[实用新型]新型膜片辅助式压杆失稳触发型阀门组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种阀门组件，更具体的涉及一种能够在压力超过设定值时能够自动开启或关闭的阀门组件。

背景技术

为了保护压力管道、压力容器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或关闭的阀门。在以往的实践中，通常使用压力变送器检测压力管道或者压力容器中的压力，压力变送器输出信号至控制系统，当压力超过设定值时，控制系统会发出指令改变安装于气动执行机构供气管路的电磁阀的供电状态，进而改变电磁阀气流通道的状态，从而仪表风使气动执行机构动作，达到开启或关闭阀门的目的。

使用压力变送器、电磁阀、气动执行器、主阀门和控制系统共同实现超压工况下自动启闭阀门的主要潜在风险在于，如果压力变送器失效，或者压力变送器与控制系统之间的信号传输，或者电磁阀的供电出现问题，或者场地的仪表风出现问题，就可能出现压力已经超过设定压力，气动执行器却未使主阀门如期动作的情形，给压力管道、压力容器以及它们上下游的装置与设备带来威胁。

本实用新型主要由弹簧执行器、液压油、开关阀、换向阀、液压泵、液压油连通管和液压油储罐组成。其中换向阀的设计基于压杆稳定和压杆失稳的原理，其与膜片相连的阀芯组件承受来自管道内的压力载荷，此载荷将加载在细长杆上，当管道内的介质压力产生的作用力低于细长杆的临界载荷时，细长杆稳定，细长杆的轴向推力使阀芯组件处于工作位置一，此时弹簧执行器会使开关阀处于正常阀位；当介质压力产生的作用力超过细长杆的临界载荷时，细长杆失稳，换向阀使液压油连通管导通，液压油向下游液压油储罐流动。弹簧执行器的活塞失去了液压油的支撑作用，在弹簧的推动下将开关阀动作至工作位置二。阀门将由正常阀位改变为非正常阀位，从而实现了超压工况下阀门的自动开启或者关闭。

在此应用中，基于压杆稳定和压杆失稳原理设计换向阀实现了压力变送器、电磁阀和控制系统三者的功能；而弹簧执行器实现了气动执行器的功能。所以此应用无需任何电力，传感器或仪表风的驱动，安全可靠。

经查，目前没有以压杆稳定和压杆失稳原理为基础设计，并以膜片作为辅助受力元件的超压工况下自动动作的阀门组件。

发明内容

本实用新型涉及的新型膜片辅助式压杆失稳触发型阀门组件。主要由弹簧执行器、液压油、开关阀、换向阀、液压泵、引压管和液压油储罐组成。其中引压管15的功能是将主阀门的上游与换向阀的下腔相连通，使来自阀门上游的压力作用在膜片6上，并通过与膜片6固定连接的阀芯组件5传递到细长杆3上。

其中，换向阀20的主要部件包括杆帽1、杆笼2、细长杆3、阀体4、阀芯组件5和膜片6等。其中触发换向阀20改变工作位置从而改变其内部液压油通道的部件是细长杆3，其安装于阀体4外部，一端与阀芯5相接，另一端与安装于杆笼2的杆帽1相接。

来自开关阀上游管道14的压力作用在膜片6上并通过阀芯组件5传递到细长杆3上。当管道压力低于设定点时，细长杆3承受的载荷小于临界载荷而压杆稳定，细长杆的轴向推力使阀芯组件5处于工作位置一，此时液压油10向下游流动的通路被关闭，弹簧执行器活塞9受到液压油10的支撑作用，无法动作，此时开关阀17处于正常阀位；当来自开关阀上游管道14的压力高于特定点时，细长杆3承受的载荷将超过临界载荷而压杆失稳，此时其有效长度会瞬间大幅度变小，其作用在阀芯组件5上的推力会骤然降低，膜片6和阀芯组件5在介质压力推动下动作至工作位置二，此时液压油10向下游流动的通道被打开，液压油10向下游流动，同时液压油10对弹簧执行器活塞9的支撑作用消失，推动开关阀执行结构19动作，使开关阀17动作至非正常阀位(若正常工况下开关阀17处于全开位，则超压工况下开关阀17应自动关闭，阀位变为全关位；若正常工况下开关阀17处于全关位，则超压工况下开关阀17应自动开启，阀位变为全开位)，从而实现了超压工况下阀门的自动开启或者关闭。

在细长杆3发生压杆失稳而开关阀17自动动作且压力管道内的压力恢复正常后，可以从阀体外部对阀芯组件5施加压力，使阀芯组件5以及膜片6恢复至工作位置一。此时将细长杆3进行更换，然后使用油泵13将液压油10经过单向阀11压回至弹簧执行器缸体7内，此时开关阀执行结构19带动开关阀17复位。

附图说明

图1为本实用新型涉及的新型膜片辅助式压杆失稳触发型阀门组件的主要结构图；

图2为本实用新型涉及的新型膜片辅助式压杆失稳触发型阀门组件动作时的示意图；

图3为本实用新型涉及的新型膜片辅助式压杆失稳触发型阀门组件复位时的示意图；

具体实施方式