模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种安全阀，更具体的涉及一种模块化设计，且能够在压力超过设定值时能够自动开启的泄压阀。
【背景技术】
[0002]在石油、采矿、钻井等行业，为了防止井喷及井喷失控可能造成的爆炸等危险事故，保护系统的管道以及它们上下游的装置与设备，经常需要设置在超压工况下能够自动开启泄压的泄压阀。
[0003]本使用新型是一种模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，可以通过调整活塞有效受力面积使其能够适用于高压工况，并且具有很高的泄压精度。
【发明内容】
[0004]本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，主要部件包括阀体、活塞、内衬、阀盖、针笼、细长杆和螺帽。
[0005]其中，触发部件是细长杆，其安装于阀体外部，一端与活塞相接，另一端与安装于针笼的螺帽相接。阀体上游的介质压力低于设定值时，介质压力通过活塞作用在细长杆上的轴向载荷小于细长杆的临界载荷，细长杆保持稳定，活塞处于工作位置一，装置处于关闭状态；当来自阀体上游的介质压力达到设定值时，介质压力通过活塞作用在细长杆上的轴向载荷大于细长杆的临界载荷，细长杆失稳造成其有效长度瞬间大幅度变小，活塞在介质压力推动下运动至工作位置二，此时活塞脱离内衬上的密封面使装置开启，从而实现了超压工况下装置自动开启泄压的目的。
[0006]本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，其活塞两端密封圈选取的有效直径不同，介质的压力将作用在活塞的两个密封圈之间的环面上。可以通过合理调整此环形有效受力面积，使得泄压阀与所应用工况的压力相适应。
[0007]本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，其活塞、内衬和阀盖等部件组合成了一个模块。可以整体从阀体内抽取出来。当此安全阀应用在磨损较严重的介质中时，可以定期对此模块进行更换，而无需将阀体从管道上拆卸下来，更换方便。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀的主要结构图；
[0009]图2为本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀上两个活塞密封圈直径和环形有效受力面积示意图；
[0010]图3为本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀模块抽离时的不意图；
[0011]图4为本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀正常状态时的不意图；
[0012]图5为本实用新型涉及的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀非正常状态时的不意图；
【具体实施方式】
[0013]模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，主要部件包括阀体1、活塞2、内衬3、阀盖4、针笼5、细长杆6和螺帽7。其中细长杆6是触发动作的部件，其应用了细长杆的压杆失稳原理触发阀门的泄压。见图1。
[0014]在正常工况下，介质从如图1所示的右侧接管流入阀体I。在阀门触发泄压后，介质会从如图1所示的下侧接管排出。
[0015]其中，活塞2两端密封圈选取的有效直径不同，介质的压力将作用在活塞2的两个密封圈之间的环面上。可以通过合理调整此环形有效受力面积，使得泄压阀与所应用工况的压力相适应。
[0016]假设活塞2的小密封圈的外径为d，假设大密封圈的外径为D。则环形有效受力的面积为η (D2-d2)/4o如图2所示。当D和d的尺寸接近时，环形有效受力面积(D2-d2)/4会很小。即使介质的压力很大，通过环形有效受力面积作用在细长杆6上的轴向力也很小，使此结构适用于高压工况。
[0017]下面介绍本实用新型的【具体实施方式】。
[0018]在正常工况下，阀体I上游的介质压力低于设定值时，介质压力通过活塞2作用在细长杆6上的轴向载荷小于细长杆6的临界载荷，细长杆6保持稳定，活塞2处于工作位置一，装置处于关闭状态。见图4。
[0019]在非正常工况下，阀体I上游的介质压力达到设定值时，介质压力通过活塞2作用在细长杆6上的轴向载荷大于细长杆6的临界载荷，细长杆6失稳造成其有效长度瞬间大幅度变小，活塞2在介质压力推动下运动至工作位置二，此时活塞2脱离内衬上的密封面使装置开启泄压。见图5。
[0020]当此安全阀应用在磨损较严重的介质中时，活塞2和内衬3的磨损会相对较严重。在此实用新型中采用了模块化设计，即将活塞2，内衬3和阀盖4等部件设计成一个模块。此模块可以整体从阀体I中拆卸并移出。如图3所示。当活塞2，内衬3和阀盖4组成的模块出现磨损后，可以对模块进行整体更换，而不用将阀体I从系统管道上拆卸下来。使维修更换更加方便快捷。
[0021]另外，根据压杆失稳的欧拉定律，可以通过调整细长杆6的弹性模量和长细比而改变其临界载荷，进而改变装置动作时的设定压力。
[0022]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特种和/或步骤之外，均可以以任何方式组合。
[0023]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可以被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0024]本实用新型并不局限于前述的【具体实施方式】。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组CJI
【主权项】
1.一种模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，主要部件包括阀体(1)，活塞(2)，内衬(3)，阀盖(4)，针笼(5)，细长杆(6)和螺帽(7)。2.根据权利要求1所述的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，其触发部件是应用了压杆失稳的欧拉定律的细长杆￠)，而且可以通过调整材料和长细比改变其临界载荷，进而改变此泄压阀的设定压力。3.根据权利要求1所述的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，其活塞(2)，内衬(3)，阀盖(4)组成一个可以整体从阀体(I)中移出的模块，方便于维修更换。4.根据权利要求1所述的模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀，其中活塞(2)两端密封圈选取的有效直径不同，介质的压力将作用在活塞(2)的两个密封圈之间的环面上。
【专利摘要】本实用新型是一种模块化设计高压工况压杆失稳触发型泄压阀。主要部件包括阀体、活塞、内衬、阀盖、针笼、细长杆和螺帽。此装置的触发应用了细长杆失稳的欧拉定律。而细长杆的失稳力主要来自于活塞在介质压力作用下的推力，当介质压力作用在活塞上的推力大于细长杆的临界载荷时，细长杆发生失稳丧失承载能力，活塞失去细长杆的支撑力被介质压力推动脱离阀体内衬上的密封面，装置由关闭状态转换为开启状态达到了泄压的目的。可以合理设计活塞的有效受力面积，使其可以适用于高压工况。同时活塞、内衬和阀盖等部件被设计成模块，出现故障或磨损时更换方便快捷。
【IPC分类】F16K17/02
【公开号】CN204805648
【申请号】CN201520120012
【发明人】刘海亮, 张在晓, 王磊, 赵寿军
【申请人】刘海亮, 张在晓, 王磊, 赵寿军
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年2月28日