一种快速响应的先导式安全阀及系统超压快速保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种快速响应的先导式安全阀及系统超压快速保护方法，先导式安全阀包括阀体、主阀芯、先导阀芯、先导弹簧、弹簧座、主弹簧、下弹簧组、上弹簧组、阀盖、调压手轮和先导出口通道；阀体的主阀芯能在下弹簧组和上弹簧组的限位下竖直方向移动；主阀芯内部开设有台阶式通孔，先导阀芯位于通孔的台阶凸起上方，先导阀芯的顶部顺次同轴固定有先导弹簧、弹簧座、主弹簧和调压手轮，先导阀芯和弹簧座均能在先导弹簧和主弹簧的作用下上下移动。本发明专利技术利用下弹簧组、上弹簧组、主弹簧和先导弹簧构成对主阀芯的初始预紧力，先导阀芯与主阀芯之间可根据系统压力自动实现接触或分离，响应速度快，能适应不同的系统压力，有效提升了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的先导式安全阀及系统超压快速保护方法
本专利技术属于安全阀领域，特别涉及一种快速响应的先导式安全阀及系统超压快速保护方法。
技术介绍
先导式安全阀是由主阀和体积小的先导阀组成的，是一种超压保护装置。工作原理是当阀门进口压力超过安全值时，流体压力作用在先导阀芯上，推动先导阀开启，从而使主阀上端压力降低，在压力差的作用下自动开启主阀对系统进行泄压，使系统压力恢复正常。工业系统在向着大型化和集中化的趋势发展，一旦系统出现问题没有及时解决，就会发生事故危及操作人员的安全，而且会影响到社会产品的供应。先导式安全阀是保护系统安全的常用装置，为了能及时处理危及系统安全的问题，对先导式安全阀的开启速度要求越来越高。现有的先导式安全阀是把先导阀放在了主阀外侧，利用导管与主阀相连。液体必须要先打开先导阀才能打开主阀，而先导阀的泄流量无法保证系统压力可以及时迅速地降低，经常会因泄压速度过慢而导致系统出现爆炸、开裂等事故。现阶段的专利主要围绕先导式安全阀的密封结构和低压工况的使用进行结构上的改进，对提高先导式安全阀开启速度的专利比较少。因此研究如何提高先导式安全阀的开启速度具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，并提供了一种快速响应的先导式安全阀，先导阀芯与主阀芯之间可根据系统压力自动实现接触或分离，具有较快的响应速度，能快速适应不同的系统压力，可有效提高系统的安全性能。更进一步地，本专利技术还提供了一种基于快速响应的先导式安全阀的系统超压快速保护方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种快速响应的先导式安全阀，其包括阀体、主阀芯、先导阀芯、先导弹簧、弹簧座、主弹簧、下弹簧组、上弹簧组、阀盖、调压手轮和先导出口通道；阀体的顶部可拆卸式固定有阀盖，阀体内部的进流通道处设有主阀芯，主阀芯的底部能将所在处的进流通道完全封闭；下弹簧组的一端与主阀芯底部连接固定，另一端与阀体内壁连接固定；上弹簧组的一端与主阀芯顶部连接固定，另一端与阀盖下端连接固定；下弹簧组和上弹簧组的位置在竖直方向上相互对应，主阀芯能在下弹簧组和上弹簧组的限位下竖直方向移动；主阀芯内部沿轴向开设有由下到上逐渐扩大的台阶式通孔，所述通孔与进流通道相连通；先导阀芯位于通孔的台阶凸起上方，能通过与台阶凸起的配合关系将所述通孔完全关闭；先导阀芯的顶部顺次同轴固定有先导弹簧、弹簧座、主弹簧和调压手轮，所述弹簧座位于主阀芯的上方，能通过与主阀芯上表面的配合关系将通孔完全关闭；调压手轮位于阀体的外部，通过调压手轮能调整主弹簧的初始压缩量；先导阀芯和弹簧座均能在先导弹簧和主弹簧的作用下上下移动，且先导阀芯上移时能带动弹簧座上移；位于主阀芯上方的阀体腔室中开设有与主阀出口流道连通的先导出口通道，先导弹簧、主弹簧、下弹簧组和上弹簧组均能在竖直方向上压缩且初始状态下均处于压缩状态；初始状态下，主阀芯的底部与阀体内部贴合且贴合处封闭，先导阀芯与台阶凸起配合将所述通孔完全关闭，弹簧座的底部与主阀芯上表面贴合且贴合处封闭。作为优选，所述下弹簧组和上弹簧组中弹簧的数量为多个。进一步的，所述下弹簧组和上弹簧组中弹簧的数量均为四个，且下弹簧组和上弹簧组中的弹簧沿主阀芯周向等角度均匀分布。进一步的，所述下弹簧组与上弹簧组中弹簧的刚度均相同，且上弹簧组的初始压缩量比下弹簧组的小。作为优选，所述阀体的顶部与阀盖之间通过螺钉或双头螺栓连接固定。作为优选，所述主阀芯底部的阀体上开设有安装孔，安装孔用于放置下弹簧组。作为优选，所述主阀芯与阀体之间通过密封填料进行密封，以保证密封效果。作为优选，所述阀体的底部安装固定有法兰。作为优选，所述先导阀芯为底部逐渐缩小的阀芯结构，能够部分伸入台阶凸起形成的孔道内与台阶凸起配合，实现主阀芯内部通孔的完全关闭。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述任一所述先导式安全阀的系统超压快速保护方法，其具体如下：S1：系统压力在正常范围内时，先导阀芯在先导弹簧的作用下与主阀芯紧密接触，保证密封；主阀芯在下弹簧组、上弹簧组、主弹簧和先导弹簧的预紧力作用下与阀体紧密接触，防止流体流入，先导式安全阀处于关闭状态；S2：当系统压力超出安全范围且上升幅度未超出额定阈值时，流体推动先导阀芯向上移动，同时向上移动的先导阀芯带动弹簧座与主阀芯脱离；流体经先导式安全阀下部进口处流入进流通道，进入主阀芯内部的通孔，经弹簧座与主阀芯之间的空隙，流入先导出口通道，最后经主阀出口流道流出；S3：在S2的基础上，当系统压力继续上升时，主阀芯在系统压力、下弹簧组的预紧力和先导阀芯泄流后造成的向上压力差作用下，克服上弹簧组的预紧力与主阀芯的重力向上移动，离开阀体；流体能通过主阀芯和阀体之间的空隙，经主阀出口流道流出；S4：在S2或S3的基础上，当系统压力不再上升恢复正常范围时，经先导出口通道泄流后的先导阀芯会向下移动，回落至初始状态位置，主阀芯与阀体紧密接触，先导式安全阀恢复关闭状态；S5：当系统压力超出安全范围且上升幅度超出额定阈值时，流体直接推动主阀芯向上移动，使主阀芯在下弹簧组的作用力下离开阀体；流体能通过主阀芯和阀体之间的空隙，经主阀出口流道流出；S6：在S5的基础上，当系统压力不再上升恢复正常范围时，主阀芯会向下移动回落至初始状态位置，先导式安全阀恢复关闭状态。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：本专利技术先导式安全阀的先导阀芯处的密封面远离主流液体，受到液体冲刷破坏的量较少，能较好地保持良好的密封效果；而主阀芯开口处的密封结构采用与阀体之间填料密封，避免液体反复冲刷造成的破坏，同时在阀体上开弹簧室可以进一步阻止流体的泄露，密封效果较好；本专利技术的先导式安全阀可以根据流体压力的不同选择不同的开启方式，提高了开启速度，保证系统拥有足够的安全性；而且流体压力的增加幅度可以通过改变调压手轮进行调节；本专利技术将先导阀芯放在主阀芯内部，利用下弹簧组、上弹簧组、主弹簧和先导弹簧构成对主阀芯的初始预紧力，先导阀芯与主阀芯之间可根据系统压力自动实现接触或分离，响应速度较快，能快速适应不同的系统压力，有效提升了系统的安全性。附图说明图1是本专利技术先导式安全阀的结构示意图；图中：1、法兰；2、阀体；3、下弹簧组；4、密封填料；5、主阀芯；6、先导阀芯；7、先导弹簧；8、弹簧座；9、上弹簧组；10、双头螺栓；11、阀盖；12、主弹簧；13、调压手轮；14、螺钉；15、先导出口通道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。如图1所示，在本实施例中，提供了一种快速响应的先导式安全阀，该先导式安全阀包括阀体2、主阀芯5、先导阀芯6、先导弹簧7、弹簧座8、主弹簧12、下弹簧组3、上弹簧组9、阀盖11、调压手轮13和先导出口通道15，下面对各部件的结构及部件之间的连接关系进行具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速响应的先导式安全阀，其特征在于，包括阀体(2)、主阀芯(5)、先导阀芯(6)、先导弹簧(7)、弹簧座(8)、主弹簧(12)、下弹簧组(3)、上弹簧组(9)、阀盖(11)、调压手轮(13)和先导出口通道(15)；/n阀体(2)的顶部可拆卸式固定有阀盖(11)，阀体(2)内部的进流通道处设有主阀芯(5)，主阀芯(5)的底部能将所在处的进流通道完全封闭；下弹簧组(3)的一端与主阀芯(5)底部连接固定，另一端与阀体(2)内壁连接固定；上弹簧组(9)的一端与主阀芯(5)顶部连接固定，另一端与阀盖(11)下端连接固定；下弹簧组(3)和上弹簧组(9)的位置在竖直方向上相互对应，主阀芯(5)能在下弹簧组(3)和上弹簧组(9)的限位下竖直方向移动；/n主阀芯(5)内部沿轴向开设有由下到上逐渐扩大的台阶式通孔，所述通孔与进流通道相连通；先导阀芯(6)位于通孔的台阶凸起上方，能通过与台阶凸起的配合关系将所述通孔完全关闭；先导阀芯(6)的顶部顺次同轴固定有先导弹簧(7)、弹簧座(8)、主弹簧(12)和调压手轮(13)，所述弹簧座(8)位于主阀芯(5)的上方，能通过与主阀芯(5)上表面的配合关系将通孔完全关闭；调压手轮(13)位于阀体(2)的外部，通过调压手轮(13)能调整主弹簧(12)的初始压缩量；先导阀芯(6)和弹簧座(8)均能在先导弹簧(7)和主弹簧(12)的作用下上下移动，且先导阀芯(6)上移时能带动弹簧座(8)上移；/n位于主阀芯(5)上方的阀体(2)腔室中开设有与主阀出口流道连通的先导出口通道(15)，先导弹簧(7)、主弹簧(12)、下弹簧组(3)和上弹簧组(9)均能在竖直方向上压缩且初始状态下均处于压缩状态；初始状态下，主阀芯(5)的底部与阀体(2)内部贴合且贴合处封闭，先导阀芯(6)与台阶凸起配合将所述通孔完全关闭，弹簧座(8)的底部与主阀芯(5)上表面贴合且贴合处封闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的先导式安全阀，其特征在于，包括阀体(2)、主阀芯(5)、先导阀芯(6)、先导弹簧(7)、弹簧座(8)、主弹簧(12)、下弹簧组(3)、上弹簧组(9)、阀盖(11)、调压手轮(13)和先导出口通道(15)；
阀体(2)的顶部可拆卸式固定有阀盖(11)，阀体(2)内部的进流通道处设有主阀芯(5)，主阀芯(5)的底部能将所在处的进流通道完全封闭；下弹簧组(3)的一端与主阀芯(5)底部连接固定，另一端与阀体(2)内壁连接固定；上弹簧组(9)的一端与主阀芯(5)顶部连接固定，另一端与阀盖(11)下端连接固定；下弹簧组(3)和上弹簧组(9)的位置在竖直方向上相互对应，主阀芯(5)能在下弹簧组(3)和上弹簧组(9)的限位下竖直方向移动；
主阀芯(5)内部沿轴向开设有由下到上逐渐扩大的台阶式通孔，所述通孔与进流通道相连通；先导阀芯(6)位于通孔的台阶凸起上方，能通过与台阶凸起的配合关系将所述通孔完全关闭；先导阀芯(6)的顶部顺次同轴固定有先导弹簧(7)、弹簧座(8)、主弹簧(12)和调压手轮(13)，所述弹簧座(8)位于主阀芯(5)的上方，能通过与主阀芯(5)上表面的配合关系将通孔完全关闭；调压手轮(13)位于阀体(2)的外部，通过调压手轮(13)能调整主弹簧(12)的初始压缩量；先导阀芯(6)和弹簧座(8)均能在先导弹簧(7)和主弹簧(12)的作用下上下移动，且先导阀芯(6)上移时能带动弹簧座(8)上移；
位于主阀芯(5)上方的阀体(2)腔室中开设有与主阀出口流道连通的先导出口通道(15)，先导弹簧(7)、主弹簧(12)、下弹簧组(3)和上弹簧组(9)均能在竖直方向上压缩且初始状态下均处于压缩状态；初始状态下，主阀芯(5)的底部与阀体(2)内部贴合且贴合处封闭，先导阀芯(6)与台阶凸起配合将所述通孔完全关闭，弹簧座(8)的底部与主阀芯(5)上表面贴合且贴合处封闭。


2.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于，所述下弹簧组(3)和上弹簧组(9)中弹簧的数量为多个。


3.根据权利要求2所述的先导式安全阀，其特征在于，所述下弹簧组(3)和上弹簧组(9)中弹簧的数量均为四个，且下弹簧组(3)和上弹簧组(9)中的弹簧沿主阀芯(5)周向等角度均匀分布。


4.根据权利要求2所述的先导式安全阀，其特征在于，所述下弹簧组(3)与上弹簧组(9)中弹簧的刚度均相同，且上弹簧组(9)的初始压缩量比下弹簧组(3)的小。


5.根据权利要求1所述的先导式安全阀，其特征在于，所述阀体(2)的顶部与...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱锦远，姚怀宇，颜孙挺，金志江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33