[其他]活塞式释压阀

说明书

本实用新型属于对空气压缩机安全保护装置结构和部件的改进。

空气压缩机一般出厂都带有安全阀，当空压系统中的压力超过额定压力时安全阀会自动开启，通过泄漏一部分气体而使系统压力降到正常值。然而空气压缩机上的安全阀其通流能力较小，仅能防止通常的压力超高，一但系统行将爆炸时，安全阀则无法缓解高温高压气流的巨大压力，因而也无法避免系统遭受破坏和出现人身伤亡事故。为了确保空气压缩机、特别是矿井用大型空气压缩机系统的安全运行，世界上工业发达的国家多采取在系统的管道上再设置通流能力比安全阀要大得多的释压阀的措施。国内外过去所报导的释压阀有杠杆式和膜板式两种，这两种阀的结构虽然简单，但控制精度较差，使用可靠性不易保证。《煤炭科学技术》1979年第6期上介绍了一种活塞释压阀，虽然效果较好，但其结构上尚存在着一些问题，如：（1）阀体进气口由于有卡板的阻挡，其有效通流截面小于阀体出气口的截面，因而达不到活塞阀原设计的通流能力。（2）原活塞采用牛皮碗结构同阀体密封，这种密封形式对活塞运动的阻力较大，不仅使活塞释压阀开启速度受到限制，且制造成本也较高。

本实用新型的目的在于改进原活塞式释压阀的结构，使释压阀启动准确、及时、性能可靠。本实用新型所提供的活塞式释压阀其结构如图1所示。阀体（5）进气口段相对于卡板（1）为一喇叭口（2），喇叭最大开口位于阀体和系统管道相连接的法兰处，卡板即由该阀体法兰所固定。阀体内活塞（6）上的活塞杆由释压螺栓（3）和螺栓座（8）通过螺旋连接构成，活塞本身改由轻质合金铸件机加工制成，活塞通过O形橡皮圈（12）同阀体配合密封，阀体出气口通过法兰（7）同防护罩（9）相连接。防护罩呈园筒形，它起两种作用，一方面它通过其侧壁上的若干个排气孔的在瞬间泄漏出高压气流，因此，排气孔的总面积应比阀体通道截面大两倍以上，另一方面其端部封焊一金属开孔端盖（11）用它来俘获被高压气流冲出来的活塞，防止活塞高速弹射出去造成严重事故。为了更好地使活塞体在防护罩内减速，并尽量保持活塞的完好，在防护罩底端安有缓冲软垫（10）。

释压螺栓两端粗、中间细，中部细颈段的直径应确保其断裂应力和阀体的额定压力相等。为了确保活塞式释压阀准确启动，释压螺栓是一个关键部件，它必须是在正常压力下无任何永久范性形变，而当压力达到额定值时，立即断裂。因此该螺栓必须由脆性材料制成，即要求屈服强度和抗张强度之比（简称屈张比）尽可能地接近于1。考虑到用这样的脆性材料制成的螺栓要从其端部施加一力矩拧入螺栓座中，这一力矩有可能使螺栓发生脆性断裂。因此，在释压螺栓根部近螺纹处开有一贯通的扁形（4），以便于用搬手卡入扁处将螺栓拧紧到活塞螺栓座中去。释压螺栓另一端通过螺母和垫圈固定在卡板上。采用这种组合结构，当一个释压螺栓受过压气流作用而拉断后，可以很方便地更换另一个释压螺栓。螺栓材料过去曾采用过中碳结构钢（如A₃钢）和不锈钢（如2Cr13）进行试验，中碳钢螺栓容易生锈变质，而不锈钢易于范形性变，其屈张比很难达到0.75，问题长期得不到解决。本实用新型还提出了一种既不生锈、屈张比又能达到0.9以上的铁铬铝合金作螺栓材料，该合金的成份（按重量百分比计算）为铬15～40、铝3～10、铁余量。

本实用新型所提供的活塞式释压阀在系统压力达4公斤力／厘米²时，无渗漏现象，气密性良好；压力达8公斤力／厘米²时，释压螺栓无永久形变，压力达到10公斤力／厘米²时，螺栓即被拉断成功释压。本实用新型所提供的活塞式释压阀其通流能力比空气压缩机的安全阀要大15～30倍，它完全符合《煤矿安全规程》第389条规定和执行说明83款的规定的技术指标，具有良好的抗腐性能，动作灵敏，准确可靠，能有效的防止空气压缩机系统的爆炸，不仅可以使用在煤矿空气压缩机系统上，还可以用于其他工业的空气压缩机系统上。