轴流式安全截断阀及其超压截断控制系统的制作方法

本实用新型涉及燃气阀门技术领域，更具体地说涉及一种轴流式安全截断阀及其超压截断控制系统。

背景技术：

燃气输配站的典型压力控制系统主要由安全截断阀、监控调压器和工作用流量（压力）调节阀组成，安全截断阀的出口通过法兰与监控调压器的阀前管道相连接，安全截断阀的控制阀通过引压信号管与工作用流量调节阀的阀后管道相连接，接收下游反馈控制压力信号，控制安全截断阀的启闭，将下游压力控制在设定的范围之内，保证正常的下游管道供气压力和燃气安全输送。

国家知识产权局于2014年12月31日，公开了一件公开号为CN204062039U，名称为“一种自力式安全截断阀”的实用新型专利，该实用新型包括感应元件、执行机构和关断阀，执行机构包括外壳以及设置在外壳内的压缩弹簧和杠杆组件，感应元件安装在外壳的上端面上，感应元件的上端通过取压管连接被监控管道，感应元件的下端与压缩弹簧上端相连，压缩弹簧下端连接杠杆组件，杠杆组件的另一端与关断阀的阀杆相连。

目前安全截断阀工作时需要外来能源，一般采用电动控制或手动控制，需要人工操作，适用性较窄，且工作时存在较大噪声。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本身器提供了一种轴流式安全截断阀及其超压截断控制系统，本申请的发明目的在于克服上述不足，本申请的轴流式安全截断阀，工作时无需外来能源，利用介质自身所具有的压能自动切断。阀门工作时压损小，流通能力大，噪声低；具有单一超压截断、多级超压截断和远程控制等功能。特别适合天然气长输管线、分输站等大流量输送场合。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请是通过下述技术方案实现的：

轴流式安全截断阀，包括左阀体和右阀体，其特征在于：还包括阀座、阀芯、阀杆、阀芯套、活塞套和活塞，所述右阀体包括右阀体内套和右阀体外套；所述阀芯、阀杆和活塞构成动力传递机构；所述左阀体、阀座和阀芯构成进口空间；所述阀芯滑动连接于阀芯套内，阀芯和所述阀芯套内侧构成左部空间，阀芯套右侧、活塞套内侧和活塞左侧构成阻尼空间，所述阻尼空间内设置有复位弹簧；所述活塞套上设置有呼吸孔，所述呼吸孔将阻尼空间与外部连通；所述活塞套。活塞和右阀体内套左侧构成了右部空间；所述活塞套上设置有活塞套流道孔，左阀体内侧与阀芯套外侧的间隔、活塞套流道孔、右阀体流道孔和右阀体内套与右阀体外套的间隔共同构成了出口空间；所述活塞套上设置有信号介质孔，所述信号介质孔将右部空间与右阀体外套上设置的仪器接口连通。

所述阀芯套上设置有满足流量要求的窗口，所述窗口用于连通进口空间和出口空间。

所述阀芯上设置有平衡孔，所述平衡孔用于平衡进口空间和左部空间的压力。

所述仪器接口处安装有阀位指示仪，用于显示阀芯开启或关闭位置。

轴流式安全截断阀的超压截断控制系统，其特征在于：包括轴流式安全截断阀和若干个超压控制阀；

所述轴流式安全截断阀包括左阀体、右阀体、阀座、阀芯、阀杆、阀芯套、活塞套和活塞，所述右阀体包括右阀体内套和右阀体外套；所述阀芯、阀杆和活塞构成动力传递机构；所述左阀体、阀座和阀芯构成进口空间；所述阀芯滑动连接于阀芯套内，阀芯和所述阀芯套内侧构成左部空间，阀芯套右侧、活塞套内侧和活塞左侧构成阻尼空间，所述阻尼空间内设置有复位弹簧；所述活塞套上设置有呼吸孔，所述呼吸孔将阻尼空间与外部连通；所述活塞套、活塞和右阀体内套左侧构成了右部空间；所述活塞套上设置有活塞套流道孔，左阀体内侧与阀芯套外侧的间隔、活塞套流道孔、右阀体流道孔和右阀体内套与右阀体外套的间隔共同构成了出口空间；所述活塞套上设置有信号介质孔，所述信号介质孔将右部空间与超压控制阀的出口连通；

若干个超压控制阀均与轴流式安全截断阀相连，若干个超压控制阀的出口与轴流式安全截断阀的右部空间连通；超压控制阀的进口与下游的出口管道相连。

还包括若干个调压器，一个超压控制阀对应一个调压器，超压控制阀的出口与轴流式安全截断阀的右部空间连通，超压控制阀的进口与对应的调压器的出口管道相连。

所述超压控制阀的数量为一个，所述调压器的数量为一个，超压控制阀的出口与轴流式安全截断阀的右部空间连通；超压控制阀的进口与调压器的出口管道相连。

所述超压控制阀的数量为两个，分别为一级超压控制阀和二级超压控制阀，所述调压器的数量为两个，分别为一级调压器和二级调压器，一级超压控制阀和二级超压控制阀的出口均与轴流式安全截断阀的右部空间连通；一级超压控制阀的进口与一级调压器的出口管道相连，二级超压控制阀的进口与二级调压器的出口管道相连。

所述阀芯套上设置有满足流量要求的窗口，所述窗口用于连通进口空间和出口空间。

所述阀芯上设置有平衡孔，所述平衡孔用于平衡进口空间和左部空间的压力。

在本申请中，所述的超压控制阀为公开号为CN201462116U，名称为“一种燃气安全切断阀”的专利文件中公开的气动控制器。

所述超压控制阀包括控制阀阀体、控制阀阀芯、控制阀活塞轴杆、中阀盒、控制阀上阀盖、第二弹簧、进气阀、排泄阀和导压孔，所述导压孔与所述右部空间相通，所述控制阀阀芯的密封面积大于控制阀活塞轴杆的截面积，第二弹簧的设定力等于控制阀阀芯的密封面积与介质压力的乘积，控制阀活塞上腔受力面积等于控制阀活塞面积减去控制阀活塞轴杆的截面积。所述超压控制阀设计成迷宫阻尼活塞结构，密封采用硬软双质密封。所述气动控制器还包括与所述第二上阀盖连接的端盖和贯穿于所述端盖内的调节螺杆，所述调节螺杆的底端与所述第二弹簧接触。

本申请的工作原理是：

轴流式安全截断阀开启正常工作时，超压控制阀进气阀处于常开，排泄阀处于常闭，超压控制阀阀芯在第二弹簧的弹簧力作用下始终处于关闭密封状态。轴流式安全截断阀正常运行情况下，超压控制阀阀芯处于关闭状态，无气体介质进入所述右部空间，右部空间内介质压力接近0值，轴流式安全截断阀的阀芯在介质压力和复位弹簧的作用力下，一直处于开启状态，当系统下游出口管道气体压力升高至设定切断压力时，超压控制阀阀芯开启，气体介质经导压管、信号介质孔进入所述右部空间，在右部空间作用力下，在轴流式安全截断阀的活塞放大作用下，动力传递机构推动轴流式安全截断阀的阀芯快速向左移动接触其阀座，切断了进口空间和出口空间的通路，使轴流式安全截断阀迅速关闭，切断气流。右部空间通过进气阀上的小孔与活塞轴杆上端相通产生背压，轴流式安全截断阀切断后下游管道压力降低，关闭进气阀，打开排泄阀，排出轴流式安全阀右部空间气体，然后关闭排泄阀，打开进气阀手柄，轴流式安全阀的阀芯在复位弹簧的作用下离开阀座，进口空间和出口空间恢复连通状态，安全截断阀复位。

与现有技术相比，本申请所带来的有益的技术效果表现在：

1、本申请的轴流式安全截断阀工作时无需外来能源，利用介质自身所具有的压能自动切断，阀门工作时压损小，流通能力大，噪声低；具有单一超压截断、多级超压截断和远程控制等功能。特别适合天然气长输管线、分输站等大流量输送场合。传统的轴流式安全截断阀采用电控控制或手动控制，响应速度慢，不能根据下游管道压力实时切断和开启，同时也需要外来能源进行驱动，阀芯开启时，不能保证全开状态，阀芯开启响应较慢，而本申请的轴流式安全截断阀，利用介质自身所具有的压能实现自动切断，且工作状态下阀芯在复位弹簧的作用下一直保持常开全开状态，流通能力大，噪声小。

2、本申请的轴流式安全截断阀，当管线压力升高，达到所述超压控制器设定压力，控制器阻尼喷嘴打开，气体进入控制器活塞下端，在活塞放大作用下，阀瓣瞬间全开。气体快速进入所述右部空间，由所述活塞将气体推力放大，上述动力传递机构推动所述阀芯快速向左移动接触所述阀座，切断了所述进口空间和所述出口空间的通路，使安全截断阀迅速关闭。

3、本申请的轴流式安全截断阀的超压截断控制系统，可以实现对下游管道的多级控制，将下游管道进行分级控制，若某一下游出口管道处出现超压现象，则可以迅速反映到轴流式安全截断阀处，对管道进行截断控制，增强了管道输送的安全性，特别适合天然气长输管线、分输站等大流量输送场合。

附图说明

图1为本申请轴流式安全截断阀的结构示意图；

图2为本申请轴流式安全截断阀的右阀体的剖视图；

图3为本申请轴流式安全截断阀超压截断控制系统结构图；

图4为本申请轴流式安全截断阀多级超压截断控制系统结构图；

附图标记：1、阀芯套，2、平衡孔，3、进口空间，4、阀杆，5、阀芯，6，阀座，7、左阀体，8、左部空间，9、阻尼空间，10、复位弹簧，11、阀位指示仪，12、活塞套流道孔，13、右阀体外套，14、活塞套，15、右部空间，16、活塞，17、右阀体内套，18、出口空间，19、呼吸孔，20、右阀体流道孔，21、超压控制阀,22、信号介质孔，23、仪器接口，24、调压器，25、一级调压器，26、二级调压器，27、一级超压控制阀，28、二级超压控制阀。

具体实施方式

实施例1

作为本申请一较佳实施例，参照说明书附图1和2，本实施例公开了：

轴流式安全截断阀，包括左阀体7、右阀体、阀座6、阀芯5、阀杆4、阀芯套1、活塞套14和活塞16，所述右阀体包括右阀体内套17和右阀体外套13；所述阀芯5、阀杆4和活塞16构成动力传递机构；所述左阀体7、阀座6和阀芯5构成进口空间3；所述阀芯5滑动连接于阀芯套1内，阀芯5和所述阀芯套1内侧构成左部空间8，阀芯套1右侧、活塞套14内侧和活塞16左侧构成阻尼空间9，所述阻尼空间9内设置有复位弹簧10；所述活塞套14上设置有呼吸孔19，所述呼吸孔19将阻尼空间9与外部连通；所述活塞套14、活塞16和右阀体内套17左侧构成了右部空间15；所述活塞套14上设置有活塞套流道孔12，左阀体7内侧与阀芯套1外侧的间隔、活塞套流道孔12、右阀体流道孔20和右阀体内套17与右阀体外套13的间隔共同构成了出口空间18；所述活塞套14上设置有信号介质孔22，所述信号介质孔22将右部空间15与右阀体外套13上设置的仪器接口23连通。活塞套14上设置呼吸孔19，能够保证工作时所述阻尼空间9能够正常“呼吸”，不会“憋气”。

此外，所述阀芯套1上设置有满足流量要求的窗口，所述窗口用于连通进口空间3和出口空间18。所述阀芯5上设置有平衡孔2，所述平衡孔2可以平衡所述进口空间3和所述左部空间8的压力。所述仪器接口23处安装有阀位指示仪11，用于显示阀芯5开启或关闭位置。

实施例2

作为本申请又一较佳实施例，参照说明书附图3和4，本实施例公开了：

轴流式安全截断阀的超压截断控制系统，包括轴流式安全截断阀、若干个超压控制阀21；在本实施例中，根据超压控制阀21的数量，超压截断控制系统可分为单一的超压截断方式和多级超压截断方式。

如图3所示，所述超压控制阀21的数量为一个，超压控制阀21的出口与轴流式安全截断阀的右部空间15连通，即超压控制阀安装在轴流式安全截断阀的仪器接口处；超压控制阀的进口与下游出口管道相连。一般为超压控制阀的进口与调压器24的出口管道相连，但是可以将其连接至下游出口管道的任意位置。

在本实施例中，所述的轴流式安全截断阀包括左阀体7、右阀体、阀座6、阀芯5、阀杆4、阀芯套1、活塞套14和活塞16，所述右阀体包括右阀体内套17和右阀体外套13；所述阀芯5、阀杆4和活塞16构成动力传递机构；所述左阀体7、阀座6和阀芯5构成进口空间3；所述阀芯5滑动连接于阀芯套1内，阀芯5和所述阀芯套1内侧构成左部空间8，阀芯套1右侧、活塞套14内侧和活塞16左侧构成阻尼空间9，所述阻尼空间9内设置有复位弹簧10；所述活塞套14上设置有呼吸孔19，所述呼吸孔19将阻尼空间9与外部连通；所述活塞套14、活塞16和右阀体内套17左侧构成了右部空间15；所述活塞套14上设置有活塞套流道孔12，左阀体7内侧与阀芯套1外侧的间隔、活塞套流道孔12、右阀体流道孔20和右阀体内套17与右阀体外套13的间隔共同构成了出口空间18；所述活塞套14上设置有信号介质孔22，所述信号介质孔22将右部空间15与右阀体外套13上设置的仪器接口23连通。

在本实施例中，所述的超压控制阀为公开号为CN201462116U，名称为“一种燃气安全切断阀”的专利文件中公开的气动控制器的结构一致（本申请中没有单独列出超压控制阀的结构）。此外，本实施例中所述的超压控制阀，并非特指公开号为CN201462116U，名称为“一种燃气安全切断阀”的专利文件中公开的气动控制器的结构，只要能够实现超压控制的现有器件均属于本申请超压控制阀的范围。

在本实施例中，所述的超压控制阀可以采用公开号为CN102147028A，名称为“低压先导式安全阀”的专利文件中公开的导阀结构。

工作原理是：轴流式安全截断阀开启正常工作时，超压控制阀21进气阀处于常开，排泄阀处于常闭，超压控制阀阀芯在第二弹簧的弹簧力作用下始终处于关闭密封状态。轴流式安全截断阀正常运行情况下，超压控制阀阀芯处于关闭状态，无气体介质进入所述右部空间15，右部空间15内介质压力接近0值，轴流式安全截断阀的阀芯在介质压力和复位弹簧的作用力下，一直处于开启状态，当系统下游出口管道气体压力升高至设定切断压力时，超压控制阀21阀芯开启，气体介质经导压管、信号介质孔22进入所述右部空间15，在右部空间15作用力下，在轴流式安全截断阀的活塞16放大作用下，动力传递机构推动轴流式安全截断阀的阀芯5快速向左移动接触其阀座6，切断了进口空间3和出口空间18的通路，使轴流式安全截断阀迅速关闭，切断气流。右部空间15通过进气阀上的小孔与活塞轴杆上端相通产生背压，轴流式安全截断阀切断后下游管道压力降低，关闭进气阀，打开排泄阀，排出轴流式安全阀右部空间15气体，然后关闭排泄阀，打开进气阀手柄，轴流式安全阀的阀芯5在复位弹簧10的作用下离开阀座6，进口空间3和出口空间18恢复连通状态，安全截断阀复位。

从外，如图4所示，所述超压控制阀21的数量为两个，分别为一级超压控制阀27和二级超压控制阀28，所述调压器的数量为两个，分别为一级调压器25和二级调压器26，一级超压控制阀27和二级超压控制阀28的出口均与轴流式安全截断阀的右部空间15连通；一级超压控制阀27的进口与一级调压器25的出口管道相连，二级超压控制阀28的进口与二级调压器26的出口管道相连。在本实施例中，调压器并非特指某一器件，可以是输气管道中的其他部件，实现对该输气压力系统的多级控制，将下游管道进行分级控制，若某一下游出口管道处出现超压现象，则可以迅速反映到轴流式安全截断阀处，对管道进行截断控制，增强了管道输送的安全性，特别适合天然气长输管线、分输站等大流量输送场合。

此外，所述阀芯套1上设置有满足流量要求的窗口，所述窗口用于连通进口空间3和出口空间18。所述阀芯5上设置有平衡孔2，所述平衡孔2可以平衡所述进口空间3和所述左部空间8的压力。所述仪器接口23处安装有阀位指示仪11，用于显示阀芯5开启或关闭位置。