专利名称：带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀的制作方法
技术领域：
一种用于压力容器过压保护的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀。
现有的弹簧直接作用式安全阀(以下简称为普通安全阀)大都由弹簧、阀瓣、阀座和顶杆组成，其工作原理为当系统中工作介质压力大于由弹簧产生的阀瓣和阀座间的压紧力时，工作介质顶开阀瓣从阀瓣与阀座间逸出，泄放压力，从而保证压力容器的安全。其结构简单，排放可靠，长期以来为人们采用。但其明显不足是在达到排放压力之前，由弹簧力(即正密封力)和介质压力(即负密封力)迭加所形成的密封力必然会随介质压力的增加而递减，最终小于安全阀所需的最小密封力(它取决于密封副的材料、几何精度和加工质量)，因而造成工作介质的非正常泄漏。普通安全阀的非正常泄漏是普遍现象。
本实用新型的目的是在普通安全阀的基础上外置一套平衡机构，以便在正密封力一弹簧力之外利用工作介质压力再生成一个附加的正密封力，而这一附加正密封力在工作介质压力达到安全阀排放压力时，会由于平衡机构的作用而消失，从而既增大了正常情况下的密封力，有效地抑制泄漏，又不改变排放压力值，保证安全的同时更加可靠。
本实用新型的主要构成包括外形稍加改动的普通安全阀组件11～19、联接套2、平衡组件31～37、驱动组件41～45、调节组件51～54、排放阀组件61～68和节流元件71、72。
本实用新型的具体构成和基本原理是在普通安全阀阀体11的上端通过子口和凸缘用螺栓副110与联接套2相连，联接套2内部沿轴线装有平衡弹簧下座圈31、平衡弹簧32、平衡弹簧上座圈34。而联接套2的上端再与平衡缸缸体35的下端螺接。平衡缸缸体35内部沿轴线装有波纹管36、平衡杆33。平衡杆33穿过联接套2并与安全阀阀体11内的阀瓣顶杆15上端留有一定的工作间隙。平衡缸缸体35上端有管路10的接口37。驱动缸缸体41固定在联接套2外伸的上耳片上，其内部沿轴线装有波纹管42、驱动杆43；驱动缸缸体41上部和侧面各开有一个工作介质入口接口44和一个与管路10连接的工作介质出口接口45。排放阀阀体64固定在联接套2外伸的下耳片上，内部沿轴线装有波纹管61、排放杆62、排放阀阀座65、密封圈66、排放阀端盖67，其上开有与管路10相连的接口68，排放阀阀体64侧面开有与泄放管路9相通的接口63。联接套2外伸的上、下耳片之间与驱动缸缸体41和排放阀阀体64同轴线地装有调节弹簧52、调节弹簧上座圈51、调节弹簧下座圈53和调节螺母54，驱动杆43沿轴线穿过调节弹簧52，与排放杆62上端留有一定的工作间隙。旋转调节螺母54可改变驱动杆43沿轴线上下移动的驱动力的大小，即改变外置平衡机构卸除附加正密封压力的时刻。压力容器中工作介质的压力通过节流元件71、驱动缸缸体41上部的接口44进人驱动缸缸体41内，并作用在驱动杆43和波纹管42上，同时通过驱动缸缸体41侧壁接口45、节流元件72、管路10、平衡缸缸体35的上端接口37以及排放阀端盖67上的接口68分别进入平衡缸缸体35内和排放阀端盖67内并分别作用于平衡杆33、波纹管36和排放杆62的下端。旋转调节螺母54使得当系统内工作介质压力小于普通安全阀组件11-19所决定的排放压力时，驱动杆43尽管沿轴向向排放杆62方向移动并接触，但还不足以顶动排放杆62。另一方面，根据设计要求选择适当的波纹管36、平衡弹簧32的刚度，使得当系统压力达到某一数值时，平衡缸缸体35内的介质压力驱动平衡杆33，并迫使阀瓣顶杆15把阀瓣13压靠在阀瓣座12的上端面上，进而达到利用工作介质施加附加正密封力，有效防止介质非正常泄漏的目的。当系统内工作介质压力等于或大于安全阀排放压力时，经节流元件71和接口44进入驱动缸缸体41内的工作介质迫使驱动杆43顶动排放杆62，于是平衡缸缸体35内的工作介质经接口37、管路10、接口68、排放杆62与排放阀阀座65之间的间隙和排放阀阀体64侧壁上的接口63进入通往泄放容器的管道9。由于平衡缸缸体35内的工作介质泄放，压力急剧下降，平衡杆33在平衡弹簧32、波纹管36恢复力的作用下沿轴线向上移动离开阀瓣顶杆15，附加正密封力随即消失，安全阀阀瓣13在介质压力作用下离开阀瓣座12开启，通过排放管接口19泄放系统压力。当系统压力恢复正常，即低于安全阀开启压力时，具有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀又恢复至前述相应的工作状态。
附图
带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀总体结构剖视图本实用新型的最佳实施方案如下(参见附图)在普通安全阀阀体11的上端开孔，增设子口和突缘并用螺栓副110与联接套2的下突缘连成一体；联接套2中沿其轴线装有平衡弹簧下座圈31、平衡弹簧3 2、平衡弹簧上座圈34，而联接套2的上端与平衡缸缸体35的下端螺接；平衡缸缸体35内部沿其轴线装有波纹管36、平衡杆33。平衡杆33沿其轴线穿过联接套2与安全阀阀体11内的阀瓣顶杆15上端留有一定的工作间隙。平衡缸缸体35上端有管路10的接口37。驱动缸缸体41螺接在联接套2外伸的上耳片上；驱动缸缸体41内部沿其轴线装有波纹管42、驱动杆43；驱动缸缸体41上部开有工作介质入口接口44，侧面开有与管路10连接的工作介质出口接口45。排放阀阀体64螺接在联接套2外伸的下耳片上，其内部沿轴线装有波纹管61、排放杆62、排放阀阀座65、密封圈66和排放阀端盖67；排放阀端盖67上开有与管路10连接的接口68，排放阀阀体64的侧面开有与泄放管路9相通的接口63。联接套2外伸的上、下耳片之间与驱动缸缸体41和排放阀阀体64同轴线地装有调节弹簧52、调节弹簧上座圈51、调节弹簧下座圈53和调节螺母54驱动杆43沿轴线穿过调节弹簧52，与排放杆62上端预留有一定的工作间隙。系统中工作介质经节流元件71和驱动缸缸体41上端接口44进入驱动缸缸体41内，再经驱动缸缸体41的侧壁接口45、排放节流元件7 2和管路10、平衡缸缸体35上端接口37、排放阀端盖67上的接口68分别进入平衡缸缸体35和排放阀端盖67内。与普通安全阀一样，安全阀阀座12的凸缘通过螺栓副111与压力容器安全阀接头8相连。安全阀阀瓣13与阀座12之间的阀体侧壁上开口19通过螺栓副112与泄放管路9相连。上述带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀在系统压力正常的情况下可以有效地增大密封力，防止工作介质泄漏，而系统过压时又可准确排放。即使外置平衡机构意外失灵，它仍可和其它不带有外置平衡机构的普通安全阀一样正常发挥作用。
本实用新型克服了普通弹簧直接作用式安全阀常因密封不足引起工质泄漏的缺点，可以更可靠地工作于以有毒、易燃物为工质的压力系统或核蒸汽供应系统中。因而可应用于军事、工业、民用等压力安全系统的保护。
权利要求1．一种带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，它包括弹簧直接作用式安全阀阀体11，内部沿其轴线装有阀座12、阀瓣13、阀瓣顶杆15、弹簧下座圈14、弹簧16、弹簧上座圈17、调整螺母18和排放管接口19；其特征在于弹簧直接作用式安全阀阀体11的上端敞开并通过突缘和螺栓副110与联接套2的下突缘连成一体；联接套2的上端与平衡缸缸体35的下端螺接；驱动缸缸体41螺接在联接套2外伸的上耳片上；排放阀阀体64螺接在联接套2外伸的下耳片上，调节螺母54、调节弹簧下座圈53、调节弹簧52、调节弹簧上座圈51位于联接套2外伸的上、下耳片之间。
2．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于弹簧直接作用式安全阀阀体11上端敞开，位于平衡缸缸体35内且穿过联接套2内腔的平衡杆33与阀瓣顶杆15在此预留工作间隙。
3．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于联接套2中沿其轴线装有平衡弹簧下座圈31、平衡弹簧32、平衡弹簧上座圈34，平衡杆33沿其轴线穿过上述元件。
4．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于平衡缸缸体35内沿其轴线装有波纹管36、平衡杆33，平衡缸缸体35上端有管路10的接口37。
5．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于驱动缸缸体41内沿其轴线装有波纹管42、驱动杆43；驱动缸缸体41上有一个工作介质入口接口44和一个工作介质出口接口45。
6．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于排放阀阀体64内沿其轴线装有波纹管61、排放杆62、排放阀阀座65、密封圈66、排放阀端盖67；排放杆62上端和驱动杆43下端之间预留工作间隙，排放阀阀体64侧壁有通往泄放容器的接口63、排放阀端盖67中心处有管路10的接口68。
7．如权利要求1所述的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀，其特征在于驱动缸缸体41的工作介质入口接口44前装有入口节流元件71，而工作介质出口接口45后装有排放节流元件72。
专利摘要一种压力容器过压保护用的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀,它包括外形稍加改动的普通安全阀组件11～19、联接套2、平衡组件31～37、驱动组件41～45、调节组件51～54、排放阀组件61～68和节流元件71、72。本实用新型克服了普通弹簧直接作用式安全阀常因密封不足引起工质泄漏的缺点,可以更可靠地工作于以有毒、易燃物为工质的压力系统或核蒸汽供应系统中。因而可应用于军事、工业、民用等压力安全系统的保护。
文档编号F16K17/04GK2310906SQ9721068
公开日1999年3月17日 申请日期1997年2月1日 优先权日1997年2月1日
发明者韩伟实, 张滨, 沈明启, 杜泽, 魏泗均 申请人:哈尔滨工程大学