[发明专利]具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置及其方法

权利要求书

1.一种具有自闭功能的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：包括导流孔(6)、导杆(16)、导杆支架(17)、密封圈(19)、支撑结构(22)和回位控制装置；

所述的导流孔(6)开设于超低温球阀中，且连通超低温球阀的进口端(4)和阀体中腔(14)，在导流孔(6)中设置有一个环形的支撑结构(22)，其环形外壁与导流孔(6)的内壁密封且保持固定，支撑结构(22)中心开设贯通通道；所述支撑结构(22)朝向进口端(4)一侧设置于密封圈(19)；所述的导杆支架(17)呈环形，其固定于导流孔(6)中，导杆支架(17)中心开设有导向孔，所述导杆(16)安装于导向孔中，并与导杆支架(17)构成控制导杆(16)轴向移动的滑动副；所述的导杆支架(17)上开设有至少一个贯通孔，所述导杆支架(17)两侧的导流孔(6)空间仅通过所述贯通孔连通；所述回位控制装置用于对导杆(16)施加朝向所述支撑结构(22)的作用力，使导杆(16)端部支顶于密封圈(19)上进而封堵支撑结构(22)中心的贯通通道，当阀体中腔(14)中的压力增大时能够向导杆(16)的端部施加反向作用力，使导杆(16)端部脱离密封圈(19)进而打开支撑结构(22)中心的贯通通道。

2.如权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述的回位控制装置包括环形铁片(24)和磁环(20)，所述的磁环(20)固定安装在支撑结构(22)与密封圈(19)之间，密封圈(19)、环形铁片(24)和支撑结构(22)三者同轴固定连接，不可移动；所述磁环(20)安装在导杆(16)的端部，导杆(16)端部能够通过磁环(20)支顶于密封圈(19)上，进而封堵支撑结构(22)中心的贯通通道。

3.如权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述的回位控制装置为弹簧(18)，所述弹簧(18)呈预压缩状态，一端支顶于导杆支架(17)上，另一端支顶于导杆(16)上，对导杆(16)施加朝向所述支撑结构(22)的作用力。

4.如权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述导杆支架(17)上沿导向孔周向均匀开设有3个贯通孔。

5.如权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述导杆(16)、导杆支架(17)、密封圈(19)、支撑结构(22)和回位控制装置均沿导流孔(6)轴线方向同轴布置。

6.如权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述导杆(16)的端部具有扩大头，扩大头朝向密封圈(19)的一侧为平面。

7.根据权利要求1所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述支撑结构(22)为导流孔(6)内设置的凸台结构，其成型方式包括钻孔或铸造成型。

8.根据权利要求2所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述的密封圈(19)的中心孔孔径与环形铁片(24)的中心孔孔径相同，或者略小于环形铁片(24)的的中心孔孔径；所述的环形铁片(24)的外径略小于导流孔(6)的直径；所述磁环(20)的中心孔孔径略大于密封圈(19)的中心孔孔径。

9.根据权利要求3所述的超低温球阀防体腔异常升压装置，其特征在于：所述弹簧(18)的材料牌号为QSn4-3、QSn6.5-0.1、QSn6.5-0.4或QSn7-0.2，并且弹簧(18)的内径与导杆(16)的直径相同，或者弹簧(18)的内径略大于导杆(16)的直径但小于导杆支架(17)端部的扩大头直径。

10.一种利用如权利要求1～8任一所述防体腔异常升压装置的超低温球阀防体腔异常升压方法，其特征在于，步骤如下：

当需要打开超低温球阀时，将LNG介质通入超低温球阀中，旋转球形阀芯(10)打开流道，正常工况下依次沿进口端(4)、上游阀座(8)、球形阀芯(10)、下游阀座(12)、出口端(13)正常流通；而此时，在导流孔(6)中利用所述回位控制装置用于对导杆(16)施加朝向所述支撑结构(22)的作用力，使导杆(16)端部支顶于密封圈(19)上进而封堵支撑结构(22)中心的贯通通道，形成良好的密封效果；来自进口端(4)的LNG介质通过导杆支架(17)上的所述贯通孔进一步对导杆(16)施加压力，增加导杆(16)作用在密封圈(19)上的力，从而加强密封效果；

当需要关闭超低温球阀时，旋转球形阀芯(10)关闭流道，导杆(16)端部依然支顶于密封圈(19)上进而封堵支撑结构(22)中心的贯通通道；当阀体中腔(14)内的LNG介质由于环形温度的升高而发生气化时，气化时的体积和压力迅速增加，来自阀体中腔(14)气体会通过支撑结构(22)的贯通通道作用在导杆(16)的端面上，当气体的作用力大于所述回位控制装置用于对导杆(16)施加的作用力时，导杆(16)与密封圈(19)脱离，导流孔(6)内流道被打开，来自阀体中腔(14)内的气体通过导流孔(6)进入进口端(4)，并在进口端(4)中被冷却液化成液体介质，从而消除来此阀体中腔(14)的高压，达到防异常升压的效果；当阀体中腔(14)的压力降低时，导杆(16)重新在所述回位控制装置的作用力下支顶于密封圈(19)上，进而封堵支撑结构(22)中心的贯通通道，达到阻断介质流通的目的。