[實用新型]超壓工況下由壓桿失穩觸發動作的自動閥門

有效

• 申請號: 201420067417.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN204062041U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 劉海亮;張在曉;王磊;趙壽軍
• 申請（專利權）人: 劉海亮;張在曉;王磊;趙壽軍
• 主分類號: F16K17/02
• 分類號: F16K17/02;F16K17/06;F16K17/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種自動閥門，更具體的涉及一種能夠在壓力超過設定值時能夠自動開啟或關閉的閥門。

背景技術

為了保護壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備，經常需要設置在超壓工況下能夠自動開啟或關閉的閥門。在以往的實踐中，通常使用壓力變送器檢測壓力管道或者壓力容器中的壓力，壓力變送器輸出信號至控制系統，當壓力超過設定值時，控制系統會發出指令改變安裝于氣動執行器供氣管路的電磁閥的供電狀態，進而改變電磁閥氣流通道的狀態，從而使氣動執行器動作，達到開啟或關閉閥門的目的。

其中使用的電磁閥是一種電磁控制的兩位多通道換向閥門，通常由電磁部件和兩位多通道閥門本體組成。電磁部件由電磁線圈和磁芯等部件組成，閥門本體由閥芯、閥體和彈簧等部件組成。兩位是指閥芯相對于閥體有兩個工作位置。當電磁線圈通電或斷電時，電磁力和彈簧力的共同作用將使閥芯從一個工作位置動作至另外一個工作位置，進而改變電磁閥內部的通道，達到控制動力氣源按所需通道進出氣動執行器的目的。

使用壓力變送器、電磁閥、氣動執行器、主閥門和控制系統共同實現超壓工況下自動啟閉閥門的主要潛在風險在于，如果壓力變送器失效，或者壓力變送器與控制系統之間的信號傳輸，或者電磁閥的供電出現問題，就可能出現壓力已經超過設定壓力，氣動執行器卻未使主閥門如期動作的情形，給壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備帶來威脅。

本實用新型主要由氣動執行器、開關閥和兩位多通道換向閥組成。其中，兩位多通道換向閥的設計基于壓桿穩定和壓桿失穩的原理，其閥芯組件承受來自管道內的壓力載荷，此載荷將加載在細長桿上，當管道內的介質壓力產生的作用力低于細長桿的臨界載荷時，細長桿穩定，細長桿的軸向推力使閥芯組件處于工作位置一，此時流過換向閥內部通道的動力氣源會使自動閥門處于正常閥位；當介質壓力產生的作用力超過細長桿的臨界載荷時，細長桿失穩，介質壓力會推動閥芯組件，使閥芯組件動作至工作位置二，此時氣動執行器會驅動開關閥自動動作，閥門將由正常閥位改變為非正常閥位，從而實現了超壓工況下閥門的自動開啟或者關閉。在此應用中，基于壓桿穩定和壓桿失穩原理設計的兩位多通道閥門實現了壓力變送器、電磁閥和控制系統三者的功能。

經查，目前沒有以壓桿穩定和壓桿失穩原理為基礎設計的在超壓工況下自動動作的閥門。

發明內容

本實用新型涉及的超壓工況下由壓桿失穩觸發動作的自動閥門主要由氣動執行器、主閥門、壓桿失穩控制的兩位多通道換向閥、連通管和氣源管線等部件組成，其中連通管的功能是將主閥門的上游與兩位多通道換向閥的活塞腔相連通，使兩位多通道換向閥的閥芯組件承受來自自動閥門上游的壓力。

其中，壓桿失穩控制的兩位多通道換向閥的主要部件包括桿帽1、桿籠2、細長桿3、閥體4、閥芯組件5和端蓋6等。觸發兩位多通道換向閥的閥芯組件改變其工作位置進而實現動力氣源換向的部件是細長桿6，其安裝于閥體4外部，一端與閥芯組件5相接，另一端與安裝于桿籠2的桿帽1相接。當來自自動閥門上游的壓力低于設定點時，細長桿3承受的載荷小于臨界載荷而壓桿穩定，細長桿的軸向推力使閥芯組件5處于工作位置一，此時流過換向閥內部通道的動力氣源會使自動閥門處于正常閥位；當來自自動閥門上游的壓力高于特定點時，細長桿3承受的載荷將超過臨界載荷而壓桿失穩，此時其有效長度會瞬間大幅度變小，其作用在閥芯組件5上的推力會驟然降低，閥芯組件5在介質壓力會推動下動作至工作位置二，此時自動閥門會自動動作，自動閥門將由正常閥位改變為非正常閥位(若正常工況下自動閥門處于全開位，則超壓工況下自動閥門應自動關閉，閥位變為全關位；若正常工況下自動閥門處于全關位，則超壓工況下自動閥門應自動開啟，閥位變為全開位)，從而實現了超壓工況下閥門的自動開啟或者關閉。

閥芯組件5的一端位于閥體1外部，與導閥細長桿6相接；閥芯組件5的另外一端為活塞形部件，此活塞型部件與閥體1之間形成密封進而形成活塞腔，活塞型部件將承受來自自動閥門上游的壓力；閥芯組件5的中間部分與閥體1之間設有多處密封元件，可在閥芯組件5與閥體1之間形成多個密封通道，通過改變閥芯組件5的工作位置，可以改變這些密封通道與閥體1上的進出氣口之間的相對位置，從而改變動氣氣源的流通通道，達到使自動閥門開啟或關閉的目的。

在細長桿3發生壓桿失穩而自動閥門自動動作且壓力管道內的壓力恢復正常后，可以從閥體外部對閥芯組件5施加壓力，使其恢復至工作位置一，此時動力氣源的流通通道會發生改變，進而使自動閥門恢復至其正常工況下的閥位。在自動閥門復位后，將細長桿3更換從而完成整個復位過程。