[发明专利]一种快速响应的先导式安全阀及系统超压快速保护方法

权利要求书

1.一种基于先导式安全阀的系统超压快速保护方法，其特征在于，所述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）；

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；

所述系统超压快速保护方法具体如下：

S1：系统压力在正常范围内时，先导阀芯（6）在先导弹簧（7）的作用下与主阀芯（5）紧密接触，保证密封；主阀芯（5）在下弹簧组（3）、上弹簧组（9）、主弹簧（12）和先导弹簧（7）的预紧力作用下与阀体（2）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（6）向上移动，同时向上移动的先导阀芯（6）带动弹簧座（8）与主阀芯（5）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（5）内部的通孔，经弹簧座（8）与主阀芯（5）之间的空隙，流入先导出口通道（15），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（5）在系统压力、下弹簧组（3）的预紧力和先导阀芯（6）泄流后造成的向上压力差作用下，克服上弹簧组（9）的预紧力与主阀芯（5）的重力向上移动，离开阀体（2）；流体能通过主阀芯（5）和阀体（2）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（15）泄流后的先导阀芯（6）会向下移动，回落至初始状态位置，主阀芯（5）与阀体（2）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（5）向上移动，使主阀芯（5）在下弹簧组（3）的作用力下离开阀体（2）；流体能通过主阀芯（5）和阀体（2）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（5）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。

2.根据权利要求1所述的系统超压快速保护方法，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所述的系统超压快速保护方法，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所述的系统超压快速保护方法，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。