新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種閥門組件，更具體的涉及一種能夠在壓力超過設定值時能夠自動開啟或關閉的閥門組件。
【背景技術】
[0002]為了保護壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備，經常需要設置在超壓工況下能夠自動開啟或關閉的閥門。在以往的實踐中，通常使用壓力變送器檢測壓力管道或者壓力容器中的壓力，壓力變送器輸出信號至控制系統，當壓力超過設定值時，控制系統會發出指令改變安裝于氣動執行機構供氣管路的電磁閥的供電狀態，進而改變電磁閥氣流通道的狀態，從而儀表風使氣動執行機構動作，達到開啟或關閉閥門的目的。
[0003]使用壓力變送器、電磁閥、氣動執行器、主閥門和控制系統共同實現超壓工況下自動啟閉閥門的主要潛在風險在于，如果壓力變送器失效，或者壓力變送器與控制系統之間的信號傳輸，或者電磁閥的供電出現問題，或者場地的儀表風出現問題，就可能出現壓力已經超過設定壓力，氣動執行器卻未使主閥門如期動作的情形，給壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備帶來威脅。
[0004]本發明主要由彈簧執行器、液壓油、開關閥、換向閥、液壓栗、液壓油連通管和液壓油儲罐組成。其中換向閥的設計基于壓桿穩定和壓桿失穩的原理，其與膜片相連的閥芯組件承受來自管道內的壓力載荷，此載荷將加載在細長桿上，當管道內的介質壓力產生的作用力低于細長桿的臨界載荷時，細長桿穩定，細長桿的軸向推力使閥芯組件處于工作位置一，此時彈簧執行器會使開關閥處于正常閥位；當介質壓力產生的作用力超過細長桿的臨界載荷時，細長桿失穩，換向閥使液壓油連通管導通，液壓油向下游液壓油儲罐流動。彈簧執行器的活塞失去了液壓油的支撐作用，在彈簧的推動下將開關閥動作至工作位置二。閥門將由正常閥位改變為非正常閥位，從而實現了超壓工況下閥門的自動開啟或者關閉。
[0005]在此應用中，基于壓桿穩定和壓桿失穩原理設計換向閥實現了壓力變送器、電磁閥和控制系統三者的功能；而彈簧執行器實現了氣動執行器的功能。所以此應用無需任何電力，傳感器或儀表風的驅動，安全可靠。
[0006]經查，目前沒有以壓桿穩定和壓桿失穩原理為基礎設計，并以膜片作為輔助受力元件的超壓工況下自動動作的閥門組件。
【發明內容】
[0007]本發明涉及的新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件。主要由彈簧執行器、液壓油、開關閥、換向閥、液壓栗、引壓管和液壓油儲罐組成。其中引壓管15的功能是將主閥門的上游與換向閥的下腔相連通，使來自閥門上游的壓力作用在膜片6上，并通過與膜片6固定連接的閥芯組件5傳遞到細長桿3上。
[0008]其中，換向閥20的主要部件包括桿帽1、桿籠2、細長桿3、閥體4、閥芯組件5和膜片6等。其中觸發換向閥20改變工作位置從而改變其內部液壓油通道的部件是細長桿3，其安裝于閥體4外部，一端與閥芯5相接，另一端與安裝于桿籠2的桿帽1相接。
[0009]來自開關閥上游管道14的壓力作用在膜片6上并通過閥芯組件5傳遞到細長桿3上。當管道壓力低于設定點時，細長桿3承受的載荷小于臨界載荷而壓桿穩定，細長桿的軸向推力使閥芯組件5處于工作位置一，此時液壓油10向下游流動的通路被關閉，彈簧執行器活塞9受到液壓油10的支撐作用，無法動作，此時開關閥17處于正常閥位；當來自開關閥上游管道14的壓力高于特定點時，細長桿3承受的載荷將超過臨界載荷而壓桿失穩，此時其有效長度會瞬間大幅度變小，其作用在閥芯組件5上的推力會驟然降低，膜片6和閥芯組件5在介質壓力推動下動作至工作位置二，此時液壓油10向下游流動的通道被打開，液壓油10向下游流動，同時液壓油10對彈簧執行器活塞9的支撐作用消失，推動開關閥執行結構19動作，使開關閥17動作至非正常閥位(若正常工況下開關閥17處于全開位，則超壓工況下開關閥17應自動關閉，閥位變為全關位；若正常工況下開關閥17處于全關位，則超壓工況下開關閥17應自動開啟，閥位變為全開位)，從而實現了超壓工況下閥門的自動開啟或者關閉。
[0010]在細長桿3發生壓桿失穩而開關閥17自動動作且壓力管道內的壓力恢復正常后，可以從閥體外部對閥芯組件5施加壓力，使閥芯組件5以及膜片6恢復至工作位置一。此時將細長桿3進行更換，然后使用油栗13將液壓油10經過單向閥11壓回至彈簧執行器缸體7內，此時開關閥執行結構19帶動開關閥17復位。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明涉及的新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件的主要結構圖；
[0012]圖2為本發明涉及的新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件動作時的示意圖；
[0013]圖3為本發明涉及的新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件復位時的示意圖；
【具體實施方式】
[0014]新型膜片輔助式壓桿失穩觸發型閥門組件，主要部件包括彈簧執行器缸體7、彈簧執行器彈簧8、彈簧執行器活塞9、液壓油10、單向閥11、液壓油儲罐12、油栗13、開關閥上游管道14、引壓管15、液壓油連通管16、開關閥17、開關閥下游管道18、開關閥執行結構19和換向閥20。見圖1。
[0015]其中換向閥20是整個閥門組件的觸發機構，其由桿帽1、桿籠2、細長桿3、閥體4、閥芯5和膜片6組成，其中的閥體4與液壓油管16相連。
[0016]其中引壓管15與開關閥上游管道14相連，使管道介質壓力能作用在膜片6上，并通過與膜片6固定連接的閥芯組件5傳遞到細長桿3上；開關閥17控制著開關閥上游管道14和開關閥下游管道18內介質的流通；彈簧執行器缸體7、彈簧執行器彈簧8、彈簧執行器活塞9、液壓油10和開關閥執行結構19控制著開關閥17的開啟和關閉；單向閥11控制著液壓油10的流向，使液壓油10只能從液壓油儲罐12流向彈簧執行器缸體7 ;液壓油儲罐12用于儲存液壓油10 ;油栗13用于閥門組件的復位。
[0017]下面以開關閥17作為緊急泄放閥使用時為例介紹本發明的【具體實施方式】。
[0018]在正常