超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動閥門，更具體的涉及一種能夠在壓力超過設(shè)定值時能夠自動開啟或關(guān)閉的閥門。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保護(hù)壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設(shè)備，經(jīng)常需要設(shè)置在超壓工況下能夠自動開啟或關(guān)閉的閥門。在以往的實踐中，通常使用壓力變送器檢測壓力管道或者壓力容器中的壓力，壓力變送器輸出信號至控制系統(tǒng)，當(dāng)壓力超過設(shè)定值時，控制系統(tǒng)會發(fā)出指令改變安裝于氣動執(zhí)行器供氣管路的電磁閥的供電狀態(tài)，進(jìn)而改變電磁閥氣流通道的狀態(tài)，從而使氣動執(zhí)行器動作，達(dá)到開啟或關(guān)閉閥門的目的。
[0003]其中使用的電磁閥是一種電磁控制的兩位多通道換向閥門，通常由電磁部件和兩位多通道閥門本體組成。電磁部件由電磁線圈和磁芯等部件組成，閥門本體由閥芯、閥體和彈簧等部件組成。兩位是指閥芯相對于閥體有兩個工作位置。當(dāng)電磁線圈通電或斷電時，電磁力和彈簧力的共同作用將使閥芯從一個工作位置動作至另外一個工作位置，進(jìn)而改變電磁閥內(nèi)部的通道，達(dá)到控制動力氣源按所需通道進(jìn)出氣動執(zhí)行器的目的。
[0004]使用壓力變送器、電磁閥、氣動執(zhí)行器、主閥門和控制系統(tǒng)共同實現(xiàn)超壓工況下自動啟閉閥門的主要潛在風(fēng)險在于，如果壓力變送器失效，或者壓力變送器與控制系統(tǒng)之間的信號傳輸，或者電磁閥的供電出現(xiàn)問題，就可能出現(xiàn)壓力已經(jīng)超過設(shè)定壓力，氣動執(zhí)行器卻未使主閥門如期動作的情形，給壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設(shè)備帶來威脅。
[0005]本發(fā)明主要由氣動執(zhí)行器、開關(guān)閥和兩位多通道換向閥組成。其中，兩位多通道換向閥的設(shè)計基于壓桿穩(wěn)定和壓桿失穩(wěn)的原理，其閥芯組件承受來自管道內(nèi)的壓力載荷，此載荷將加載在細(xì)長桿上，當(dāng)管道內(nèi)的介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力低于細(xì)長桿的臨界載荷時，細(xì)長桿穩(wěn)定，細(xì)長桿的軸向推力使閥芯組件處于工作位置一，此時流過換向閥內(nèi)部通道的動力氣源會使自動閥門處于正常閥位；當(dāng)介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力超過細(xì)長桿的臨界載荷時，細(xì)長桿失穩(wěn)，介質(zhì)壓力會推動閥芯組件，使閥芯組件動作至工作位置二，此時氣動執(zhí)行器會驅(qū)動開關(guān)閥自動動作，閥門將由正常閥位改變?yōu)榉钦ｉy位，從而實現(xiàn)了超壓工況下閥門的自動開啟或者關(guān)閉。在此應(yīng)用中，基于壓桿穩(wěn)定和壓桿失穩(wěn)原理設(shè)計的兩位多通道閥門實現(xiàn)了壓力變送器、電磁閥和控制系統(tǒng)三者的功能。
[0006]經(jīng)查，目前沒有以壓桿穩(wěn)定和壓桿失穩(wěn)原理為基礎(chǔ)設(shè)計的在超壓工況下自動動作的閥門。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門主要由氣動執(zhí)行器、主閥門、壓桿失穩(wěn)控制的兩位多通道換向閥、連通管和氣源管線等部件組成，其中連通管的功能是將主閥門的上游與兩位多通道換向閥的活塞腔相連通，使兩位多通道換向閥的閥芯組件承受來自自動閥門上游的壓力。
[0008]其中，壓桿失穩(wěn)控制的兩位多通道換向閥的主要部件包括桿帽1、桿籠2、細(xì)長桿
3、閥體4、閥芯組件5和端蓋6等。觸發(fā)兩位多通道換向閥的閥芯組件改變其工作位置進(jìn)而實現(xiàn)動力氣源換向的部件是細(xì)長桿6，其安裝于閥體4外部，一端與閥芯組件5相接，另一端與安裝于桿籠2的桿帽I相接。當(dāng)來自自動閥門上游的壓力低于設(shè)定點時，細(xì)長桿3承受的載荷小于臨界載荷而壓桿穩(wěn)定，細(xì)長桿的軸向推力使閥芯組件5處于工作位置一，此時流過換向閥內(nèi)部通道的動力氣源會使自動閥門處于正常閥位；當(dāng)來自自動閥門上游的壓力高于特定點時，細(xì)長桿3承受的載荷將超過臨界載荷而壓桿失穩(wěn)，此時其有效長度會瞬間大幅度變小，其作用在閥芯組件5上的推力會驟然降低，閥芯組件5在介質(zhì)壓力會推動下動作至工作位置二，此時自動閥門會自動動作，自動閥門將由正常閥位改變?yōu)榉钦ｉy位(若正常工況下自動閥門處于全開位，則超壓工況下自動閥門應(yīng)自動關(guān)閉，閥位變?yōu)槿P(guān)位；若正常工況下自動閥門處于全關(guān)位，則超壓工況下自動閥門應(yīng)自動開啟，閥位變?yōu)槿_位)，從而實現(xiàn)了超壓工況下閥門的自動開啟或者關(guān)閉。
[0009]閥芯組件5的一端位于閥體I外部，與導(dǎo)閥細(xì)長桿6相接；閥芯組件5的另外一端為活塞形部件，此活塞型部件與閥體I之間形成密封進(jìn)而形成活塞腔，活塞型部件將承受來自自動閥門上游的壓力；閥芯組件5的中間部分與閥體I之間設(shè)有多處密封元件，可在閥芯組件5與閥體I之間形成多個密封通道，通過改變閥芯組件5的工作位置，可以改變這些密封通道與閥體I上的進(jìn)出氣口之間的相對位置，從而改變動氣氣源的流通通道，達(dá)到使自動閥門開啟或關(guān)閉的目的。
[0010]在細(xì)長桿3發(fā)生壓桿失穩(wěn)而自動閥門自動動作且壓力管道內(nèi)的壓力恢復(fù)正常后，可以從閥體外部對閥芯組件5施加壓力，使其恢復(fù)至工作位置一，此時動力氣源的流通通道會發(fā)生改變，進(jìn)而使自動閥門恢復(fù)至其正常工況下的閥位。在自動閥門復(fù)位后，將細(xì)長桿3更換從而完成整個復(fù)位過程。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門的主要結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門采用雙作用執(zhí)行器且處于正常閥位時氣源管線與與執(zhí)行器和兩位多通道換向閥的接口以及動力氣源進(jìn)出執(zhí)行器的示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門采用雙作用執(zhí)行器時細(xì)長桿發(fā)生壓桿失穩(wěn)后動力氣源進(jìn)出執(zhí)行器的示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門采用單作用執(zhí)行器且處于正常閥位時氣源管線與與執(zhí)行器和兩位多通道換向閥的接口以及動力氣源進(jìn)出執(zhí)行器的示意圖；
[0015]圖5為本發(fā)明涉及的超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門采用單作用執(zhí)行器時細(xì)長桿發(fā)生壓桿失穩(wěn)后動力氣源進(jìn)出執(zhí)行器的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]超壓工況下由壓桿失穩(wěn)觸發(fā)動作的自動閥門，主要部件包括主閥門14、氣動執(zhí)行器13、氣源管線12、連通管10、桿帽1、桿籠2、細(xì)長桿3、閥體4、閥芯組件5和端蓋6，見圖1o
[0017]連通管10的功能是將主閥門14的上游與兩位多通道換向閥的活塞腔相連通，使兩位多通道換向閥的閥芯組件5承受來自自動閥門上游的壓力。
[0018]執(zhí)行器13可以是雙作用執(zhí)行器(執(zhí)行器設(shè)有兩個氣室，動力氣源可分別進(jìn)入兩個氣室，在兩個氣室的壓力產(chǎn)生的推力差值作用下主閥門動作)，也可以是單作用執(zhí)行器(執(zhí)行器僅設(shè)有一個氣室，另外還裝有彈簧，在動力氣源形成的推力和彈簧力之間的差值作用下主閥門動作)。
[0019]閥芯組件5位于閥體I外部的部分與細(xì)長桿6相接；閥芯組件5位于閥體I內(nèi)部的部分中包括一個活塞形部件，此活塞型部件與閥體I之間形成密封進(jìn)而形成活塞腔，活塞型部件將承受來自主閥門14下游的壓力；閥芯組件5另外一部分與閥體I之間設(shè)有多處密封元件，可在閥芯組件5與閥體I之間形成多個密封通道(所需要的密封通道數(shù)量根據(jù)所采用氣動執(zhí)行器13的類型而確定)，通過改變閥芯組件5的工作位置，可以改變這些密封通道與閥體I上