專利名稱：燃氣安全切斷閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃氣閥門技術領域，確切地說涉及一種燃氣安全切斷閥。
背景技術：
眾所周知，由于燃氣(包括天燃氣、人工煤氣及液化石油氣)特有的理 化特性，泄漏時很容易引起中毒、爆炸及火災，給人們的生命財產造成了 極大的危害和損失。比較傳統的減壓閥，只有減壓、調壓的作用，沒有自 動開關的功能，每次通斷氣源都要靠人為地操作。由于人們的健忘性及僥 幸心理，往往在使用后沒有及時關閉氣源，這樣就會給安全留下隱患，而 一旦出現燃氣泄漏的話，就極易引發各種燃氣事故，缺少安全保障。隨著 技術的更新，市面上出現了緊急切斷燃氣輸送管道的閥門，該類閥門當燃 氣事故發生或因工作需要關閉閥門時，采用電磁切斷控制器的線圈瞬時通 電，此時控制閥桿組件下落的動鐵芯在磁力作用下退出限位桿卡槽，同時 限位桿在主彈簧作用下退出閥桿卡槽，從而帶動閥盤總成下落，閥門關閉 并處于自鎖狀態，此時撤去電源，閥門仍自鎖，不會重新打開。當需要人 工復位時向上提拉復位把手閥盤向上閥門打開至限位桿在限位彈簧的作用 下卡到閥桿卡槽內，動鐵芯在動鐵芯彈簧的作用下卡到限位桿卡槽，無需 用電保持閥門常開狀態。該閥門除控制切斷時用電，其他時間不消耗電能， 操作簡單應用較廣，但是該閥門對于輸送壓力較大的中壓管道由于切斷后
閥盤上的壓力大手動復位困難。
與本發明較接近的一種現有技術如下授權公告號為CN2101914U， 授權公告日為1992年4月15日的中國專利文獻公開了一種配以可燃氣體報 警器在可燃氣體泄漏時能自動阻斷氣源的裝置，由轉閥、閥體、彈簧、杠 桿、繼電器等組成，其特征在于轉閥、閥體中間有通孔相連，經過研磨 的錐形面配合，轉閥能相對于閥體旋轉，轉閥下部套有壓簧，上部套有扭 簧，扭簧一端固定在轉閥的手輪上，另一端固定在定位螺釘上，閥體有定 位螺釘，穿入轉閥手輪部分的弧形槽內，杠桿套在杠桿支座的轉軸上，并 有二個扭簧，使杠桿一端與轉閥(手輪部分的凹陷相扣，杠桿的另一端與繼
電器的動片相連，杠桿支座，繼電器固定在闊體上；正常狀態時轉閥由杠
桿相扣，保持正常供氣狀態，在可燃氣體泄漏到一定濃度時，可燃氣體報 警器輸出電信號接通繼電器，使杠桿與轉閥脫扣，轉閥在扭簧作用下旋轉
9 0°，從而阻斷了氣源的通道，克服了報警器只報警、漏氣源繼續漏氣 的缺陷，是一種實用有效的安全裝置。(另這種安全切斷閥作為一種保證調 壓器以及燃氣用戶安全的安全保護裝置，當監控處的氣體壓力高于相應的 設定的切斷壓力時，安全切斷閥迅速動作切斷氣流，睹止事故發生。該類 安全切斷閥由監控裝置、切斷機構、閥頭行程顯示器、復位裝置和執行器
3等部件組成。切斷閥正常運行情況下，下游監控處氣體的壓力通過信號管 反饋作用在監控膜上的壓力與預先設定的彈簧作用在監控膜上的壓力達到 比較精確的平衡，執行器與切斷機構中的杠桿保持扣上，閥頭一直處于完 全開啟狀態。當由設備故障或其它原因引起下游氣體壓力升高時，作用在 監控膜上的壓力與彈簧力不平衡將帶動撞桿向右軸向移動觸動切斷機構， 使杠桿與限位鉤脫開，同時閥頭在主彈簧的作用下迅速切斷氣流。)但上述 傳統杠桿脫扣式結構安全切斷閥存在一下缺陷
*1.傳統杠桿脫扣式結構安全切斷閥的執行器與切斷機構的杠桿保持 扣上，使主閥開啟，釆用的是機械掛鉤式，時間久后造成限位鉤磨損，使 主閥完全開啟的穩定性和精度產生變差，且使用壽命也不長。
2. 傳統安全切斷閥脫扣后，閥頭在主彈簧作用下切斷氣流，由于彈簧 力很大，閥頭與閥座猛烈撞擊對密封面損壞，且噪音大。
3. 傳統安全切斷閥的復位開啟須用專用工具使限位鉤與杠桿扣上，由 于機械磨損的原因，工復位困難，稍不注意無法扣牢；閥頭落下撞擊閥座 會發出很大的噪聲，影響操作者的身心健康。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種可靠性高，使用壽命長，噪 音小，復位簡單的燃氣安全切斷閥，本發明的超壓氣體介質進入控制氣室 后，主閥控制氣室壓力增大，克服彈簧向上推力，使閥芯下移貼緊閥座， 迅速切斷氣流，達到"超壓即關"，密封零泄漏的效果，可靠性和使用壽命 大大提高。
本發明是通過如下技術方案實現的-
一種燃氣安全切斷閥，包括主閥和控制器，所述主閥包括閥體、閥座、 閥芯、閥桿、閥套、彈簧、膜墊和橡膠膜片。橡膠膜片為傳動機構，閥桿、 閥芯和閥座為執行機構，所述控制器為氣動控制器，其特征在于
a、 所述閥套內腔的圓柱臺階處與閥芯外表面的圓柱臺階處配合，閥
套上端面與膜墊配合處、以及閥套內腔與閥桿外徑配合處分別設置有o形 圈，閥座內腔直徑與所述圓柱臺階處中較小的那一端的直徑一致，所述閥 桿中心設有當主閥工作時閥芯上下端面積壓差為閥桿面積與調節壓力的乘
積并處于平衡狀態的平衡孔；
b、 所述膜墊為蝶形的圓盤，膜墊中部開孔，膜片置于膜墊上，膜片 和閥體的上閥蓋形成密閉的控制氣室，在閥桿上套有位于閥套和膜片之間 的彈簧，彈簧推力使主閥常開；
主閥和控制器之間經導壓管相聯結，由外部進入的氣體介質經所述氣 動控制器控制并決定是否經由導壓管進入所述控制氣室，密閉的控制氣室 保持原壓或升壓，膜片和閥桿保持原樣或向下運動壓縮所述彈簧，并使閥 芯保持開啟或立即關閉狀態。 '
所述氣動控制器包括第二閥體、第二閥芯、活塞軸桿、中閥盒、第二上閥蓋、第二彈簧、進氣閥和排泄闊，所述排泄閥與所述控制氣室相通， 進氣閥設有通孔與主閥上膜室相通。所述第二閥芯的密封面積大于活塞軸 桿的截面積，第二彈簧的設定力等于第二閥芯的密封面積與介質壓力的乘 積，活塞上腔，活塞上腔受力面積等于活塞面積減去軸桿的截面積。 所述彈簧為復位彈簧，所述第二彈簧為調節彈簧。 主閥的閥體下端由下蓋封閉，閥體的上端連接上閥蓋。 所述氣動控制器還包括與所述第二上閥蓋連接的端蓋和貫穿于所述 端蓋內的調節螺桿，所述調節螺桿的底端與所述第二彈簧接觸。
與傳統的杠桿脫扣式結構安全切斷閥和以授權公告號為CN2101914U
的中國專利文獻所代表的現有技術相比，本發明的優點表現在
1、 現有技術中，傳統杠桿脫扣式結構安全切斷閥的執行器與切斷機 構的杠桿保持扣上，使主閥開啟，采用的是機械掛鉤式，時間久后造成限 位鉤磨損，使主閥完全開啟的穩定性和精度產生變差，且使用壽命也不長。 而本發明的氣體介質進入控制氣室后，主閥控制氣室壓力增大，克服彈簧 向上推力，使閥芯下移貼緊閥座，迅速切斷氣流，達到"超壓即關"，密封 零泄漏的效果，可靠性和使用壽命大大提高。
2、 現有技術中，傳統安全切斷閥脫扣后，閥頭在主彈簧作用下切斷
氣流，由于彈簧力很大，閥頭與閥座猛烈撞擊對密封面損壞，且噪音大； 本發明主閥控制氣室的氣壓是逐漸增大的，閥芯向下關閉閥門的動作也是 很平緩的，噪音小、密封面使用壽命長。
3、 現有技術中，傳統安全切斷閥的復位開啟須用專用工具手工使限
位鉤與杠桿扣上，由于機械磨損的原因，手工復位困難，稍不注意無法扣 牢，閥頭落下撞擊閥座爭發出很大的噪聲，影響操作者的身心健康。而本 發明復位開啟只需關閉進氣闊手柄、開啟排泄閥手柄，即可恢復正常工作， 簡單易行。
下面將結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說
明，其中
圖1為本發明關閉狀態結構圖 圖2為本發明開啟狀態結構圖 圖3為控制器的結構圖
圖中標記
1、閥體，2、閥座，3、閥芯，4、閥桿，5、平衡孔，6、彈簧，7、 閥套，8、膜墊，9、膜片，10、指示桿，11、指示盤，12、調節螺桿，13、 端蓋，14、第二上閥蓋，.15、第二彈簧，16、中閥盒，17、活塞軸桿，18、 第二閥芯，19、第二閥體，20、進氣閥，21、排泄閥，22、導壓孔，23、 導壓管，24、控制氣室，25、放氣口， 26、接下游信號源，27、氣體介質 進口。
具體實施方式
實施例1
本發明公幵了一種燃氣安全切斷闊，包括主閥和控制器，主閥采用高 進低出，氣體介質不直接沖刷密封面，所述主閥包括閥體l、閥座2、閥芯 3、閥桿4、彈簧6、閥套7、膜墊8和橡膠膜片9，橡膠膜片9為傳動機構， 閥桿4、閥芯3和閥座2為執行機構，所述控制器為氣動控制器，常用的氣 動控制器即可，所述閥套7內腔的圓柱臺階處與閥芯3外表面的圓柱臺階 處配合，圓柱臺階為圓柱狀，只是一端直徑大， 一端直徑小，其結合部就 形成了臺階，市面上有出售的圓柱型臺階螺絲，本發明中圓柱臺階型與圓 柱形臺階螺栓的形狀基本相同。閥套7上端面與膜墊8配合處、以及閥套 7內腔與閥桿4外徑配合處分別設置有0形圈，閥座2內腔直徑與所述圓 柱臺階處中較小的那一端的直徑一致，所述閥桿4中心設有當主閥工作時 閥芯3上下端面積壓差為閥桿4面積與調節壓力的乘積并處于平衡狀態的 平衡孔5;所述膜墊8為蝶形的圓盤，膜墊8中部開孔，膜片9置于膜墊8 上，膜片9和閥體1的上閥蓋形成密閉的控制氣室24，在閥桿4上套有位 于閥套7和膜片9之間的彈簧6，彈簧6推力使主閥常開；主閥和控制器之 間經導壓管23相聯結，由外部進入的氣體介質經所述氣動控制器控制并決 定是否經由導壓管23進入所述控制氣室，密閉的控制氣室24保持原壓或 升壓，(主閥控制氣室24關閉時壓力為膜片9有效面積與閥桿4面積之差 乘以設定壓力減去彈簧6向上推力)氣室膜片9和閥桿4保持原樣或向下運 動壓縮所述彈簧6，并使閥芯3保持開啟或立即關閉狀態。
實施例2
作為本發明一較佳實施方式，在實施例1的基礎上，所述氣動控制器 包括第二閥體19、第二閥芯18、活塞軸桿17、中閥盒16、第二上閥蓋14、 第二彈簧15、進氣閥20和排泄閥21，所述排泄閥21與所述控制氣室24 相通，所述第二閥芯18的密封面積大于活塞軸桿17的截面積，第二彈簧 15的設定力等于第二閥芯18的密封面積與介質壓力的乘積，活塞上腔受 力面積等于活塞面積減去軸桿的截面積。所述氣動控制器設計成迷宮阻尼 活塞結構，密封采用硬軟雙質密封，主閥開啟正常工作時，控制器進氣閥 20處于常開，排泄閥21處于常閉，第二閥芯18在第二彈簧15的彈簧6 力作用下始終處于關閉密封狀態。切斷閥正常運行情況下，第二閥芯18 處于關閉狀態，無氣體介質進入所述控制氣室24，控制氣室24內介質壓 力接近0值，閥芯3在介質壓力和彈簧6向上作用力下， 一直處于開啟狀 態，當下游氣體壓力升高至設定切斷壓力時，第二閥芯18開啟，氣體介質 經導壓管23進入所述控制氣室24，在控制氣室24作用力下，膜片9和閥 桿4帶動閥芯3迅速關閉切斷氣流，控制氣室24通過進氣閥20上的小孔 與活塞軸桿17上端相通'產生背壓，主閥切斷后下游管道壓力降低，進氣閥 20關閉，主閥控制氣室24關閉壓力保持不變，關閉起到過壓安全保護作用。所述彈簧6為復位彈簧，第二彈簧15為調節彈簧。主閥的閥體1下端 由下蓋封閉，閥體l的上端連接上閥蓋。所述氣動控制器還包括與所述第 二上閥蓋14連接的端蓋13和貫穿于所述端蓋13內的調節螺桿12，所述 調節螺桿12的底端與所述第二彈簧15接觸。 本發明的工作原理如下
如圖l所示，本發明正常運行情況下，下游監控處氣體的壓力P2通過 信號管反饋作用在第二閥芯18上的壓力低于預先設定第二彈簧15的彈簧 6力，控制器處于關閉密封狀態，無氣體進入主閥的控制氣室24內，控制 氣室24介質壓力接近0值，主閥閥芯3在介質壓力和復位彈簧向上作用力 下， 一直處于完全開啟狀態。 t
如圖2所示，當由設備故障或其它原因引起下游氣體壓力Pd升高至設 定切斷壓力時(切斷壓力通過調節螺桿12設定，順時針旋轉調節螺桿12， 切斷閥動作壓力設定值增高，反之則降低)，Pd作用在第二閥芯18上的壓 力與第二彈簧15上的彈.簧6力不平衡，第二閥芯18開啟(由于第二閥芯 18活塞面積遠大于密封面積，第二閥芯18啟動時密封面積轉化為活塞受 力面積，面積增加，上升推力大，控制器在非常接近設定壓力范圍內準確 開啟)。氣體介質經導壓管23進入主閩的控制氣室24，在控制氣室24作 用力下，主閥膜片9和閥桿4帶動閥芯3迅速關閉切斷氣流。此時主閥指 示盤刻度顯示關閉位置。(控制氣室23向下作用力等于下游氣體壓力Pd乘 以控制氣室24的膜片9有效面積S減去閥桿4面積S tf。主閥閥芯3設有 平衡孔5，向上作用力等于介質壓力Pd乘以閥桿4面積S tf加上彈簧6力F 彈。貝U，主閥閥芯3關閉壓力等于Pd (S-S J - (PdS桿+ F彈)》0，由于S 遠遠大于Sw，主閥閥芯3迅速下移貼緊閥座2，關閉切斷介質。控制氣室 24通過進氣閥20上的導壓孔22與活塞軸桿17上端相通產生背壓，主閥 切斷后下游管道壓力降低，進氣閥20關閉，主閥控制氣室24關閉壓力保 持不變，真正實現了安全切斷閥"超壓即關"，密封零泄漏，使用壽命長。 密封可靠性和使用壽命優于杠桿脫扣式機械結構。)
當設備故障排除，本發明需要復位恢復正常工作時，關閉進氣閥20 手柄，緩慢開啟排泄閥21手柄，排泄口與主閥控制氣室24相通，排放控 制氣室24的氣體，氣室介質壓力排放到很低時，作用在主閥閥芯3上的介 質力PaS桿和彈簧6力F彈，推動閥芯3向上，主閥打開，又恢復到正常工 作狀態。此時主閥指示盤升起，刻度處于開啟位置。與此同時，主閥控制 氣室24的氣體一部分通過控制器出口上的導壓孔22流入控制器活塞的上 腔，使活塞上下兩端產生面積壓差失去平衡，在較小彈簧6力作用下，第 二閥芯18關閉密封。至此整個復位過程結束，本發明又恢復正常工作。
本發明不限于上述實施例，根據上述實施例的描述，本領域的普通技 術人員還可作出一些顯而易見的改變，但這些改變均應落入本發明權利要 求的保護范圍之內。
權利要求
1、一種燃氣安全切斷閥，包括主閥和控制器，所述主閥包括閥體(1)、閥座(2)、閥芯(3)、閥桿(4)、閥套(7)、膜墊(8)和橡膠膜片(9)，橡膠膜片(9)為傳動機構，閥桿(4)、閥芯(3)和閥座(2)為執行機構，所述控制器為氣動控制器，其特征在于a、所述閥套(7)內腔的圓柱臺階處與閥芯(3)外表面的圓柱臺階處配合，閥套(7)上端面與膜墊(8)配合處、以及閥套(7)內腔與閥桿(4)外徑配合處分別設置有O形圈，閥座(2)內腔直徑與所述圓柱臺階處中較小的那一端的直徑一致，所述閥桿(4)中心設有當主閥工作時閥芯(3)上下端面積壓差為閥桿(4)面積與調節壓力的乘積并處于平衡狀態的平衡孔(5)；b、所述膜墊(8)為蝶形的圓盤，膜墊(8)中部開孔，膜片(9)置于膜墊(8)上，膜片(9)和閥體(1)的上閥蓋形成密閉的控制氣室(24)，在閥桿(4)上套有位于閥套(7)和膜片(9)之間的彈簧(6)；主閥和控制器之間經導壓管(23)相聯結，由外部進入的氣體介質經所述氣動控制器控制并決定是否經由導壓管(23)進入所述控制氣室(24)，密閉的控制氣室(24)保持原壓或升壓，膜片(9)和閥桿(4)保持原樣或向下運動壓縮所述彈簧(6)，并使閥芯(3)保持開啟或立即關閉狀態。
2、 根據權利要求1所述的燃氣安全切斷閥，其特征在于所述氣動控制器包括第二閥體(19)、第二閥芯(18)、活塞軸桿(17)、中閥盒(16)、第二上閥蓋(14)、第二彈簧(15)、進氣閥(20)和排泄閥(21)，所述排泄閥(21)與所述控制氣室(24)相通，所述第二閥芯(18)的密封面積大于活塞軸桿(17)的截面積，第二彈簧(15)的設定力等于第二閥芯(18)的密封面積與介質壓力的乘積，活塞上腔受力面積等于活塞面積減去軸桿的截面積。
3、 根據權利要求1所述的燃氣安全切斷閥，其特征在于所述彈簧(6)為復位彈簧。
4、 根據權利要求2所述的燃氣安全切斷閥，其特征在于所述第二彈簧(15)為調節彈簧。
5、 根據權利要求1所述的燃氣安全切斷閥，其特征在于主閥的閥體(1)下端由下蓋封閉.，閥體(1)的上端連接上閥蓋。
6、 根據權利要求2所述的燃氣安全切斷閥，其特征在于所述氣動控制器還包括與所述第二上閥蓋(14)連接的端蓋(13)和貫穿于所述端蓋(13)內的調節螺桿(12)，所述調節螺桿(12)的底端與所述第二彈簧(15)接觸。
全文摘要
本發明公開了一種燃氣安全切斷閥，包括主閥和控制器，所述主閥包括閥體、閥座、閥芯、閥桿、閥套、膜墊和橡膠膜片，橡膠膜片為傳動機構，閥桿、閥芯和閥座為執行機構，所述控制器為氣動控制器，主閥和控制器之間經導壓管相聯結，由外部進入的氣體介質經所述氣動控制器控制并決定是否經由導壓管進入所述控制氣室，密閉的控制氣室保持原壓或升壓，膜片和閥桿保持原樣或向下運動壓縮所述彈簧，并使閥芯保持開啟或立即關閉狀態。本發明的氣體介質進入控制氣室后，主閥控制氣室壓力差增大，破壞了正常狀態下的動態平衡，使閥芯下移貼緊閥座，迅速切斷氣流，達到“超壓即關”，密封零泄漏的效果，可靠性和使用壽命大大提高。
文檔編號F16K31/126GK101509567SQ200910058770
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者王元義, 王元清 申請人:王元清;王元義