[实用新型]超压时由压杆失稳触发动作的自动阀门

说明书

技术领域

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

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，控制系统会自动发出指令使阀门开启或者关闭。

使用压力变送器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出现问题，或者控制系统与阀门之间的信号传输出现问题，就可能出现压力已经超过设定值，阀门却未如期动作的情形，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式执行器、开关阀、锁止机构、压杆型组件和压力连通管组成。其中压杆型组件是整个自动阀门的先导触发机构，该先导触发机构的设计基于压杆稳定和压杆失稳的原理，其先导活塞承受来自上游管道内的压力载荷，此载荷经过先导阀杆加载在细长杆上，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，细长杆处于稳定状态，细长杆的轴向推力使先导阀杆和先导活塞处于工作位置一，此时，与先导活塞固定连接为一体的锁止卡槽将两个锁止摇臂卡住，使得锁止摇臂将执行器推杆顶住，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，细长杆失稳弯曲而丧失承载能力，细长杆作用在先导阀杆上的轴向推力消失，介质压力会推动先导活塞和先导阀杆移动至工作位置二，在此过程中，压杆型组件的先导阀杆会带动与之固定为一体的锁止卡槽移动直至锁止卡槽失去对锁止摇臂的约束作用，此时，执行器推杆在执行器弹簧的推动作用下推动锁止摇臂旋转，锁止摇臂将不再顶住执行器推杆，在弹簧的驱动下，开关阀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的压杆型组件实现了压力变送器和控制系统两者的功能，整个系统无需传感器和信号传输，设计简单，安全可靠。

发明内容

本实用新型涉及的超压时由压杆失稳触发动作的自动阀门，其主要由弹簧式执行器、开关阀、锁止机构(由锁止卡槽和两个锁止悬臂组成)、压杆型组件和压力连通管组成。其中压力连通管的功能是将开关阀的上游与压杆型组件的压力腔相连通，使压杆型组件的先导活塞承受来自开关阀上游的压力。

其中，压杆型组件是整个自动阀门的先导触发机构，其主要部件包括螺帽、杆笼、细长杆、先导阀体、先导阀杆、先导活塞、锁止卡槽等。该先导机构基于压杆稳定和压杆失稳原理设计，具有两个工作位置。决定该机构处于哪一个工作位置的部件是细长杆，细长杆安装于先导阀体的外部，一端与先导阀杆相接，另一端与安装于杆笼的螺帽相接，当细长杆发生失稳弯曲时，压杆型组件的状态由工作位置一改变为工作位置二。

当开关阀上游管道内介质压力低于设定压力时，即压杆型组件压力腔内的压力低于设定压力，此时细长杆承受的载荷小于其临界载荷而压杆稳定，细长杆的轴向推力使先导阀杆和先导活塞处于工作位置一，此时与先导活塞固定连接为一体的锁止卡槽将两个锁止摇臂卡住，锁止摇臂不会发生旋转，使得锁止摇臂将执行器推杆顶住，执行器推杆不会发生轴向直线运动，开关阀处于正常阀位。

当开关阀上游管道内介质压力高于设定压力时，即压杆型组件压力腔内的压力高于设定压力，此时细长杆承受的载荷将超过其临界载荷而压杆失稳而丧失承载能力，其作用在先导阀杆上的推力会骤然降低，介质压力会推动先导活塞和先导阀杆移动至工作位置二，在此过程中，压杆型组件的先导阀杆会带动与之固定为一体的锁止卡槽移动直至锁止卡槽失去对锁止摇臂的约束作用，执行器推杆在执行器弹簧的推动作用下推动锁止摇臂旋转，锁止摇臂将不再顶住执行器推杆，在弹簧的驱动下，开关阀将由正常阀位改变为非正常阀位(若正常工况下开关阀处于全开位，则超压工况下开关阀应自动关闭，阀位变为全关位；若正常工况下开关阀处于全关位，则超压工况下开关阀应自动开启，阀位变为全开位)，从而实现了超压时阀门的自动开启或者关闭。