專利名稱：側(cè)噴式安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的壓力系統(tǒng)安全閥，特別是一種去除了彈簧而能夠準(zhǔn)確可靠的開啟和關(guān)閉并帶有哨音報(bào)警的泄荷裝置。它用直觀的物理方法調(diào)整開啟壓力、關(guān)閉壓力和閥瓣高度，適合于排放高、中、低壓的氣體和蒸汽介質(zhì)。
安全閥有重錘式、氣室式和彈簧式等等，現(xiàn)在國內(nèi)外各種壓力系統(tǒng)廣泛使用的是各種型號(hào)的彈簧式安全閥，這類安全閥主要是靠彈簧等相關(guān)聯(lián)的零部件組成外載荷，與閥內(nèi)介質(zhì)壓力相抗衡。當(dāng)閥內(nèi)介質(zhì)壓力小于預(yù)先調(diào)定的外載彈力時(shí)，閥桿上的閥瓣被彈簧壓在閥座噴嘴密封面上，使介質(zhì)不能排放，系統(tǒng)壓力沒有降低；當(dāng)閥內(nèi)介質(zhì)壓力等于或大于彈簧力時(shí)，閥瓣被頂起，閥桿上移，彈簧被壓縮，閥瓣與閥座噴嘴密封面被打開，形成微啟或全啟高度，介質(zhì)疾速排放，同時(shí)，由于介質(zhì)流束高速運(yùn)動(dòng)，與金屬摩擦產(chǎn)生了高分貝的強(qiáng)烈“咝咝”聲，給人們以示報(bào)警，連續(xù)泄放介質(zhì)后，系統(tǒng)內(nèi)壓力下降，降至小于或等于彈簧力時(shí)，閥瓣下落，重新與閥座噴嘴接觸，形成新的密封狀態(tài)。這種彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)簡單，加工方便而且開啟可靠。但是，彈簧式安全閥長時(shí)間使用后，彈簧易疲勞老化，發(fā)生斷裂、銹蝕，或松馳、或剛度過大。斷裂后，使安全閥在很小或不需要介質(zhì)壓力的情況下直接開啟，如果彈簧剛度過大，安全閥在壓力系統(tǒng)稍有震動(dòng)的情況下易發(fā)生頻跳和不完全開啟現(xiàn)象。特別是在高溫狀態(tài)下，彈簧受熱彈力發(fā)生很大變化，使安全閥開啟壓力值和關(guān)閉壓力值與預(yù)定值產(chǎn)生了大的差異。閥瓣被壓力介質(zhì)頂起或下落過程中，在系統(tǒng)震動(dòng)和介質(zhì)高速流動(dòng)中，有可能使彈簧與閥瓣發(fā)生微量位移，使閥瓣受力不均產(chǎn)生歪曲，形成與閥座密封面接合不嚴(yán)的情況，產(chǎn)生漏氣，彈簧式安全閥的這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響了壓力系統(tǒng)的工作情況，另外，安全閥向空間排放壓力介質(zhì)產(chǎn)生的強(qiáng)烈噪音，污染了環(huán)境，對人們的心身健康產(chǎn)生了不良影響。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種改進(jìn)的壓力安全閥裝置，它不但能夠準(zhǔn)確靈敏地開啟和關(guān)閉，避免使用彈簧帶來的弊端，而且可以在較大范圍內(nèi)對開啟壓力和關(guān)閉壓力以及閥瓣跳起高度進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)改善報(bào)警聲音。
實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)系統(tǒng)壓力、開啟壓力和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸，在閥座噴管上方開一個(gè)小孔，噴管側(cè)壁上均勻分布著幾個(gè)大側(cè)孔。閥座噴管外面套上一個(gè)有一定重量的金屬浮套，浮套內(nèi)頂面的閥瓣與小孔配合密封；金屬套下端與閥座配合密封，其作用是封閉噴管測孔，以上兩處密封面均為彈性材料密封?？紤]到工作溫度的溫差很大，金屬發(fā)生熱漲冷縮現(xiàn)象，依據(jù)金屬材料熱膨脹系數(shù)，在浮套內(nèi)孔與噴管外圓之間留有一定間隙。噴管外壁上有一個(gè)或幾個(gè)氣環(huán)和過濾環(huán)，阻擋介質(zhì)從間隙內(nèi)泄漏和過濾灰塵，氣環(huán)有很小的漲力，過濾環(huán)只是靜靠在浮套內(nèi)壁上。浮套外頂面通過定位桿定位配置了不同重量的金屬塊，起到調(diào)整開啟壓力的作用。利用開啟壓力值，同時(shí)依據(jù)小孔直徑以及連接密封面尺寸，計(jì)算出達(dá)到開啟壓力時(shí)，壓力介質(zhì)通過小孔向上頂起金屬浮套所需的平衡力。浮套平衡力包括金屬浮套及附件的重量；配置在該套上面各種規(guī)格金屬配平塊的重量；氣環(huán)阻力，即W平＝W套＋W附＋W配＋W環(huán)W平——外載平衡力
W套——浮套重量W附——浮套上的附件總重量W配——配平塊的總重量W環(huán)——?dú)猸h(huán)阻力當(dāng)系統(tǒng)壓力通過小孔向上頂起的力低于平衡力時(shí)，即P孔＜W平時(shí)，金屬浮套沒有被頂起，閥瓣與小孔密封，浮套下端與閥座密封，使噴管側(cè)孔和小孔無法排放壓力介質(zhì)，這時(shí)密封階段，當(dāng)系統(tǒng)壓力逐漸升高，即噴管小孔內(nèi)力達(dá)到P孔≥W平時(shí)，浮套被頂起，壓力介質(zhì)以臨界速度從小孔與閥瓣間隙中疾速排出，同時(shí)，浮套下端與閥座密封面間也產(chǎn)生了間隙，壓力介質(zhì)從噴管側(cè)孔疾速排出，這時(shí)只是從很狹窄的間隙內(nèi)排出少量的介質(zhì)，對系統(tǒng)壓力影響不是很大，系統(tǒng)壓力仍稍有上升，通過小孔密封面排出的介質(zhì)流束，對浮套閥瓣產(chǎn)生了一個(gè)向上的頂起力，即產(chǎn)生了一個(gè)△P力；另一方面，從噴管側(cè)孔疾速排出了大體積的介質(zhì)流束，通過浮套下端與閥座的密封面，強(qiáng)烈沖擊著浮套上的可調(diào)配平盤，使配平盤朝上移動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)托力P’，雖然配平盤在升起或下落過程中，盤的受力外沿與排放密封口的距離有所變化，但是壓力介質(zhì)作用在配平盤上的力P’變化不大，這是因?yàn)楸P的外沿尺寸一定，即受力面積確定，當(dāng)配平盤接近排放密封口時(shí)，密封口處于較小的開啟高度，排出的介質(zhì)體積也較少；當(dāng)配平盤遠(yuǎn)離排放密封口時(shí)，密封口處于較大的開啟高度，排出的介質(zhì)體積較多，所以配平盤接近或遠(yuǎn)離密封口時(shí)，即配平盤托起或下降時(shí)，作用在盤上的介質(zhì)體積變化不大，配平盤沒有因?yàn)榫嚯x的變化而發(fā)生大的P’力變化。在P孔、P’和△P諸力作用下，即P孔＋P’＋△P＞W(wǎng)平，浮套被迅速抬起，達(dá)到開啟調(diào)定的高度，大量的壓力介質(zhì)從噴管側(cè)孔和小孔中排出［主要是噴管側(cè)孔排出］，這一過程是從微啟瞬間升到調(diào)定高度，時(shí)間非常短促，從開啟到全部開啟，系統(tǒng)壓力上升了較小的數(shù)值，整個(gè)開啟過程所需的時(shí)間少于彈簧式安全閥；在開啟過程中，彈簧式安全閥里的彈簧隨著閥瓣被開啟壓力頂起、上升而被逐漸壓縮，彈簧軸向尺寸變小，彈力不斷變大，對閥瓣升起產(chǎn)生了很大阻力。所以彈簧式安全閥的開啟速度在同一開啟高度下沒有側(cè)噴式安全閥開啟的快，大部分壓力系統(tǒng)泄荷后仍需要一定的壓力繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，側(cè)噴式安全閥可以在較大的關(guān)閉壓力范圍內(nèi)調(diào)整，它靠更換平衡盤來實(shí)現(xiàn)調(diào)整的目的，平衡盤外沿的角度可以在0°～90°之間作成不同的幾種，同時(shí)外沿的尺寸大小也很重要。使用角度為0°平衡盤時(shí)，因外沿在水平方向上，受介質(zhì)沖擊的力小，所以平衡盤托起浮套的力也很小，即P’值很小，隨著壓力介質(zhì)不斷排放，系統(tǒng)壓力逐漸下降，這時(shí)，P孔、P’、△P均有下降，只有達(dá)到P孔＋P’＋△P≤W平時(shí)，浮套下落，關(guān)閉側(cè)孔和小孔。當(dāng)使用角度為90°平衡盤時(shí)，外沿產(chǎn)生了一個(gè)較大的介質(zhì)流束阻力，即P’值較大，向上托起的力量較大。系統(tǒng)壓力被泄放后，當(dāng)達(dá)到P孔＋P′＋△P≤W平時(shí)，浮套下落，關(guān)閉側(cè)孔和小孔，介質(zhì)停止排出，這期間因W平為一定量值，△P值變化不大，P’值變大，只有P孔值較小時(shí)，才能P孔＋P’＋△P≤W平，所以這時(shí)獲得了較低的關(guān)閉壓力。杠桿重錘式安全閥的外載力在閥徑的一條線上，通過重力杠桿的作用實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉，而且都是微啟式安全閥，在微啟狀態(tài)下，介質(zhì)流速在密封面間隙里以臨界速度通過，介質(zhì)向上推動(dòng)閥瓣的漲力是相對較大的，杠桿本身對力的作用很敏感，所以大部分杠桿重錘式安全閥關(guān)閉壓力較低，甚至降到工作壓力的70％～75％，而且易發(fā)生剛性震蕩。而側(cè)噴式安全閥避免了這種弊病這是因?yàn)樵趪姽苄】椎乃闹苁芰龋瑳]有徑向受力不均現(xiàn)象，而且在開啟或關(guān)閉過程中氣環(huán)同時(shí)起到了扶正作用，使用0°平衡盤時(shí)，P’值很小，因無彈力背壓，浮套在P孔、P’、△P諸力推動(dòng)下閥瓣升到調(diào)定高度，介質(zhì)不斷被排出，系統(tǒng)壓力下降，只有當(dāng)P孔＋P’＋△P不足以支撐W平時(shí)，浮套從調(diào)定高度下落，借助于重量慣性，穿過閥瓣微啟高度，同時(shí)與噴管小孔和閥座接觸密封，獲得較高的關(guān)閉壓力。從閥的軸向截面來看噴管小孔處的密封與閥座處的密封近似于三點(diǎn)支撐，因此這種密封結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定和可靠。實(shí)際上閥開啟前或關(guān)閉后，系統(tǒng)內(nèi)外力的差別不是很大，作用在閥瓣上的內(nèi)外差力較小，為了提高比壓力，易采用窄的密封面和使用彈性密封材料。分析一下調(diào)整開啟壓力的情況根據(jù)調(diào)定的開啟壓力開啟，是安全閥的一個(gè)重要性能指標(biāo)，即一只安全閥可以在不同開啟壓力下工作。側(cè)噴式安全閥可以簡單方便的實(shí)現(xiàn)大范圍的開啟壓力調(diào)整，如果想調(diào)低開啟壓力，依據(jù)重新調(diào)定的開啟壓力值，拿下原開啟壓力值與現(xiàn)開啟壓力值之間所需的配平塊的重量即可；如果希望調(diào)高開啟壓力，則加上現(xiàn)開啟壓力值與原開啟壓力值之差所需的配平塊的重量，這樣將調(diào)整抽象的彈簧力變?yōu)檎{(diào)整直觀的物理重量，而且調(diào)整準(zhǔn)確可靠。調(diào)整范圍的大小應(yīng)根據(jù)安全閥的設(shè)計(jì)尺寸來確定。閥瓣的開啟高度利用定位桿來調(diào)整；將調(diào)定帽松開，朝下擰緊定位桿，使定位桿的肩臺(tái)與閥殼頂面凸臺(tái)的距離拉遠(yuǎn)，閥瓣開啟高度加大，反之，朝上擰緊定位桿，閥瓣開啟高度減少，一般開啟高度大于或等于1／4閥徑。因側(cè)噴式安全閥將彈簧式安全閥座噴嘴排放介質(zhì)，改為側(cè)孔和小孔同時(shí)排放，加大了排放面積，在相同的工作情況下同一閥徑的這二種安全閥，其排放能力側(cè)噴式大于彈簧式。壓力介質(zhì)排出浮套后，經(jīng)閥殼底孔進(jìn)入報(bào)警盤，一部分從報(bào)警盤的內(nèi)環(huán)側(cè)孔進(jìn)入，一部分從內(nèi)環(huán)底孔進(jìn)入，側(cè)孔進(jìn)入的介質(zhì)推動(dòng)內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)；底孔進(jìn)入的介質(zhì)朝上吹動(dòng)哨球，隨著內(nèi)環(huán)的不斷旋轉(zhuǎn)；側(cè)孔和底孔進(jìn)入的介質(zhì)量不斷發(fā)生變化，哨球連續(xù)上下、左右竄動(dòng)，使介質(zhì)流向發(fā)生紊亂，發(fā)出較有規(guī)律的“嘟、嘟”聲，直到浮套落下關(guān)閉。另外，在閥殼頂端設(shè)置一個(gè)電接觸開關(guān)，聯(lián)結(jié)工作室警報(bào)器，通過閥瓣被頂起后定位桿產(chǎn)生位移，電接觸開關(guān)接通或斷開，使室內(nèi)室外二次報(bào)警成為可能。
本實(shí)用新型只是利用噴管上的一個(gè)小孔和浮套，實(shí)現(xiàn)了壓力平衡，較大的噴管側(cè)孔和較高的開啟高度，提高了泄放壓力介質(zhì)的能力；同時(shí)由于實(shí)用新型的著眼點(diǎn)在于去除使用彈簧的弊端，將開啟壓力、關(guān)閉壓力和閥瓣開啟高度變?yōu)榉奖銣?zhǔn)確的直觀調(diào)整；而且結(jié)構(gòu)緊湊、輕便，可以發(fā)出較為悅耳的“嘟、嘟”報(bào)警聲，改善了噪音環(huán)境。
以下結(jié)合附圖對實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)的縮小全剖圖。
圖2是
圖1安全閥A－A線的剖視圖。
圖3是
圖1安全閥的B向圖。
圖4是本實(shí)用新型閥瓣受力放大示意圖參照
圖1，
圖1是適用于系統(tǒng)壓力為1.6MPa以下的一種側(cè)噴式安全閥縮小剖面圖，噴管(3)上方有一小孔，氟塑料密封套(25)與銅合金閥瓣(4)配合密封，噴管(3)側(cè)壁上均布著許多側(cè)孔，不銹鋼浮套(5)下端與閥座(22)上的巴氏合金密封環(huán)(26)配合密封，閥的噴管(3)用45＃鋼材料制作，閥座(7)材料為灰鑄鐵，噴管(3)通徑25mm，小孔密封套(25)內(nèi)徑6mm，采用錐面密封，錐角60°，密封接觸面寬度為0.7mm。閥座(22)密封面錐角120°，密封面寬度為1mm。設(shè)壓力系統(tǒng)最低工作壓力0.6MPa，用P1表示，最高工作壓力0.7MPa，用P2表示，開啟壓力定為0.75MPa，用P開表示，分析計(jì)算一下當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到0.75MPa時(shí)，需要多大的外載力與之平衡，同時(shí)參見放大圖4，圖4是閥瓣(4)受力分析示意圖，d是密封套(25)內(nèi)直徑，b是密封面的水平寬度，d1是理論作用力直徑，d2是閥瓣(4)反作用力(即平衡力)直徑，β為單邊錐角的對角。為了便于計(jì)算說明，將1MPa≈10Kgf／cm2。
計(jì)算出閥瓣(4)受力面積T＝π( (d1)/2 )2＝π(d＋2cosβ×0.07)2／4＝3，14(0.6＋2cos60°×0.07)2／4＝0.3524cm2因?yàn)閐1＝d2，所以W平＝P開×T＝7.5×0.3524＝2.643Kgf即W平＝W套＋W附＋W配＋W環(huán)＝2.643kgf其中W套、W附、W配都是物理重量，根據(jù)體積可以計(jì)算出或者用秤具秤出重量?？匆幌職猸h(huán)(2)靜摩擦力W環(huán)的大小求氣環(huán)(2)的漲力［即對浮套(5)內(nèi)壁的接觸壓力］依據(jù)公式W＝ (DPB)/200根據(jù)具體結(jié)構(gòu)D——?dú)猸h(huán)(2)的公稱直徑45mm。
B——?dú)猸h(huán)(2)的厚度2mm。
W——?dú)猸h(huán)(2)的彈力0.20kgf／cm。
P——?dú)猸h(huán)(2)的接觸壓力。
所以P＝ (200W)/(D×B) ＝0.444kgf／cm2氣環(huán)(2)的接觸面積T環(huán)＝πD×B＝2.826CM2不銹鋼氣環(huán)(2)在有潤滑的情況下，取靜摩擦系數(shù)0.11。
氣環(huán)(2)對浮套(5)的摩擦阻力為W環(huán)＝T環(huán)×P×0.11＝0.138kgf那么W套＋W附＋W配＝2.643－0.138＝2.505kgf控制W套＋W附的數(shù)值低于2.505kgf，用W配的重量配平而達(dá)到2.505kgf。實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中，一般情況下平衡力要小于W平＝2.643kgf，因?yàn)殚y瓣(4)理論受力直徑取得是接觸面積的水平中徑，實(shí)際密封面受力呈三角形向外沿遞減，所以應(yīng)從密封面材料、加工精度和密封結(jié)構(gòu)形式諸方面分析，在實(shí)際測試中確定。閥關(guān)閉時(shí)，浮套(5)下落，受到了氣環(huán)(2)摩擦阻力W環(huán)的阻礙和平衡盤(11)的阻抗，當(dāng)使用0°平衡盤(11)時(shí)，平衡盤(11)的阻抗很小，近似于零，所以W套＋W配＋W附－W環(huán)＝2.505－0.138＝2.367kgf，這時(shí)浮套(5)下落的最高關(guān)閉壓力是P高≤ (2.367P開)/(W平) ≤ (2.367×7.5)/2.643 ≈6.72kgf／cm2≈0.672MPa下降到Y(jié)＝ 6.72/7.5 ×100％＝89.6％比開啟壓力0.75MPa下降了10.4％，因壓力介質(zhì)對浮套(5)下端密封面和閥瓣(4)密封面的沖擊，實(shí)際關(guān)閉壓力在0.65MPa左右。如果改變一下氣環(huán)(2)的結(jié)構(gòu)，減少與浮套(5)的接觸面積，或減少彈力W都可獲得較高的關(guān)閉壓力。這種安全閥在高、中壓環(huán)境中，與外載平衡力相比較，氣環(huán)(2)的摩擦阻力相對變小，關(guān)閉壓力有很大提高。噴管(3)外壁上，分別設(shè)置了一個(gè)氣環(huán)(2)和一個(gè)過濾環(huán)(1)，過濾環(huán)(1)用毛氈或其他密封材料做成，它靜靠在浮套(5)內(nèi)壁上，對其浮套(5)沒有壓力，其摩擦阻力近似于零，主要起到防止塵垢進(jìn)入間隙后阻礙浮套(5)移動(dòng)的作用。經(jīng)過熱處理后的不銹鋼氣環(huán)(2)，其彈力為0.2kgf／cm2，即0.02MPa，氣環(huán)(2)外圓面和浮套(5)接觸面的表面粗糙度為
，氣環(huán)(2)的作用就是阻擋壓力介質(zhì)從噴管(3)與浮套(5)間隙內(nèi)泄漏。根據(jù)噴管(3)材料為45＃鋼、壁厚10mm、工作溫度200℃以下這些條件，利用鋼材熱膨脹系數(shù)計(jì)算出噴管(3)在最高溫度下徑向尺寸增長量，同時(shí)考慮其他情況，取噴管(3)與浮套(5)間隙量為0.2mm，氣環(huán)(2)上方的間隙里儲(chǔ)存著一定油量，噴管(3)斜面上的凹槽也儲(chǔ)存著潤滑油，浮套(5)被頂起后，壓力介質(zhì)從小孔中噴出，將凹槽內(nèi)潤滑油吹濺起，油沿浮套(5)內(nèi)壁或噴管(3)外壁下滑，起到潤滑氣環(huán)(2)的效果。實(shí)際上氣環(huán)(2)上方的間隙內(nèi)形成了較厚的油膜，浮套(5)與氣環(huán)(2)接觸面的表面粗糙度較高，浮套(5)每一次被頂起，只有很微量的油滲透到氣環(huán)(2)下方去，故耗油量很少。浮套(5)外圓柱面上有二個(gè)凸臺(tái)，可以在閥殼(7)內(nèi)槽中滑動(dòng)，凸臺(tái)的兩側(cè)面與閥殼(7)內(nèi)槽為線性接觸，其表面粗糙度為
，凸臺(tái)的作用就是浮套(5)上下移動(dòng)時(shí)，防止浮套(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，以利于保護(hù)小孔和閥座(22)密封處的密封效果。浮套(5)頂面配置不同重量的配平塊(6)，其重量的大小根據(jù)計(jì)算和試驗(yàn)確定，每塊配平塊(6)上都標(biāo)有相應(yīng)的開啟壓力值，用它可以調(diào)整開啟壓力的高低。如果調(diào)整范圍大一些，則設(shè)計(jì)加高閥殼(7)的上部尺寸，以適應(yīng)放置更多的配平塊(6)，配平塊(6)由定位桿(9)定位，同時(shí)，定位桿(9)又起到了調(diào)整浮套(5)被頂起高度的作用，即閥瓣(4)開啟高度的大小。本實(shí)例定位桿(9)肩臺(tái)與閥殼(7)內(nèi)頂面的距離范圍是1～12mm［通過松開定帽(8)轉(zhuǎn)動(dòng)定位桿(9)來獲得］。使用螺紋連接的提鉤(10)可以定期提起重量僅2.643kgf的外載浮套(5)，以防止浮套(5)可能被密封面粘住。噴管(3)內(nèi)部的金屬過濾網(wǎng)(24)，主要過濾塊狀或片狀雜質(zhì)，防止雜質(zhì)進(jìn)入浮套(5)與噴管(3)間隙，同時(shí)避免異物拉傷、損壞密封面，過濾網(wǎng)(24)柱面與噴管(3)內(nèi)壁有一定間距，這樣減少了介質(zhì)流動(dòng)阻力。在閥座(22)和噴管(3)底部間有一個(gè)或幾個(gè)定位銷(23)［圖4中有一個(gè)］，固定兩者的相對位置，便于加工各個(gè)密封面。平衡盤(11)安置在浮套(5)下端，靠近介質(zhì)從密封面間隙排出的位置，它可以方便地從浮套(5)上安上拿下，參見圖3，圖3是
圖1平衡盤(11)的B向圖，平衡盤(11)的內(nèi)圈里有4個(gè)均布的徑向圓柱，將平衡盤(11)圓柱沿浮套(5)溝槽放入，落下，轉(zhuǎn)動(dòng)一下平衡盤(11)，進(jìn)入另一個(gè)溝槽，當(dāng)壓力介質(zhì)沖擊平衡盤(11)時(shí)，它被垂直抬起，圓柱頂緊溝槽上端，帶動(dòng)浮套(5)上移。如果想拿下平衡盤(11)，只要將其反轉(zhuǎn)一下，使圓柱進(jìn)入開口槽，垂直拿出即可。平衡盤(11)外沿部分可以在α角為0°～90°之間做成0°、30°、45°、60°和90°幾種，這樣只需要簡便地更換不同角度的平衡盤(11)，就可實(shí)現(xiàn)調(diào)整關(guān)閉壓力的高低。浮套(5)被頂起后，壓力介質(zhì)分別從噴管(3)小孔和側(cè)孔排出，經(jīng)過閥殼(7)和報(bào)警盤釋放到大氣中，很少的一部分通過閥殼(7)與浮套(5)間隙進(jìn)入安全閥配重室，對浮套(5)造成輕度背壓，所以在閥殼(7)上部開出了幾個(gè)小圓孔，使進(jìn)入配重室的壓力介質(zhì)從小圓孔和定位桿(9)與閥殼(7)間隙中泄放出。介質(zhì)流束從閥殼(7)底孔進(jìn)入報(bào)警盤的情況，參見圖2.圖2是報(bào)警盤的截面圖，閥殼(7)底孔側(cè)面沿徑向傾斜一定角度，報(bào)警盤的內(nèi)環(huán)(13)沿徑向相反方向傾斜一定角度，這樣閥殼(7)底孔側(cè)面與內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔面形成一個(gè)在120°～160°之間的夾角。介質(zhì)流束徑閥殼(7)底孔進(jìn)入并傾斜一個(gè)角度作用在內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔面上，產(chǎn)生了一個(gè)切向分力，內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔的寬度大于閥殼(7)底孔寬度，即內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔圓周上的積累寬度大于閥殼(7)底孔的積累寬度，所以切向分力連續(xù)不斷的作用在內(nèi)環(huán)(13)上，在內(nèi)環(huán)(13)底面與外環(huán)(16)之間有若干個(gè)轉(zhuǎn)球(19)，本實(shí)例有八個(gè)轉(zhuǎn)球(19)，每個(gè)轉(zhuǎn)球(19)被內(nèi)環(huán)(13)底部上的擋臺(tái)隔離，這樣在介質(zhì)流束推動(dòng)下，借助于轉(zhuǎn)球(19)均勻滾動(dòng)，使內(nèi)環(huán)(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度的快慢根據(jù)開啟壓力、閥的泄放量以及內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔側(cè)面與閥殼(7)底孔側(cè)面夾角來設(shè)計(jì)確定，另一方面，部分介質(zhì)流束從內(nèi)環(huán)(13)底孔進(jìn)入朝上吹動(dòng)哨球(14)，參見
圖1，在內(nèi)環(huán)(13)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)下，其底孔與閥殼(7)底孔不斷連續(xù)和切斷，來自內(nèi)環(huán)(13)底孔的介質(zhì)動(dòng)力斷續(xù)地作用在哨球(14)體上，同時(shí)內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔來的介質(zhì)流束，也忽大忽小地作用在哨球(14)體上，造成了哨球(14)上下左右竄動(dòng)，介質(zhì)流束發(fā)生紊亂，流束從大面積的外環(huán)(16)孔和壓蓋(12)孔中排出，并發(fā)出連續(xù)的“嘟、嘟、嘟”聲響，提示報(bào)警。哨球(14)兩側(cè)各有一個(gè)擋板，兩擋板之間能容納1.5～1.8個(gè)哨球(14)體，以便使介質(zhì)通過順利和哨球(14)有大的活動(dòng)空間。壓蓋(12)由壓緊螺釘(15)緊固在外環(huán)(16)上，防止內(nèi)環(huán)(13)在介質(zhì)流束作用下產(chǎn)生軸向跳動(dòng)。緊定螺釘(18)將報(bào)警盤固定在閥殼(7)翻沿上，緊固栓(20)將閥殼(7)和底座(22)連接一起，經(jīng)調(diào)試測定后，打上沿封(17)，形成側(cè)噴式安全閥總成。使用時(shí)，安全閥與壓力系統(tǒng)中安全閥管道法蘭(27)由連接栓(21)連接固定。比較一下側(cè)噴式安全閥和彈簧式安全閥的排放能力；假設(shè)二種閥的閥徑相同，安置在同一壓力系統(tǒng)中，排放能力計(jì)算公式。
G=APCoXMZTKg/n]]>G＝安全閥排放能力A＝最小排放截面積
P＝安全閥排放壓力Co＝流量系數(shù)X＝介質(zhì)特性系數(shù)M＝氣體的分子量Z＝氣體在操作溫度時(shí)壓力的壓縮系數(shù)T＝氣體的絕對溫度在實(shí)例中，閥公稱直徑為25mm，小孔通徑為6mm，噴管(3)內(nèi)壁圓周上2／3為側(cè)孔寬度，閥瓣(4)開啟高度為7mm，分別表示為Dg＝2.5cm， d1＝0.6cmF＝2／3周長H＝0.7cm彈簧式安全閥公稱直徑Dg＝2.5cm，噴嘴直徑d2＝2cm，開啟高度h＝0.7cm，根據(jù)排放能力計(jì)算公式，因二種安全閥在相同的工作狀況下，故排放能力之比為(G側(cè))/(G彈) ＝ (AC。)/(A′C?！?式中A、Co分別表示側(cè)噴式安全閥的最小排放截面積和流量系數(shù)，因該種閥的閥瓣(4)開啟速度快和側(cè)面排泄，取Co為0.7。式中A’Co’分別表示彈簧式安全閥的最小排放截面積和流量系數(shù)，取Co為0.65。
A＝2／3πDg×0.7＋π×d21／4＝3.946cm2A’＝π×d22／4＝3.14cm2所以 (G側(cè))/(G彈) ＝ (3.946×0.7)/(3.14×0.65) ＝1.35即G側(cè)＝1.35G瓣在相同時(shí)間內(nèi)側(cè)噴式安全閥的排泄量大于同一規(guī)格的彈簧式安全閥。閥瓣(4)開啟越高，這種優(yōu)勢越明顯。
權(quán)利要求1.一種在高、中、低壓壓力系統(tǒng)中泄放壓力介質(zhì)的安全裝置，其特征在于a、噴管(3)頂部有一小孔，側(cè)壁上均布著側(cè)孔。b、浮套(5)中的閥瓣(4)和浮套(5)下端分別與噴管(3)小孔和閥座(22)密封。c、閥殼(7)外殼面設(shè)有報(bào)警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是浮套(5)上設(shè)有可調(diào)整的平衡盤(11)，配平塊(6)和定位桿(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是小孔和閥座(22)密封處，分別有密封套(25)和密封環(huán)(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征是噴管(3)外壁和內(nèi)部分別設(shè)有氣環(huán)(2)、過濾環(huán)(1)和過濾網(wǎng)(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的裝置，其特征是浮套(5)斜頂面有一個(gè)貯油槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是閥殼(7)外殼面上的報(bào)警裝置內(nèi)設(shè)有可運(yùn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)(13)和哨球(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的裝置，其特征是壓力介質(zhì)分別從內(nèi)環(huán)(13)側(cè)孔和底孔進(jìn)入，其側(cè)孔與閥殼(7)底孔截面形成一夾角，角度為120°～160°
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的裝置，其特征是哨球(14)兩邊擋板之間，能容納1.5～1.8個(gè)哨球(14)體。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種在壓力系統(tǒng)中不使用彈簧配載而泄放壓力介質(zhì)的安全閥新裝置，適合于高、中、低壓氣體和蒸氣介質(zhì)的排放。它是由噴管小孔、平衡浮套、調(diào)節(jié)裝置和報(bào)警盤等組成。當(dāng)系統(tǒng)壓力上升到開啟壓力時(shí)，壓力介質(zhì)通過小孔將浮套頂起，使介質(zhì)從噴管側(cè)孔和小孔中疾速排放，然后按調(diào)定的關(guān)閉壓力關(guān)閉。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了開啟壓力，關(guān)閉壓力和閥瓣開啟高度的簡便準(zhǔn)確調(diào)整。介質(zhì)排放時(shí)，報(bào)警盤發(fā)出有規(guī)律的“嘟、嘟”報(bào)警聲。
文檔編號(hào)F16K17/02GK2111417SQ91221830
公開日1992年7月29日 申請日期1991年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月12日
發(fā)明者劉云志 申請人:劉云志