[发明专利]膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门

说明书

本发明涉及一种膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门。其设计是基于压杆失稳的原理，介质压力作用在先导阀的膜片和阀芯组件上，并通过阀芯组件加载在细长杆上。当介质压力低于细长杆的临界载荷时，细长杆保持稳定，细长杆的轴向推力使阀芯组件处于工作位置一，此时流过先导阀内部通道的动力气源会通过气动执行器使开关阀处于正常阀位；当介质压力达到细长杆的临界载荷时，细长杆失稳而丧失承载能力，先导阀的膜片和阀芯组件在介质压力的推动下发生位移到达工作位置二，此时先导阀内部的动力通道被切换，气动执行器发生动作促使开关阀动作，开关阀将由正常阀位切换至非正常阀位。同时先导阀配合膜片使用，可以应用在需要微压触发的场合。

技术领域

本发明涉及一种自动阀门，更具体的涉及一种能够在压力超过设定值时自动开启或关闭的自动 阀门。

背景技术

为了保护压力管道、压力容器以及它们上下游的装置与设备，经常需要设置在超压工况下能够 自动开启泄压的装置。在以往的实践中，通常使用压力变送器检测压力管道或者压力容器中的 压力，压力变送器输出信号至控制系统，当压力超过设定值时，控制系统会发出指令改变安装 于气动执行机构供气管路的电磁阀的供电状态，进而改变电磁阀气流通道的状态，从而仪表风 使气动执行机构动作，达到开启或关闭阀门的目的。

使用压力变送器、电磁阀、气动执行器、主阀门和控制系统共同实现超压工况下自动启闭阀门 的主要潜在风险在于，如果压力变送器失效，或者压力变送器与控制系统之间的信号传输，或 者电磁阀的供电出现问题，就可能出现压力已经超过设定压力，气动执行器却未使主阀门如期 动作的情形，给压力管道、压力容器以及它们上下游的装置与设备带来威胁。

本发明是基于压杆稳定和压杆失稳的原理设计的压杆失稳触发型的自动阀门，可以实现了压力 变送器、电磁阀和控制系统三者的功能，所以此应用无需任何电力，传感器的驱动，安全可靠。 同时配合膜片使用，可以应用在需要微压触发的场合。

发明内容

本发明涉及的膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门，主要部件包括开关阀、上游管道、下游 管道、压力连通管线、气动执行器、膜片、阀芯组件、仪表风连通管线、先导阀体、针笼、先 导阀盖，消音器、细长杆、螺帽和先导阀。其中，膜片、阀芯组件、仪表风连通管线、先导阀 体、针笼、先导阀盖，消音器、细长杆和螺帽组成了先导阀。细长杆是装置的触发部件，其应 用了压杆失稳的欧拉定律，其一端与阀芯组件相连，另一端与安装在针笼上的螺帽相连。

上游管道的介质压力通过压力连通管线进入先导阀内，作用于膜片与阀芯组件的组合体上，进 而通过阀芯组件作用在细长杆上。当介质压力低于设定压力时，介质压力通过阀芯组件作用在 细长杆上的轴向载荷小于细长杆的临界载荷，细长杆保持稳定，此时阀芯组件处于工作位置一， 流过先导阀的内部通道的仪表风使开关阀处于正常状态；当上游管道的介质压力达到细长杆的 临界载荷时，细长杆失稳而丧失承载能力，阀芯组件在介质压力的推动下动作至工作位置二， 流过先导阀内部的仪表风流通通道被切换，进而促使气动执行器动作使开关阀转化为非正常状 态(如果正常工况下开关阀处于全关位，则超压工况下开关阀转换为全开位；如果正常工况下开 关阀处于全开位，则超压工况下开关阀转换为全关位)。

对于本发明的自动阀门，气动执行器可以是双作用执行器(执行器通过仪表风或主管道介质的压 力将主阀开启，并需要通过仪表风或主管道介质压力实现主阀的复位)，也可以是单作用执行器 (执行器通过仪表风或主管道介质的压力将主阀开启，并在执行器本身弹簧的作用下复位)

附图说明

图1为本发明涉及的膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门的主要结构图；

图2为本发明涉及的膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门使用双作用气动执行器在正常状态 的示意图；

图3为本发明涉及的膜片辅助式压杆失稳触发型的自动阀门使用双作用气动执行器在非正常状 态的示意图；