城市燃气用先导式安全阀制造技术

本发明专利技术公开了一种城市燃气用先导式安全阀，涉及天然气采集输管线用安全保护设备技术领域。本发明专利技术对现有技术中低压先导式安全阀的工作原理和主阀膜片受力结构进行了改进，在主阀阀杆上开设有稳压阻尼孔，在泄压阻尼孔和稳压阻尼孔的共同作用下，在安全阀超压排放时，主阀膜片受压差力作用驱动，在城镇燃气最高4.0MPa安全阀整定压力条件下，主阀膜片上下压差≤0.1MPa。本发明专利技术是一种能满足整个城市燃气管线高、中、低压安全保护需求的城镇燃气专用先导式安全阀。

【技术实现步骤摘要】
城市燃气用先导式安全阀
本专利技术涉及天然气采集输管线用安全保护设备
，更具体地说涉及一种城市燃气用先导式安全阀。
技术介绍
先导式安全阀是天然气采集输管线主要的安全保护设备，其作用是当管线压力异常达到安全阀设定值时，自动开启泄放管道内超压气体，避免管道压力持续升高导致管道爆裂等安全事故。随着城市天然气工业的迅速发展，对城市燃气节能、环保、经济、安全可靠的要求越来越高；为满足科学经济地运行安全保护装置，集气站或采气站或天然气输配站等现场对先导式安全阀提出了更高地要求，即需要先导式安全阀工作压力和开启压力比例非常接近，且该要求已经远远超过了线行标准。但是现在实际使用中的安全阀并无法满足上述高性能参数要求，会频繁出现提前起跳、密封不严、燃气泄漏等安全事故；目前市场上亟需一款能够满足现场使用要求的燃气专用安全阀。国家知识产权局于2018年10月26日，公开了一件公开号为CN108708999A，名称为“一种低压先导式安全阀”的专利技术专利，该专利技术专利包括导阀和主阀，导阀包括导阀阀座、中阀盒、导阀膜片、上阀盖、导阀阀瓣和连接轴；主阀包括主阀阀体、主阀阀座、阀芯杆、主阀阀芯、主阀阀套、主阀阀盖、主阀膜片和复位弹簧，导阀利用面积压差关系，导阀开启迅速，该结构突开作用明显，超压即开，主阀采用全平衡结构，该专利技术的导阀开启迅速，突开明显，超压即开，反应快，导阀出口运用流阻系数特征，设计出口选用10%-50%，使得阀门开启响应迅速，回座快。上述现有技术的低压先导式安全阀，能满足节能环保要求，但因排放时主阀膜片下端单向受力，主阀膜片较大，受力较大，压力超过0.3MPa时会导致橡胶膜片寿命降低或撕裂，无法满足城镇燃气管线0.3~4.0MPa高性能安全要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种城市燃气用先导式安全阀，本专利技术的专利技术目的是解决上述现有技术中低压先导式安全阀不能满足城市燃气管线高、中、低压安全保护需求。本专利技术对上述现有技术中低压先导式安全阀的工作原理和主阀膜片受力结构进行了改进，涉及了一种整定压力0.03MPa~4MPa，能满足整个城市燃气管线高、中、低压安全保护需求的城镇燃气专用先导式安全阀。在安全阀超压排放时，主阀膜片受压差力作用驱动，在城镇燃气最高4.0MPa安全阀整定压力条件下，主阀膜片上下压差≤0.1MPa。为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术是通过下述技术方案实现的：城市燃气用先导式安全阀，包括导阀和主阀，所述导阀包括导阀阀座、中阀盒、导阀膜片、上阀盖、导阀阀瓣和导阀阀杆；主阀包括主阀阀体、主阀阀座、主阀阀杆、主阀阀芯、主阀阀套、主阀阀盖、主阀膜片和复位弹簧；导阀上设置引压孔，该引压孔通过引压管将主阀进口压力引入到导阀膜片下腔，进入导阀膜片下腔由中阀盒上开设的通孔与导阀阀杆之间的间隙进入导阀阀座与中阀盒之间形成的控制气室；控制气室分别连通泄压口和主阀膜片上腔；导阀阀瓣与导阀阀杆相连置于控制气室内，用于控制主阀膜片上腔与泄压口的通断；所述主阀进口压力介质通过主阀阀芯或主阀阀杆上的平衡孔进入到阀芯上腔，再由主阀阀套上开设的贯穿孔进入到主阀膜片下腔；其特征在于：所述导阀的泄压口设置有泄压阻尼孔，所述主阀阀杆的上端设置有连通主阀膜片下腔和主阀膜片上腔的稳压阻尼孔；导阀上的泄压阻尼孔的面积大于主阀阀杆上稳压阻尼孔的面积；当被保护管线气体压力超过整定压力时，主阀膜片上腔气体经由导阀泄压口的泄压阻尼孔泄放；而在主阀阀杆上稳压阻尼孔的作用下，主阀膜片下腔压力介质进入到主阀膜片上腔；在泄压阻尼孔和稳压阻尼孔的共同作用下，在主阀膜片上腔泄压过程中，主阀膜片上腔压力与主阀膜片下腔压力的压力差被控制在0.1MPa以内，且主阀膜片下腔的介质压力作用膜片上向上的力大于经部分泄压后主阀膜片上腔介质压力作用在膜片上向下的力和复位弹簧力的和，主阀膜片上移并带动主阀阀芯上移，主阀打开排放管线压力。它是这样工作的：城镇燃气用先导式安全阀由导阀控制动作，管线正常运行，由主阀进口引压到导阀膜片下腔的气体作用在导阀膜片上的力低于导阀整定压力设定导阀弹簧的力，驱动导阀阀瓣向下关闭。此时导阀阀芯下密封面作用在导阀下阀座，阻断了导阀的泄放回路；气体由导阀阀杆间隙和主阀上下膜腔的稳压阻尼孔进入主阀上膜室，主阀膜片上下气体介质压力平衡，在主阀弹簧向下力作用下，主阀阀芯关闭。当被保护管线气体压力超过整定压力时，由于导阀膜片面积远远大于导阀阀芯下密封面积，超压的瞬时，导阀膜片组件克服导阀弹簧力带动导阀阀芯向上，导阀阀芯下密封面离开导阀阀体下阀座，导阀阀芯上密封面与导阀阀体上阀座接触，阻断气体由导阀阀杆间隙进入主阀上腔，同时主阀上腔气体经由导阀泄压阻尼孔泄放，导阀泄压阻尼孔面积大于主阀上下膜腔件的稳压阻尼孔面积，两个阻尼孔面积通过数理统计匹配，主阀膜片上下压差控制在0.1MPa以内，并使主阀下膜腔气体压力作用在主阀膜片上向上的力大于经部分泄压后主阀上膜腔气体作用在主阀膜片上向下的力和弹簧力的和，主阀膜片上移并带动主阀阀芯上移，主阀排放管线中超压气体。作用在导阀膜片下端的管线气体压力降到设定导阀弹簧压力以下，导阀弹簧力驱动导阀阀芯下移关闭泄放阻尼孔。气体由导阀阀杆间隙和主阀上下膜室阻尼孔进入主阀上膜室，主阀膜片上下气体介质压力平衡，在主阀复位弹簧向下力作用下，主阀阀芯快速关闭。它的结构特点是：导阀的泄压口设置有泄压阻尼孔，所述主阀阀杆的上端设置有连通主阀膜片下腔和主阀膜片上腔的稳压阻尼孔；导阀上的泄压阻尼孔的面积大于主阀阀杆上稳压阻尼孔的面积；当被保护管线气体压力超过整定压力时，主阀膜片上腔气体经由导阀泄压口的泄压阻尼孔泄放；而在主阀阀杆上稳压阻尼孔的作用下，主阀膜片下腔压力介质进入到主阀膜片上腔；在泄压阻尼孔和稳压阻尼孔的共同作用下，在主阀膜片上腔泄压过程中，主阀膜片上腔压力与主阀膜片下腔压力的压力差被控制在0.1MPa以内，且主阀膜片下腔的介质压力作用膜片上向上的力大于经部分泄压后主阀膜片上腔介质压力作用在膜片上向下的力和复位弹簧力的和，主阀膜片上移并带动主阀阀芯上移，主阀打开排放管线压力。为了更好地实现本专利技术的技术方案，它还包括如下技术特征：进一步优选的，导阀膜片面积与导阀阀芯密封面积放大比值≥8倍；主阀膜片面积与主阀阀芯密封面积放大比值≥3倍。在导阀与主阀膜片放大作用下，1%的整定压力超过值既能使安全阀达到全排放，在现行标准10%整定压力超过值安全阀全排放基础上提高了10倍，避免了超过整定压力过多的排放压力造成燃气的过度排放。更进一步优选的，泄压阻尼孔加工在一可拆卸螺钉上，该螺钉安装在导阀的泄压口上，便于调节泄压阻尼孔的直径。便于调整阻尼孔直径。螺钉用密封带缠绕在螺纹上分别旋紧导阀泄放口和主阀阀杆，以防止气体经螺纹缝隙流出而影响测试的准确性。更进一步优选的，主阀阀杆顶端开设有连通主阀膜片上腔和主阀膜片下腔的连通孔，稳压阻尼孔加工在一可拆卸螺钉上，该螺钉安装在主阀阀杆上的连通孔内。便于调整阻尼孔直径。螺钉用密封带缠绕在螺纹上分别旋紧导阀泄放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.城市燃气用先导式安全阀，包括导阀和主阀，所述导阀包括导阀阀座（1）、中阀盒（2）、导阀膜片（3）、上阀盖（4）、导阀阀瓣（5）和导阀阀杆（6）；主阀包括主阀阀体（17）、主阀阀座（18）、主阀阀杆（19）、主阀阀芯（20）、主阀阀套（21）、主阀阀盖（22）、主阀膜片（23）和复位弹簧（24）；导阀上设置引压孔（12），该引压孔（12）通过引压管（13）将主阀进口压力引入到导阀膜片下腔（9），进入导阀膜片下腔（9）由中阀盒（2）上开设的通孔（14）与导阀阀杆（6）之间的间隙进入导阀阀座（1）与中阀盒（2）之间形成的控制气室（7）；控制气室（7）分别连通泄压口（15）和主阀膜片上腔（28）；导阀阀瓣（5）与导阀阀杆（6）相连置于控制气室（7）内，用于控制主阀膜片上腔（28）与泄压口（15）的通断；所述主阀进口压力介质通过主阀阀芯（20）或主阀阀杆（19）上的平衡孔（30）进入到阀芯上腔（25），再由主阀阀套（21）上开设的贯穿孔（31）进入到主阀膜片下腔（29）；其特征在于：所述导阀的泄压口（15）处设置有泄压阻尼孔（16），所述主阀阀杆（19）的上端设置有连通主阀膜片下腔（29）和主阀膜片上腔（28）的稳压阻尼孔（32）；导阀上的泄压阻尼孔（16）的面积大于主阀阀杆（19）上稳压阻尼孔（32）的面积；当被保护管线气体压力超过整定压力时，主阀膜片上腔（28）气体经由导阀泄压口（15）的泄压阻尼孔（16）泄放，在主阀阀杆（19）上稳压阻尼孔（32）的作用下，主阀膜片下腔（29）压力介质进入到主阀膜片上腔（28）；在泄压阻尼孔（16）和稳压阻尼孔（32）的共同作用下，在主阀膜片上腔（28）泄压过程中，主阀膜片上腔（28）压力与主阀膜片下腔（29）压力的压力差被控制在0.1MPa以内。/n...

【技术特征摘要】
1.城市燃气用先导式安全阀，包括导阀和主阀，所述导阀包括导阀阀座（1）、中阀盒（2）、导阀膜片（3）、上阀盖（4）、导阀阀瓣（5）和导阀阀杆（6）；主阀包括主阀阀体（17）、主阀阀座（18）、主阀阀杆（19）、主阀阀芯（20）、主阀阀套（21）、主阀阀盖（22）、主阀膜片（23）和复位弹簧（24）；导阀上设置引压孔（12），该引压孔（12）通过引压管（13）将主阀进口压力引入到导阀膜片下腔（9），进入导阀膜片下腔（9）由中阀盒（2）上开设的通孔（14）与导阀阀杆（6）之间的间隙进入导阀阀座（1）与中阀盒（2）之间形成的控制气室（7）；控制气室（7）分别连通泄压口（15）和主阀膜片上腔（28）；导阀阀瓣（5）与导阀阀杆（6）相连置于控制气室（7）内，用于控制主阀膜片上腔（28）与泄压口（15）的通断；所述主阀进口压力介质通过主阀阀芯（20）或主阀阀杆（19）上的平衡孔（30）进入到阀芯上腔（25），再由主阀阀套（21）上开设的贯穿孔（31）进入到主阀膜片下腔（29）；其特征在于：所述导阀的泄压口（15）处设置有泄压阻尼孔（16），所述主阀阀杆（19）的上端设置有连通主阀膜片下腔（29）和主阀膜片上腔（28）的稳压阻尼孔（32）；导阀上的泄压阻尼孔（16）的面积大于主阀阀杆（19）上稳压阻尼孔（32）的面积；当被保护管线气体压力超过整定压力时，主阀膜片上腔（28）气体经由导阀泄压口（15）的泄压阻尼孔（16）泄放，在主阀阀杆（19）上稳压阻尼孔（32）的作用下，主阀膜片下腔（29）压力介质进入到主阀膜片上腔（28）；在泄压阻尼孔（16）和稳压阻尼孔（32）的共同作用下，在主阀膜片上腔（28）泄压过程中，主阀膜片上腔（28）压力与主阀膜片下腔（29）压力的压力差被控制在0.1MPa以内。


2.如权利要求1所述的城市燃气用先导式安全阀，其特征在于：导阀膜片（3）面积与导阀阀芯密封面积放大比值≥8倍；主阀膜片（23）面积与主阀阀芯（20）密封面积放大比值≥3倍。


3.如权利要求1或2所述的城市燃气用先导式安全阀，其特征在于：泄压阻尼孔（16）加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元清，魏连康，谭乐嘉，宋书中，
申请(专利权)人：四川长仪油气集输设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51