[發明專利]壓桿失穩觸發型換向閥

在審

• 申請號: 201510086365.5
• 申請日: 2015-02-17
• 公開（公告）號: CN105465412A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 劉海亮;張在曉;王磊;趙壽軍
• 申請（專利權）人: 江蘇瑞朗博機械設備有限公司
• 主分類號: F16K11/065
• 分類號: F16K11/065;F16K31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種換向閥，更具體的涉及一種在壓力超過設定值時能夠自動改變氣路方向 的換向閥。

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 下能夠自動改變氣路的裝置，以起到保護上游管路和裝置的作用。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機構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，從而使氣動執行機構動作，改變氣路的方向，從而達 到保護上游管路和裝置的目的。

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機構的目的。

使用電磁閥作為換向閥的主要潛在風險在于，其動作依賴于壓力信號和供電，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出現問題，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，電磁閥未實現如期換向的情形，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。

本發明主要由一體式閥芯、換向缸和細長桿組成。其中，一體式閥芯承受來自管道內的 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一體式閥芯處于工作位置一；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，介質壓力會推動一體式閥芯，使一體式閥芯 動作至工作位置二，從而達到氣體換向的目的。

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換向 閥。

發明內容

本發明涉及的壓桿失穩觸發型換向閥的主要部件包括桿籠1、細長桿2、閥蓋3、換向缸 4、連接管5、氣缸6和一體式閥芯7等。

其中觸發一體式閥芯7改變其工作位置進而實現動力氣源換向的部件是細長桿2，其安裝 于閥蓋3外部，一端與一體式閥芯7相接，另一端與安裝于桿籠2內側相接。

一體式閥芯7位于閥蓋3外部的部分與細長桿2相接；一體式閥芯7位于氣缸6內部的 部分中包括一個活塞形部件，此活塞型部件與氣缸6之間形成密封，將承受來自上游的壓力； 一體式閥芯7中間部分與換向缸4之間設有多處密封元件，可在一體式閥芯7與換向缸4之 間形成多個密封通道(所需要的密封通道數量根據所采用氣動執行器的類型而確定)，通過改 變一體式閥芯7的工作位置，可以改變這些密封通道與換向缸4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和氣體流向。

一體式閥芯7的活塞承受上游管道的介質壓力，并將壓力施加至細長桿2。當上游管道介 質的壓力低于設定點時，細長桿2承受的載荷小于其臨界載荷而壓桿穩定，細長桿的軸向推 力使一體式閥芯7處于工作位置一，此時流過換向裝置內部通道的動力氣源是一種流通方向 (例如：這種流通方向可以使氣動閥門處于關位)。當上游管道介質的壓力高于設定點時，細 長桿2承受的載荷將超過其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 用在一體式閥芯7上的推力會驟然降低，一體式閥芯7在介質壓力的推動下動作至工作位置 二，此時換向閥的內部通道會發生改變，流經換向閥內部通道的氣體方向會發生改變，進而 觸發氣動閥門動作。

在細長桿2發生壓桿失穩而壓力管道內的介質壓力恢復正常后，可以從外部對一體式閥 芯7施加壓力，使其從工作位置二恢復至工作位置一，此時通過此換向閥的氣體通道會變回 初始位置。在一體式閥芯7復位后，更換新的細長桿2從而完成整個復位過程。

附圖說明

圖1為本發明涉及的壓桿失穩觸發型換向閥為兩位五通道形式的主要結構圖；

圖2為本發明涉及的壓桿失穩觸發型換向閥為兩位三通道形式的主要結構圖；

圖3為本發明涉及的壓桿失穩觸發型換向閥為兩位五通道形式時動作的示意圖；

圖4為本發明涉及的壓桿失穩觸發型換向閥為兩位三通道形式時動作的示意圖；

具體實施方式