152落下时，其只能沿导向筒122运动，并且，当吊桶152的与承接件碰撞时，吊桶152的圆锥底部与承接件的圆锥槽配合，并通过圆环磁铁连接；防止由于碰撞冲击使得吊桶152从承接件上落下。由于拉绳为可伸缩拉绳，故当拉伸被拉直后吊桶152还可以进一步下落，使得下落杆172的行程加大，进而保证推动杆173能够在曲柄132与杠杆144的连接断开之前一直辅助杠杆144转动。

进一步，请继续参考图3，当外界振动过大时，支撑弹簧162振动幅度过大，锥形筒165和水平板164的振动幅度也过大，导向管167可能偏离预定位置，圆球不能落入到吊桶152中。因此，支撑弹簧162上设置了限位筒163，限位筒163的底端与固定架120固定连接，上端与所述锥形筒165间隔设置。上述结构既能够防止支撑弹簧162振动幅度过大，又能防止限位筒163过高限制水平板164的振动。

本实施例提供的安全阀门组件100的工作原理如下：

如图1、图4和图5，正常情况下，曲柄132被拉伸弹簧138拉动具有沿a箭头方向(图5)转动的趋势。杠杆144第一端1441的上部与曲柄132上的锁钩142下部抵接，杠杆144第二端1442的上部与旋转杆146的下部抵接；杠杆144两端均受到向下的力，处于平衡状态；即杠杆144被锁定。由于杠杆144的第二端1442与旋转杆146之间具有一定的摩擦力，吊桶152的通过拉绳给旋转杆146的拉力与上述摩擦力平衡。因此，杠杆144被锁定，曲柄132也无法转动。此时，阀芯位于第一位置，阀门110保持开启状态。

当具有剧烈振动时(例如，爆炸冲击波导致水平板164晃动)，水平板164的振动使得圆球从水平板164上掉落，并沿锥形筒165和导向管167滚到吊桶152中。吊桶152在圆球的重力作用下落并通过拉绳将旋转杆146拉动沿b方向旋转，使得旋转杆146与杠杆144第二端1442的连接断开，杠杆144被解除锁定，杠杆144能够自由转动；此时，曲柄132同样被解除锁定。拉伸弹簧138施加给曲柄132转矩，并且，辅助转动装置170的推动杆173从杠杆144的第二端1442向上推动杠杆144，使得曲柄132与杠杆144第一端1441的连接快速断开。曲柄132绕a方向转动并通过连杆134拉动阀芯到第二位置关闭阀门110。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。