[发明专利]先导式差压爆管安全阀及方法

权利要求书

1.一种先导式差压爆管安全阀，其特征是：它包括主阀、导阀、测压管(18)和多个控制管路；所述测压管(18)与主阀的阀座(11)下游侧连接，控制管路一(31)、控制管路二(32)和控制管路三(33)分别与阀座(11)上游侧、测压管(18)和主阀活塞(15)的主阀上腔连接，控制管路一(31)、控制管路二(32)和控制管路三(33)的另一端皆与导阀连接；主阀活塞(15)位于主阀腔内，主阀活塞(15)将主阀腔分隔成主阀上腔和主阀下腔，主阀弹簧(17)位于主阀下腔内始终处于受压预紧状态；

所述主阀由阀座(11)、上端盖(12)、下端盖(13)、主阀轴(14)、主阀活塞(15)、主阀阀盘(16)和主阀弹簧(17)组成；上端盖(12)和下端盖(13)组成主阀上腔，下端盖(13)与阀座(11)连接；主阀轴(14)与下端盖(13)滑动配合，主阀活塞(15)和主阀阀盘(16)与主阀轴(14)两端连接，主阀弹簧(17)套设在主阀轴(14)上与主阀活塞(15)和下端盖(13)抵触，主阀阀盘(16)位于阀座(11)内；

所述导阀由导阀上端盖(21)、导阀下端盖(22)、导阀轴(23)、操作手柄(24)、导阀芯(25)、导阀活塞(26)、导阀弹簧(27)、调整螺栓(28)和锁紧螺母(29)组成；导阀上端盖(21)和导阀下端盖(22)组成导阀腔，导阀活塞(26)位于导阀腔内，将导阀腔分隔成导阀上腔和导阀下腔；导阀轴(23)与导阀上端盖(21)滑动配合，导阀轴(23)上的导阀芯(25)位于导阀上腔内，操作手柄(24)位于导阀上腔外与导阀轴(23)连接；导阀芯(25)将导阀上腔分隔成上连通节点和下连通节点；调整螺栓(28)与导阀下端盖(22)配合，导阀弹簧(27)位于导阀下腔内与调整螺栓(28)和导阀活塞(26)抵触，锁紧螺母(29)位于导阀下腔外与调整螺栓(28)配合；

所述控制管路一(31)与下连通节点连通，控制管路二(32)与导阀下腔连通，控制管路三(33)与上连通节点连通；

所述控制管路一(31)还与导阀轴(23)、导阀上端盖(21)及导阀活塞(26)组成的空间联通；

所述测压管(18)的过流截面直径小于阀座(11)的过流截面直径。

2.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述阀座(11)的上游侧的引流口朝向主阀阀盘(16)的下部。

3.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述主阀下腔与大气连通。

4.根据权利要求1所述的先导式差压爆管安全阀，其特征是：所述阀座(11)的直径D1与测压管(18)的直径D2的直径比k之间的关系是：阀座(11)的流量Q与阀座(11)的直径D1的关系是:阀座(11)的流量Q与测压管(18)的直径D2的关系是:阀座(11)在有水流动时，主阀活塞(15)满足推动主阀阀盘(16)的条件为P₁A₁F₁，A₁A₃；正常运行时，紧急关闭时，当阀座(11)上游侧流速v₁小于设定值时，阀门处于全开状态；阀座(11)上游侧流速v₁大于设定值时，阀门处于关闭状态；式中，D₁为阀座(11)的直径，D₂为测压管(18)的直径，P₁为阀座(11)上游侧流体压力，P₂为测压管(18)流体压力，v₁为阀座(11)上游侧流速，v₂为测压管(18)的流速，k为阀座(11)与测压管(18)的直径比，A₁为主阀活塞(15)的有效面积，A₂为导阀活塞(26)的有效面积，A₃为主阀阀盘(16)的有效面积，F₁为主阀弹簧(17)的预紧力,F₂为导阀弹簧(27)的预紧力，ρ为流体的密度，g为重力加速度。

5.根据权利要求1～4任一项所述的先导式差压爆管安全阀的控制方法，其特征是，它包括如下步骤：

S1，安装，将阀座(11)安装于流体管道中，流体的流动方向从阀座(11)的上游侧向下游侧流动；

S2，正常状态下，流经阀门的流体及压力处于稳定状态；当阀座(11)经过的流速小于设定值时，阀座(11)上游管道内的流体压力与测压管(18)内的流体压力差值较小；相应地，导阀活塞(26)在导阀弹簧(27)的作用下处于静止状态；导阀芯(25)与导阀轴、导阀活塞(26)同样静止，阀座(11)上游管道与主阀活塞(15)上腔不连通；主阀活塞(15)两侧的压力同为大气压，主阀轴(14)与主阀阀盘(16)在主阀弹簧(17)的预紧力作用下，推动主阀轴(14)向上运动，阀门处于全开状态；

S3，爆管状态下，流经阀门的流体流速快速上升；当阀座(11)经过的流速上升时，阀座(11)上游管道内的流体压力与测压管(18)内的流体压力差值相应上升；

相应地，导阀活塞(26)受到的流体压力上升，克服导阀弹簧(27)向下运动；导阀芯(25)在导阀轴(23)及导阀活塞(26)的作用下向下运动，连通阀座(11)上游侧与主阀上腔；来自于阀座(11)的水压力克服主阀弹簧(17)的预紧力，推动主阀轴(14)向下运动，关闭阀门。