膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種自動閥門，更具體的涉及一種能夠在壓力超過設定值時自動開啟或關閉的自動閥門。
【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泄壓的裝置。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，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]本發明是基于壓桿穩定和壓桿失穩的原理設計的壓桿失穩觸發型的自動閥門，可以實現了壓力變送器、電磁閥和控制系統三者的功能，所以此應用無需任何電力，傳感器的驅動，安全可靠。同時配合膜片使用，可以應用在需要微壓觸發的場合。
【發明內容】
[0005]本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門，主要部件包括開關閥、上游管道、下游管道、壓力連通管線、氣動執行器、膜片、閥芯組件、儀表風連通管線、先導閥體、針籠、先導閥蓋，消音器、細長桿、螺帽和先導閥。其中，膜片、閥芯組件、儀表風連通管線、先導閥體、針籠、先導閥蓋，消音器、細長桿和螺帽組成了先導閥。細長桿是裝置的觸發部件，其應用了壓桿失穩的歐拉定律，其一端與閥芯組件相連，另一端與安裝在針籠上的螺帽相連。
[0006]上游管道的介質壓力通過壓力連通管線進入先導閥內，作用于膜片與閥芯組件的組合體上，進而通過閥芯組件作用在細長桿上。當介質壓力低于設定壓力時，介質壓力通過閥芯組件作用在細長桿上的軸向載荷小于細長桿的臨界載荷，細長桿保持穩定，此時閥芯組件處于工作位置一，流過先導閥的內部通道的儀表風使開關閥處于正常狀態；當上游管道的介質壓力達到細長桿的臨界載荷時，細長桿失穩而喪失承載能力，閥芯組件在介質壓力的推動下動作至工作位置二，流過先導閥內部的儀表風流通通道被切換，進而促使氣動執行器動作使開關閥轉化為非正常狀態(如果正常工況下開關閥處于全關位，則超壓工況下開關閥轉換為全開位；如果正常工況下開關閥處于全開位，則超壓工況下開關閥轉換為全關位)。
[0007]對于本發明的自動閥門，氣動執行器可以是雙作用執行器(執行器通過儀表風或主管道介質的壓力將主閥開啟，并需要通過儀表風或主管道介質壓力實現主閥的復位)，也可以是單作用執行器(執行器通過儀表風或主管道介質的壓力將主閥開啟，并在執行器本身彈簧的作用下復位)
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門的主要結構圖；
[0009]圖2為本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門使用雙作用氣動執行器在正常狀態的示意圖；
[0010]圖3為本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門使用雙作用氣動執行器在非正常狀態的示意圖；
[0011]圖4為本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門使用單作用氣動執行器在正常狀態的示意圖；
[0012]圖5為本發明涉及的膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門使用單作用氣動執行器在非正常狀態的示意圖；
【具體實施方式】
[0013]膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門，主要部件包括開關閥1、上游管道2、下游管道3、壓力連通管線4、氣動執行器5、膜片6、閥芯組件7、儀表風連通管線8、先導閥體
9、針籠10、先導閥蓋11，消音器12、細長桿13、螺帽14和先導閥15。其中先導閥15由膜片
6、閥芯組件7、儀表風連通管線8、先導閥體9、針籠10、先導閥蓋11，消音器12、細長桿13和螺帽14組成。見圖1。
[0014]下面以本自動閥門用作緊急泄放裝置時介紹本發明的【具體實施方式】。
[0015]在正常工況下，上游管道2的介質壓力低于設定壓力，介質壓力作用在膜片6上，并通過閥芯組件7作用在細長桿13上的軸向載荷小于細長桿13的臨界載荷，細長桿13保持穩定，此時閥芯組件處于工作位置一，流過先導閥15的內部通道的儀表風使開關閥處于關閉狀態。雙作用氣動執行器形式見圖2 ;單作用氣動執行器形式見圖4。
[0016]在非正常工況下，上游管道2的介質壓力大于或等于設定壓力，介質壓力作用在膜片6上，并通過閥芯組件7作用在細長桿13上的軸向載荷大于或等于細長桿13的臨界載荷達到細長桿13的臨界載荷時，細長桿13失穩而喪失承載能力，閥芯組件7在介質壓力的推動下動作至工作位置二，流過先導閥15內部的儀表風流通通道被切換，進而促使氣動執行器5動作使開關閥1轉化為開啟狀態。雙作用氣動執行器形式見圖3 ;單作用氣動執行器形式見圖5。
[0017]另外，根據壓桿失穩的歐拉定律，可以通過調整細長桿13彈性模量和長細比而改變其臨界載荷，進而改變裝置動作時的設定壓力。
[0018]當本發明的自動閥門用作緊急關斷裝置時，只需要將開關閥1和氣動執行器5的安裝方式沿豎直軸旋轉90度即可。【具體實施方式】與用作緊急泄放裝置時相同，在此不再贅述。
[0019]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟之外，均可以以任何方式組合。
[0020]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0021]本發明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權項】
1.一種膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門，主要部件包括開關閥(1)、上游管道(2)、下游管道(3)、壓力連通管線(4)、氣動執行器(5)、膜片(6)、閥芯組件(7)、儀表風連通管線(8)、先導閥體(9)、針籠(10)、先導閥蓋(11)，消音器(12)、細長桿(13)、螺帽(14)和先導閥(15)。2.根據權利要求1所述的先導閥(15)是整個裝置的觸發機構，主要部件包括膜片(6)、閥芯組件(7)、儀表風連通管線(8)、先導閥體(9)、針籠(10)、先導閥蓋(11)，消音器(12)、細長桿(13)、螺帽(14)等，其特征在于介質壓力作用在膜片(6)上，并通過閥芯組件(7)傳遞到細長桿(13)上。3.根據權利要求2所述的先導閥(15)的觸發部件是細長桿(13)，細長桿(13)應用了壓桿失穩的歐拉定律，而且可以通過調整材料和長細比而改變其臨界載荷，進而改變裝置動作時的設定壓力。4.根據權利要求1所述的壓力連通管線(4)是將先導閥體(9)和上游管道(2)的上游相連，將上游管道⑵的介質壓力引到先導閥體(9)內，并作用在膜片(6)上。5.根據權利要求1所述的氣動執行器(5)可以是雙作用氣動執行器或單作用氣動執行器。
【專利摘要】本發明涉及一種膜片輔助式壓桿失穩觸發型的自動閥門。其設計是基于壓桿失穩的原理，介質壓力作用在先導閥的膜片和閥芯組件上，并通過閥芯組件加載在細長桿上。當介質壓力低于細長桿的臨界載荷時，細長桿保持穩定，細長桿的軸向推力使閥芯組件處于工作位置一，此時流過先導閥內部通道的動力氣源會通過氣動執行器使開關閥處于正常閥位；當介質壓力達到細長桿的臨界載荷時，細長桿失穩而喪失承載能力，先導閥的膜片和閥芯組件在介質壓力的推動下發生位移到達工作位置二，此時先導閥內部的動力通道被切換，氣動執行器發生動作促使開關閥動作，開關閥將由正常閥位切換至非正常閥位。同時先導閥配合膜片使用，可以應用在需要微壓觸發的場合。
【IPC分類】F16K17/02, F16K11/04
【公開號】CN105443815
【申請號】CN201510091254
【發明人】劉海亮, 張在曉, 王磊, 趙壽軍
【申請人】江蘇瑞朗博機械設備有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年2月28日