專利名稱：一種雙開啟壓力雙排量安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙開啟壓力雙排量安全閥，可用于維持各種常溫、高溫氣(液)體壓力控制，執(zhí)行系統(tǒng)的壓力安全；特別適用于供氣量有限，或泄壓時需考慮經(jīng)濟性的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安全閥用于維持氣(液)壓系統(tǒng)安全，將超出系統(tǒng)安全壓力范圍的過量介質(zhì)排放到系統(tǒng)外部。安全閥的開啟壓力和排放量是其重要的技術(shù)指標(biāo)，決定其應(yīng)用的范圍和條件。通常系統(tǒng)中的安全閥，只需提供一種開啟壓力，即系統(tǒng)內(nèi)最薄弱結(jié)構(gòu)所能可靠承受的最高壓力，超過這一壓力，安全閥應(yīng)打開快速泄壓，使系統(tǒng)內(nèi)的壓力維持在最高安全壓力，以保證系統(tǒng)不發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。但對于一些特殊的氣壓系統(tǒng)如航天器及其運載器上的增壓系統(tǒng)，由于其攜帶的工作介質(zhì)是有限的，在執(zhí)行任務(wù)時無法得到有效的補充，其泄壓時需要考慮成本，盡量避免將大量介質(zhì)排出而造成增壓氣體不足使任務(wù)無法完成。這種情況下需要一種能夠提供2種開啟壓力以及2種排量的安全閥，使系統(tǒng)壓力超過安全壓力時能夠先緩慢少量排氣，當(dāng)小排量無法使系統(tǒng)壓力控制在正常范圍內(nèi)時，再大量快速排氣。這樣可以確保系統(tǒng)安全、精確的運行。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有單開啟壓力單排放量安全閥不能滿足系統(tǒng)安全性及經(jīng)濟性的要求，本發(fā)明提供一種能在一定壓力下打開緩慢排氣，而當(dāng)小排量無法使系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常時，再大量快速排氣的安全閥。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥，所述主排量安全閥包括閥體1，套接在閥體I上的的彈簧外套5，還包括沿安全閥軸向方向依次設(shè)置的大流量液體入口、主閥芯2、主彈簧6，所述主彈簧6的一端抵在彈簧外套的內(nèi)壁上，另一端抵在主閥芯2上，所述主閥芯2的另一端抵在大流量液體入口端構(gòu)成密封副，所述閥體I上設(shè)置有主排放口，其特殊之處在于還包括副排量安全閥，所述副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內(nèi)置閥芯3、副彈簧9，所述小流量液體入口設(shè)在主閥芯2內(nèi)，一端與大流量液體入口相通，所述的內(nèi)置閥芯3設(shè)置在主閥芯2內(nèi)，其一端抵在小流量入口端構(gòu)成密封副，另一端與副彈簧9相接觸，所述副彈簧9的另一端抵在彈簧外套5的內(nèi)壁上，所述彈簧外套上設(shè)置有副排放口。還包括設(shè)置在副彈簧9與彈簧外套5之間的調(diào)節(jié)桿7，所述調(diào)節(jié)桿7的一端與副彈簧9接觸，所述調(diào)節(jié)桿的另一端穿過主彈簧6后與彈簧外套5螺紋連接且伸出彈簧套5。上述調(diào)節(jié)桿與副彈簧接觸的一端設(shè)置有盲孔，所述調(diào)節(jié)桿的側(cè)壁設(shè)置有多個與盲孔相通的通孔。還包括分別設(shè)置在彈簧外套5兩端的鎖緊螺母4及調(diào)節(jié)螺母8，所述鎖緊螺母4與閥體I螺紋連接，所述調(diào)節(jié)螺母8與調(diào)節(jié)桿7螺紋連接。
上述調(diào)節(jié)桿的中部設(shè)置有徑向擴張段，所述徑向擴張段的外徑略小于主彈簧的內(nèi)徑。上述閥芯2與大流量液體入口之間構(gòu)成錐面密封副，所述內(nèi)置閥芯3與小流量液體入口之間構(gòu)成錐面密封副。上述主閥芯2的導(dǎo)向面由圓柱面和平面組合而成。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，在主排量安全閥內(nèi)設(shè)計了副排量安全閥，實現(xiàn)了 2種開啟壓力和排放量，是一種功能復(fù)合型閥門產(chǎn)品，功能可靠，使用維護便捷。設(shè)計中，在材料以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取上充分考慮了高溫使用條件的影響，適用于介質(zhì)溫度> 700K的氣體壓力控制系統(tǒng)。2、本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，在副排量安全閥上添加了調(diào)節(jié)桿，通過彈簧外套和調(diào)節(jié)螺母可以固定其與副彈簧的相對位置，便于對副排量安全閥的開啟壓力靈活調(diào)節(jié)。3、本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥,主閥芯的導(dǎo)向面由圓柱面和平面組合而成，排放介質(zhì)進入安全閥后，通過主閥芯側(cè)面的間隙在閥體與彈簧外套之間的容腔內(nèi)流動，并通過安全閥閥體和彈簧外套上的排氣孔泄出，減少閥芯-閥體密封處之外的節(jié)流環(huán)節(jié)，可增大安全閥的排放能力。4、本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，主、副密封副均為錐面密封，當(dāng)密封性無法滿足使用要求時，可將閥芯2和閥體1，內(nèi)置閥芯3和閥芯2之間進行配研。5、本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，調(diào)節(jié)桿與副彈簧接觸的一端設(shè)置有盲孔，側(cè)壁設(shè)置有多個與盲孔相通的通孔，便于副排量安全閥泄壓；調(diào)節(jié)桿的中部設(shè)置有徑向擴張段，用于對主彈簧提供輔助導(dǎo)向。


圖1是本發(fā)明一種雙開啟壓力雙排量安全閥的結(jié)構(gòu)組成圖。
具體實施例方式一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥和副排量安全閥，主排量安全閥包括閥體1，套接在閥體I上的的彈簧外套5，沿安全閥軸向方向依次設(shè)置的大流量液體入口、主閥芯2、主彈簧6，主彈簧6的一端抵在彈簧外套的內(nèi)壁上，另一端抵在主閥芯2上，主閥芯2的另一端抵在大流量液體入口端構(gòu)成密封副，閥體I上設(shè)置有主排放口。 副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內(nèi)置閥芯3、副彈簧9，小流量液體入口設(shè)在主閥芯2內(nèi)，一端與大流量液體入口相通，內(nèi)置閥芯3設(shè)置在主閥芯2內(nèi)，其一端抵在小流量入口端構(gòu)成密封副，另一端與副彈簧9相接觸，副彈簧9的另一端抵在彈簧外套5的內(nèi)壁上，所述彈簧外套上設(shè)置有副排放口。裝配關(guān)系及功能實現(xiàn)閥體I和閥芯2組成安全閥的主密封副，主彈簧6安裝在閥芯2和彈簧外套5之間，通過調(diào)節(jié)彈簧外套5與閥體I連接螺紋的長度，調(diào)整加在閥芯2上的主彈簧6安裝力；主開啟壓力由主彈簧6的安裝力確定，主排氣量由主閥芯2的開度以及閥體I入口直徑確定，調(diào)整好主開啟壓力后，將鎖緊螺母4鎖死。閥芯2和內(nèi)置閥芯3組成安全閥的副密封副，副彈簧9將內(nèi)置閥芯3壓緊在閥芯2上，通過擰動調(diào)節(jié)桿7可以改變內(nèi)置閥芯3的開啟壓力，副排氣量由內(nèi)置閥芯3的開度以及閥芯2下端開孔直徑確定，調(diào)整好副開啟壓力后，將調(diào)節(jié)螺母8鎖死。使用前將安全閥的開啟壓力調(diào)整為系統(tǒng)的安全壓力上限。安全閥通過閥體I入口處螺紋與系統(tǒng)連接，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于安全壓力的上限時，安全閥內(nèi)置閥芯3開啟，通過閥芯2上的小孔緩慢排氣，使系統(tǒng)壓力維持在允許的壓力范圍內(nèi)，維持系統(tǒng)正常運行。當(dāng)內(nèi)置閥芯3打開后，系統(tǒng)壓力仍然在持續(xù)快速上升時，主閥芯2打開迅速將過量氣體排到系統(tǒng)外部，維持系統(tǒng)安全。本發(fā)明的技術(shù)原理是安全閥由閥體、閥芯、內(nèi)置閥芯、鎖緊螺母、主彈簧、副彈簧、彈簧外套、調(diào)節(jié)桿和調(diào)節(jié)螺母組成。其中閥體和閥芯組成主密封副，控制主排放量，主閥芯開啟后安全閥可以快速大量排氣；由主彈簧、彈簧外套和鎖緊螺母構(gòu)成主壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過調(diào)節(jié)主彈簧的安裝高度，調(diào)節(jié)主開啟壓力。閥芯和內(nèi)置閥芯組成副密封副，控制副排放量，內(nèi)置閥芯開啟后，安全閥緩慢少量排氣；由副彈簧、調(diào)節(jié)桿、彈簧外套和調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成副壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過調(diào)節(jié)副彈簧的安裝高控制安全閥的副開啟壓力。結(jié)構(gòu)設(shè)計方面主、副密封副均為金屬錐面密封，當(dāng)密封性無法滿足使用要求時，可將閥芯2和閥體1，內(nèi)置閥芯3和閥芯2之間進行配研。閥體I入口通徑，閥體I下端和彈簧外套5上端共16個排氣孔的流通能力需相互匹配，都應(yīng)能適應(yīng)系統(tǒng)最大排放量的要求。為達到良好的密封性與動作可靠性，閥芯2與閥體1、內(nèi)置閥芯3和閥芯2間的配合間隙可根據(jù)經(jīng)驗選取，視使用溫度不同，也應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整。調(diào)節(jié)桿7下部的空心結(jié)構(gòu)，有利于內(nèi)置閥芯3開啟排氣，徑向擴張段可以對主彈簧6起到一定的導(dǎo)向作用。應(yīng)用于某燃?xì)庠鰤合到y(tǒng)的實施實例如下在某新型燃?xì)庠鰤合到y(tǒng)的方案設(shè)計中采用了雙開啟壓力雙排量安全閥。根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)工作介質(zhì)為熱燃?xì)?溫度氺700K)，額定壓力為L7=MPa;當(dāng)發(fā)生故障時的最大流量為2L/s。經(jīng)生產(chǎn)及試驗驗證，安全閥內(nèi)置閥芯打開壓力1. 85 1. 9MPa，關(guān)閉壓力1. 8MPa，排量100 160ml/s。安全閥主閥芯打開最大流量可達2. 62L/s。1. 7MPa時總泄漏量為40 50L/h。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的設(shè)計要求和設(shè)計參數(shù)在不偏離權(quán)利要求所界定的結(jié)構(gòu)的情況下進行各種增補、改進和更換，因此，本發(fā)明是廣泛的。
權(quán)利要求
1.一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥，所述主排量安全閥包括閥體(1)，套接在閥體(I)上的的彈簧外套(5)，還包括沿安全閥軸向方向依次設(shè)置的大流量液體入口、主閥芯(2)、主彈簧(6)，所述主彈簧(6)的一端抵在彈簧外套的內(nèi)壁上，另一端抵在主閥芯(2)上，所述主閥芯(2)的另一端抵在大流量液體入口端構(gòu)成密封副，所述閥體(I)上設(shè)置有主排放口，其特征在于 還包括副排量安全閥，所述副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內(nèi)置閥芯(3)、副彈簧(9)，所述小流量液體入口設(shè)在主閥芯(2)內(nèi)，一端與大流量液體入口相通，所述的內(nèi)置閥芯(3)設(shè)置在主閥芯(2)內(nèi)，其一端抵在小流量入口端構(gòu)成密封副，另一端與副彈簧(9)相接觸，所述副彈簧(9)的另一端抵在彈簧外套(5)的內(nèi)壁上，所述彈簧外套上設(shè)置有副排放口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于還包括設(shè)置在副彈簧(9)與彈簧外套(5)之間的調(diào)節(jié)桿(7)，所述調(diào)節(jié)桿(7)的一端與副彈簧(9)接觸，所述調(diào)節(jié)桿的另一端穿過主彈簧(6)后與彈簧外套(5)螺紋連接且伸出彈簧套(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述調(diào)節(jié)桿與副彈簧接觸的一端設(shè)置有盲孔，所述調(diào)節(jié)桿的側(cè)壁設(shè)置有多個與盲孔相通的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于還包括分別設(shè)置在彈簧外套(5)兩端的鎖緊螺母(4)及調(diào)節(jié)螺母(8)，所述鎖緊螺母(4)與閥體(I)螺紋連接，所述調(diào)節(jié)螺母(8)與調(diào)節(jié)桿(7)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述調(diào)節(jié)桿的中部設(shè)置有徑向擴張段，所述徑向擴張段的外徑略小于主彈簧的內(nèi)徑。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于，所述閥芯(2)與大流量液體入口之間構(gòu)成錐面密封副，所述內(nèi)置閥芯(3)與小流量液體入口之間構(gòu)成錐面密封副。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述主閥芯(2)的導(dǎo)向面由圓柱面和平面組合而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙開啟壓力雙排量安全閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)途徑。安全閥具備2套不同的壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)，可以提供2種不同的開啟壓力以及相應(yīng)的排氣量；其中閥體、閥芯、主彈簧、彈簧外套和鎖緊螺母構(gòu)成主壓力-排量調(diào)節(jié)機構(gòu)，提供安全閥的主開啟壓力及排放量；閥芯、內(nèi)置閥芯、副彈簧、調(diào)節(jié)桿、彈簧外套和調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成副壓力-排量調(diào)節(jié)機構(gòu)，提供安全閥的副開啟壓力及排放量。雙開啟壓力雙排量安全閥適用于各種氣壓系統(tǒng)，用于將高于系統(tǒng)安全壓力的氣體泄出，維持系統(tǒng)安全運行，特別適用于系統(tǒng)供氣量有限，當(dāng)系統(tǒng)壓力略高時需要小排量緩慢泄壓，避免系統(tǒng)中氣體快速流失而得不到補充。安全閥為全金屬結(jié)構(gòu)，也適用于高溫系統(tǒng)。
文檔編號F16K17/06GK103032612SQ20121053642
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者宋會玲, 孫亮, 曾維亮, 王春民, 袁洪濱, 羅大亮, 張思坤 申請人:中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所