[实用新型]带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀

说明书

一种用于压力容器过压保护的带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀。

现有的弹簧直接作用式安全阀(以下简称为普通安全阀)大都由弹簧、阀瓣、阀座和顶杆组成，其工作原理为：当系统中工作介质压力大于由弹簧产生的阀瓣和阀座间的压紧力时，工作介质顶开阀瓣从阀瓣与阀座间逸出，泄放压力，从而保证压力容器的安全。其结构简单，排放可靠，长期以来为人们采用。但其明显不足是：在达到排放压力之前，由弹簧力(即正密封力)和介质压力(即负密封力)迭加所形成的密封力必然会随介质压力的增加而递减，最终小于安全阀所需的最小密封力(它取决于密封副的材料、几何精度和加工质量)，因而造成工作介质的非正常泄漏。普通安全阀的非正常泄漏是普遍现象。

本实用新型的目的是在普通安全阀的基础上外置一套平衡机构，以便在正密封力一弹簧力之外利用工作介质压力再生成一个附加的正密封力，而这一附加正密封力在工作介质压力达到安全阀排放压力时，会由于平衡机构的作用而消失，从而既增大了正常情况下的密封力，有效地抑制泄漏，又不改变排放压力值，保证安全的同时更加可靠。

本实用新型的主要构成包括外形稍加改动的普通安全阀组件11～19、联接套2、平衡组件31～37、驱动组件41～45、调节组件51～54、排放阀组件61～68和节流元件71、72。

本实用新型的具体构成和基本原理是在普通安全阀阀体11的上端通过子口和凸缘用螺栓副110与联接套2相连，联接套2内部沿轴线装有平衡弹簧下座圈31、平衡弹簧32、平衡弹簧上座圈34。而联接套2的上端再与平衡缸缸体35的下端螺接。平衡缸缸体35内部沿轴线装有波纹管36、平衡杆33。平衡杆33穿过联接套2并与安全阀阀体11内的阀瓣顶杆15上端留有一定的工作间隙。平衡缸缸体35上端有管路10的接口37。驱动缸缸体41固定在联接套2外伸的上耳片上，其内部沿轴线装有波纹管42、驱动杆43；驱动缸缸体41上部和侧面各开有一个工作介质入口接口44和一个与管路10连接的工作介质出口接口45。排放阀阀体64固定在联接套2外伸的下耳片上，内部沿轴线装有波纹管61、排放杆62、排放阀阀座65、密封圈66、排放阀端盖67，其上开有与管路10相连的接口68，排放阀阀体64侧面开有与泄放管路9相通的接口63。联接套2外伸的上、下耳片之间与驱动缸缸体41和排放阀阀体64同轴线地装有调节弹簧52、调节弹簧上座圈51、调节弹簧下座圈53和调节螺母54，驱动杆43沿轴线穿过调节弹簧52，与排放杆62上端留有一定的工作间隙。旋转调节螺母54可改变驱动杆43沿轴线上下移动的驱动力的大小，即改变外置平衡机构卸除附加正密封压力的时刻。压力容器中工作介质的压力通过节流元件71、驱动缸缸体41上部的接口44进人驱动缸缸体41内，并作用在驱动杆43和波纹管42上，同时通过驱动缸缸体41侧壁接口45、节流元件72、管路10、平衡缸缸体35的上端接口37以及排放阀端盖67上的接口68分别进入平衡缸缸体35内和排放阀端盖67内并分别作用于平衡杆33、波纹管36和排放杆62的下端。旋转调节螺母54使得当系统内工作介质压力小于普通安全阀组件11-19所决定的排放压力时，驱动杆43尽管沿轴向向排放杆62方向移动并接触，但还不足以顶动排放杆62。另一方面，根据设计要求选择适当的波纹管36、平衡弹簧32的刚度，使得当系统压力达到某一数值时，平衡缸缸体35内的介质压力驱动平衡杆33，并迫使阀瓣顶杆15把阀瓣13压靠在阀瓣座12的上端面上，进而达到利用工作介质施加附加正密封力，有效防止介质非正常泄漏的目的。当系统内工作介质压力等于或大于安全阀排放压力时，经节流元件71和接口44进入驱动缸缸体41内的工作介质迫使驱动杆43顶动排放杆62，于是平衡缸缸体35内的工作介质经接口37、管路10、接口68、排放杆62与排放阀阀座65之间的间隙和排放阀阀体64侧壁上的接口63进入通往泄放容器的管道9。由于平衡缸缸体35内的工作介质泄放，压力急剧下降，平衡杆33在平衡弹簧32、波纹管36恢复力的作用下沿轴线向上移动离开阀瓣顶杆15，附加正密封力随即消失，安全阀阀瓣13在介质压力作用下离开阀瓣座12开启，通过排放管接口19泄放系统压力。当系统压力恢复正常，即低于安全阀开启压力时，具有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀又恢复至前述相应的工作状态。

附图带有外置平衡机构的弹簧直接作用式安全阀总体结构剖视图

本实用新型的最佳实施方案如下(参见附图)：