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CN102095006B - 承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀 - Google Patents

承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀 Download PDF

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CN102095006B CN2010106112572A CN201010611257A CN102095006B CN 102095006 B CN102095006 B CN 102095006B CN 2010106112572 A CN2010106112572 A CN 2010106112572A CN 201010611257 A CN201010611257 A CN 201010611257A CN 102095006 B CN102095006 B CN 102095006B
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Abstract

本发明提供一种承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，该安全阀采用承压杆钟罩阀瓣密封型式取代了目前安全阀的平面阀瓣密封型式，同时对目前普遍使用的安全阀密封座的结构进行了改进，即将密封座的泄压口设计在密封座的侧壁上，密封座的排气口方向与钟罩阀瓣的开启方向相互垂直，安全阀工作介质开启钟罩阀瓣的轴向压力，需经过承压杆后才作用在钟罩阀瓣上，本发明的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，承压杆轴向承压的截面积与安全阀流道截面积大小无关，在高压力、大口径的安全阀上应用，其起预紧密封作用的加载机构便可以设计制造得较为轻巧。

Description

承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀
技术领域
本发明涉及锅炉、压力容器等承压类特种设备的过压安全保护装置，尤其是一种应用于锅炉、压力容器等承压类特种设备上的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀。 
背景技术
安全阀是锅炉、压力容器等承压类特种设备上主要的安全附件，一般安装于封闭系统的设备上保护系统安全，当被保护设备内的压力超过设计压力时，安全阀会自动开启，将设备内过高压力的介质排出，使设备内压力降低，从而避免设备被超压破坏，当设备内压力下降至设定的压力时，安全阀会随之自动关闭，从而保证设备得以连续正常工作。 
目前广泛应用的安全阀的密封方式大多采用平面阀瓣(阀芯)密封型式，采用平面阀瓣(阀芯)密封式安全阀的主要缺点是：1、由于平面阀瓣(阀芯)直径比流道直径(喉径)大，且开启方向与介质出口方向相同，因此阀瓣在开启前后承受到的压力变化大，从而产生了一定的启闭压差，一般为开启压力的4％～10％，若启闭压差太小，阀瓣就会产生频跳和颤振现象，从而缩短安全阀的使用寿命，若启闭压差太大，回座压力就会过低，造成不必要的浪费和污染甚至引发恶性事故、影响正常生产；2、由于平面阀瓣(阀芯)需要的预紧密封压力需大于介质压力与流道截面积的乘积，因此在高压力、大排量的情况下，使得安全阀的加载机构就必须设计得非常庞大或被迫采用先导式安全阀，使安全阀的造价、安装和使用维护成本增加。本人设计发明的承压杆密封式安全阀(专利申请号为：201010170052.5、201020187723.4)，虽然可以解决缺点1问题，但对缺点2问题未能解决。 
发明内容
本发明的目的是针对现有背景技术不能解决上述技术问题，提出了一种承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀。 
本发明是这样实现的： 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，由阀体、密封机构、阀盖和加载机构组成，密封机构设计在阀体内：阀体底部与密封座底部连接，钟罩阀瓣在加载机构的作用下与密封座实现凹凸形密封连接，两者之间设有承压杆和O形密封圈，安全阀的开启由承压杆顶升钟罩阀瓣来实现，导向盘安装在阀体上端、阀盖下端与钟罩阀瓣上部动配合连接，阀盖通过连接螺栓螺母紧固连接在阀体上端，阀盖内的弹簧下端与钟罩阀瓣上端连接、上端与上弹簧座连接，调压螺杆与阀盖上端内螺纹连接，并通过上弹簧座、弹簧对钟罩阀瓣施加密封预紧力，锁紧螺母安装在阀盖顶部与调压螺杆螺纹连接，起到对已整定好的调压螺杆进行锁紧的作用，阀帽与阀盖上端外螺纹连接，起到保护调压螺杆和锁紧螺母的作用。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其密封座的侧壁上设计有不少于2个对称或均衡分布的泄压口，泄压口总的截面积不小于安全阀流道的截面积，密封座外壁泄压口上下方各设计有一个安装O型密封圈的凹槽，密封座顶部中间设计有一个与承压杆配合的孔，孔内也设计有一个安装O型密封圈的凹槽，各密封槽内均安装有O型密封圈。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其钟罩阀瓣在加载机构的作用下与密封座相互凹凸形动密封配合连接，钟罩阀瓣顶部开有一个与承压杆配合连接的半深孔和压力平衡孔，顶部上端与弹簧连接。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其承压杆为大小直径两段设计，大直径上段与钟罩阀瓣半深孔配合连接，中间开有压力平衡孔，小直径下段与密封座动密封配合。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其导向密封盘中间开有一圆孔与钟罩阀瓣上部动密封配合，圆孔中间也设计有一个安装O型密封圈的凹槽，槽内安装O型密封圈。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其加载机构包括阀盖、弹簧、上弹簧座、调压螺杆、锁紧螺母等，钟罩阀瓣顶部通过弹簧与上弹簧座连接，上弹簧座与调压螺杆相连接，调压螺杆通过螺纹和锁紧螺母固定在阀盖上，可对安全阀的整定压力进行调节。 
以上所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，当安全阀负荷小于整定压力时，钟罩阀瓣将密封座侧壁上的泄压口完全封住，当安全阀负荷达到或超过整定压力时，随着负荷的加大，承压杆克服加载机构的密封预紧力逐渐将钟罩阀瓣顶起，密封座泄压口便可排气泄压，从而达到保护承压设备或管道安全的目的，当安全阀负荷下降到或低过整定压力时，随着负荷的减少，钟罩阀瓣在加载机构的作用下，克服由压力介质经承压杆所施加的压力，又逐渐将密封座泄压口封住，从而恢复正常工作。 
本发明的优点： 
1.本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，由于承压杆的承压面积是始终不变的，且不受背压的影响，安全阀钟罩阀瓣开启排放的动作是随介质压力的升高而逐渐加大直至达到最大排放、又随介质压力降低而逐渐减小直至回座，没有突然的起跳和回座动作，开启和回座都非常平稳，不会产生频跳和颤振现象。 
2.本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，由于承压杆截面积与安全阀流道截面积无关，安全阀工作介质的轴向压力只有在通过承压杆后才作用在钟罩阀瓣上，承压杆轴向承压的截面积相对安全阀流道截面积小，加载机构需要加载的密封预紧压力相应也小，在高压力、大口径的安全阀上应用，其加载机构便可以设计制造得较传统安全阀轻巧。 
附图说明
图1是本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀的装配剖视图。 
图2是本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀部件密封座的剖视图。 
图3是本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀部件钟罩阀瓣的剖视图。 
图4是本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀部件承压杆的剖视图。 
图5是本发明承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀部件导向盘的剖视图。 
图中，1为阀体、2为密封座、3为钟罩阀瓣、4为承压杆、5为O形密封圈、6为导向盘、7为连接螺栓螺母、8为阀盖、9为弹簧、10为上弹簧座、11为调压螺杆、12为锁紧螺母、13为阀帽。 
具体实施方式
如图1所示，一种承压杆密封式安全阀，由阀体(1)、密封机构、阀盖(8)和加载机构组成，密封机构设计在阀体(1)内：阀体(1)底部与密封座(2)底部连接，钟罩阀瓣(3)在加载机构的作用下与密封座(2)实现凹凸形密封连接，两者之间还设有承压杆(4)和O形密封圈(5)，安全阀的开启由承压杆(4)顶升钟罩阀瓣(3)来实现，导向盘(6)与钟罩阀瓣(3)上部动配合连接并安装在阀体(1)上端、阀盖(8)下端，阀盖(8)通过连接螺栓螺母(7)紧固连接在阀体(1)上端，其内弹簧(9)下端与钟罩阀瓣(3)上端连接，上端与上弹簧座(10)连接，调压螺杆(11)与在阀盖(8)上端内螺纹连接，并通过上弹簧座(10)和弹簧(9)对钟罩阀瓣(3)施加密封预紧力，锁紧螺母(12)安装在阀盖(8)顶部与调压螺杆(11)螺纹连接，起到对已整定好的调压螺杆(11)进行锁紧的作用，阀帽(13)与阀盖(8)上端外螺纹连接，起到保护调压螺杆(11)和锁紧螺母(12)的作用。 
阀瓣密封式安全阀密封预紧压力与承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀密封预紧压力的比较： 
设：平面阀瓣密封式安全阀的密封预紧压力Py【平】，承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀的密封预紧压力Py【罩】，安全阀的整定压力为Pz、流道截面积为Ad、承压杆截面积为Ac， 
则：平面阀瓣密封式安全阀的密封预紧压力Py【平】＝Pz×Ad， 
承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀的密封预紧压力Py【罩】＝Pz×Ac； 
显而易见，Ac较Ad小，所以承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀预紧压力Py【罩】比平面阀瓣密封式安全阀预紧压力Py【平】要小，它们之间的关系为： 
Py【平】/Py【罩】＝Ad/Ac， 
Py【罩】＝(Ac/Ad)Py【平】。 
即：承压杆截面积Ac比流道截面积Ad小几倍，承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀预紧压力Py【罩】比平面阀瓣密封式安全阀预紧压力Py【平】就小几倍。 

Claims (6)

1.一种承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，包括阀体(1)、密封机构、阀盖(8)和加载机构，密封机构包括密封座(2)、钟罩阀瓣(3)、承压杆(4)、导向密封盘(6)及4个O型密封圈，加载机构包含弹簧(9)、上弹簧座(10)、调压螺杆(11)、锁紧螺母(12)，阀体(1)安装在阀盖(8)下方，并通过连接螺栓螺母(7)紧固连接；其特征在于：密封座(2)的泄压口设计在密封座侧壁，钟罩阀瓣(3)在加载机构的作用下实现与密封座(2)相互凹凸形密封连接，两者顶端之间安装有一根承压杆(4)，安全阀的开启由承压杆(4)顶升钟罩阀瓣(3)来实现。
2.根据权利要求1所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其特征是：密封座(2)的侧壁上设计有不少于2个均衡分布的泄压口，泄压口总的截面积不小于安全阀流道的截面积，密封座(2)外壁泄压口上下方各设计有一个安装O型密封圈的凹槽，密封座(2)顶部中间设计有一个与承压杆(4)配合的孔，孔内也设计有一个安装O型密封圈的凹槽。
3.根据权利要求1所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其特征是：钟罩阀瓣(3)与密封座(2)为凹凸形动密封配合连接，钟罩阀瓣(3)上部开有一个上小下大的双径孔，大径孔与承压杆(4)配合连接，钟罩阀瓣(3)顶部上端与弹簧(9)连接。
4.根据权利要求3所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其特征是：承压杆(4)为大小直径两段设计，上段大直径部分与钟罩阀瓣(3)双径孔的大孔配合连接，下段小直径部分与密封座(2)动密封配合。
5.根据权利要求1所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其特征是：导向密封盘(6)中间开有一个圆孔与钟罩阀瓣(3)上端动密封配合，圆孔中间设计有一个安装O型密封圈的凹槽。
6.根据权利要求1所述的承压杆钟罩阀瓣密封式安全阀，其特征是：加载机构包括弹簧(9)、上弹簧座(10)、调压螺杆(11)、锁紧螺母(12)，钟罩阀瓣(3)顶部通过弹簧(9)与上弹簧座(10)连接，上弹簧座(10)与调压螺杆(11)相连接，调压螺杆(11)通过螺纹和锁紧螺母(12)固定在阀盖(8)上。
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