壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥瓣、閥座、閥桿、擋塊、閥蓋、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽、彈簧、滑桿和復(fù)位螺母等。其中細(xì)長(zhǎng)桿是此關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)或滑出實(shí)現(xiàn)了閥門的關(guān)斷。此關(guān)斷閥能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)管道內(nèi)壓力高于閥門高壓設(shè)定值和當(dāng)管道內(nèi)壓力低于閥門低壓設(shè)定值時(shí)都能夠及時(shí)關(guān)斷管道。其在管道壓力高于高壓設(shè)定值時(shí)，由細(xì)長(zhǎng)桿的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門的關(guān)斷；其在管道壓力低于低壓設(shè)定值時(shí)，由細(xì)長(zhǎng)桿的滑出觸發(fā)閥門的關(guān)斷。此關(guān)斷閥具有觸發(fā)精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高和復(fù)位方便等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣采輸井場(chǎng)中用于保障場(chǎng)站設(shè)備或輸氣管道安全的高壓低壓緊急關(guān)斷閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣采輸井場(chǎng)地面安裝有控制天然氣輸出的安全關(guān)斷閥。這是因?yàn)樯嫌喂艿?、閥門或設(shè)備的某些故障會(huì)引起管道壓力升高，從而對(duì)下游的管道或設(shè)備造成損害，甚至引發(fā)危險(xiǎn)；另外當(dāng)下游管道、閥門或設(shè)備的失效或破裂時(shí)，會(huì)引起管道壓力的降低，在這種情況下天然氣會(huì)排出到大氣中，既污染了大氣，又存在引起火災(zāi)和爆炸的隱患，并造成經(jīng)濟(jì)損失。井口安全關(guān)斷閥的作用是當(dāng)管道壓力升高到高壓設(shè)定值和當(dāng)管道壓力下降到低壓設(shè)定值時(shí)，都能及時(shí)關(guān)閉天然氣管道，從而保護(hù)設(shè)備，減少經(jīng)濟(jì)損失，減小安全隱患。
[0003]目前大多數(shù)井口安全關(guān)斷閥有兩種結(jié)構(gòu):第一種由兩個(gè)獨(dú)立的閥門串聯(lián)，一個(gè)閥門在高壓關(guān)斷，另一個(gè)閥門在低壓關(guān)斷；第二種由一個(gè)閥門和和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成，液壓控制系統(tǒng)的各個(gè)功能部件是分別獨(dú)立安裝的，部件與部件之間采用管線進(jìn)行連接，這樣一來(lái)，就造成了各部件之間的連接管線長(zhǎng)、連接接頭多的局面，使得潛在泄漏點(diǎn)明顯增多。另外，關(guān)斷閥本身的運(yùn)動(dòng)部件也較多，這些因素都會(huì)造成整個(gè)關(guān)斷閥系統(tǒng)的可靠性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥。此關(guān)斷閥能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)管道壓力高于高壓設(shè)定值和當(dāng)管道壓力低于低壓設(shè)定值時(shí)都能及時(shí)關(guān)斷管道。其在管道壓力高于高壓設(shè)定值時(shí)，由細(xì)長(zhǎng)桿的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門的關(guān)斷；其在管道壓力低于低壓設(shè)定值時(shí)；由細(xì)長(zhǎng)桿的滑出觸發(fā)閥門的關(guān)斷。此緊急關(guān)斷閥具有觸發(fā)精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好和復(fù)位方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體、閥瓣、閥座、閥桿、擋塊、閥蓋、細(xì)長(zhǎng)桿、桿籠、桿帽、彈簧、滑桿和復(fù)位螺母等。閥門的工作原理如下:閥桿受到閥體內(nèi)外壓差的作用，產(chǎn)生一個(gè)向上的軸向力。此軸向力通過(guò)細(xì)長(zhǎng)桿傳遞到滑桿上，使細(xì)長(zhǎng)桿上端與滑桿接觸，并產(chǎn)生摩擦力。正常工況下，細(xì)長(zhǎng)桿的固有軸向力能夠支撐閥桿的軸向力，達(dá)到二力平衡。同時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿上端與滑桿之間的摩擦力足以抵抗彈簧對(duì)滑桿的回彈力，使滑桿靜止不動(dòng)，此時(shí)閥門保持打開(kāi)狀態(tài)。在非正常工況下，當(dāng)管道壓力超過(guò)閥門高壓設(shè)定值時(shí)，閥桿在閥體內(nèi)外壓差的作用下產(chǎn)生的軸向力大于細(xì)長(zhǎng)桿固有的軸向支撐力。此時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿發(fā)生失穩(wěn)，同時(shí)閥桿在內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣進(jìn)入閥座形成密封，從而關(guān)閉閥門。當(dāng)管道壓力低于閥門低壓設(shè)定值時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿上端與滑桿之間的摩擦力小于彈簧對(duì)滑桿的回彈力，滑桿向右滑動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)桿穿過(guò)滑桿上的孔，滑入桿帽上端。此時(shí)閥桿失去了細(xì)長(zhǎng)桿的支撐力，在內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣進(jìn)入閥座形成密封，從而關(guān)閉閥門。其中細(xì)長(zhǎng)桿是此關(guān)斷閥的觸發(fā)部件，細(xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)或滑出實(shí)現(xiàn)了閥門的關(guān)斷。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
[0008]1.壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)管道壓力超過(guò)高壓設(shè)定值或低于低壓設(shè)定值時(shí)都能夠關(guān)斷閥門；
[0009]2.壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥采用細(xì)長(zhǎng)桿作為觸發(fā)部件，因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)桿的失穩(wěn)遵循歐拉公式，所以本發(fā)明在管道壓力高于高壓設(shè)定值時(shí)具有較高的觸發(fā)精度。
[0010]3.壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件一閥桿和滑桿，而且閥桿和滑桿只做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)可靠性和密封可靠性較高。
[0011]4.壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥關(guān)斷后的復(fù)位過(guò)程也就是細(xì)長(zhǎng)桿的更換或復(fù)位過(guò)程。整個(gè)過(guò)程操作時(shí)間短，無(wú)需特殊工具，簡(jiǎn)單易行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明涉及的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥的主要結(jié)構(gòu)；
[0013]附圖2為本發(fā)明涉及的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥在正常工況下工作時(shí)的示意圖；
[0014]附圖3為本發(fā)明涉及的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥在壓力高于設(shè)定值而觸發(fā)關(guān)斷時(shí)的意圖；
[0015]附圖4為本發(fā)明涉及的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥在壓力低于設(shè)定值而觸發(fā)關(guān)斷時(shí)的意圖；
[0016]附圖5為本發(fā)明涉及的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥復(fù)位時(shí)的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體1、閥瓣2、閥座3、閥桿4、擋塊5、閥蓋6、細(xì)長(zhǎng)桿7、桿籠8、桿帽9、彈簧10、滑桿11和復(fù)位螺母12等。如圖1所示。其中細(xì)長(zhǎng)桿7是壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥的觸發(fā)部件。
[0018]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是:桿帽9上開(kāi)有徑向孔，滑桿11可以從此孔中間穿過(guò)?；瑮U11 一端裝有彈簧10，另外滑桿11中間開(kāi)有徑向孔，此孔的尺寸正好能使細(xì)長(zhǎng)桿7通過(guò)。滑桿11另一端帶有螺紋，并裝有復(fù)位螺母12。細(xì)長(zhǎng)桿7的下端和閥桿4相接，上端頂在滑桿11上。閥桿4 一端在閥體I外頂在細(xì)長(zhǎng)桿7上，另一端穿過(guò)閥蓋6、擋塊5和閥座3，并與閥瓣2連接。閥體I內(nèi)外的壓差作用在閥桿4上，會(huì)形成一個(gè)作用在閥桿4上的向上的軸向力。
[0019]在正常工況下，管道內(nèi)壓力處于正常水平，閥桿4加載在細(xì)長(zhǎng)桿7上的軸向載荷小于細(xì)長(zhǎng)桿的壓桿失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿7保持壓桿穩(wěn)定，細(xì)長(zhǎng)桿7能夠支撐住閥桿4，同時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿7上端與滑桿11之間的摩擦力足以抵抗彈簧10對(duì)滑桿11的回彈力，使滑桿11靜止不動(dòng)。此時(shí)，介質(zhì)可以通過(guò)閥體I內(nèi)閥桿4和閥座3之間的空腔流向下游管道，閥門保持打開(kāi)狀態(tài)。如圖2所示。
[0020]在非正常工況下，當(dāng)管道壓力超過(guò)閥門高壓設(shè)定值時(shí)，閥桿4在閥體內(nèi)外壓差的作用下加載在細(xì)長(zhǎng)桿7上的載荷大于細(xì)長(zhǎng)桿7的壓桿失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿7發(fā)生壓桿失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間變小，閥桿4在閥體I內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣2進(jìn)入閥座3形成密封，從而關(guān)閉閥門。如圖3所示。
[0021]在非正常工況下，當(dāng)管道壓力低于閥門低壓設(shè)定值時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿7上端與滑桿11之間的摩擦力小于彈簧10對(duì)滑桿11的回彈力，滑桿11向右滑動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)桿7穿過(guò)滑桿11上的孔，滑入桿帽9上端。此時(shí)閥桿4失去了細(xì)長(zhǎng)桿7的支撐力，在內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣2進(jìn)入閥座3形成密封，從而關(guān)閉閥門。如圖4所示。
[0022]壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥的復(fù)位可按如下步驟進(jìn)行:(I)關(guān)閉上游管道的閥門，卸除閥門內(nèi)部的壓力；(2)擰下桿帽9，將復(fù)位螺母12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，將彈簧10壓縮；(3)將閥桿4向下推，安裝符合要求的細(xì)長(zhǎng)桿7，擰緊桿帽9 ; (4)檢查無(wú)誤后，打開(kāi)上游管道閥門；(5)將復(fù)位螺母12逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至端部，此時(shí)壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥就復(fù)位到正常工作狀態(tài)了。如圖5所示。
[0023]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特種和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0024]本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可以被其它等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0025]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其主要部件包括閥體(I)、閥瓣(2)、閥座⑶、閥桿⑷、擋塊(5)、閥蓋(6)、細(xì)長(zhǎng)桿(7)、桿籠(8)、桿帽(9)、彈簧(10)、滑桿(11)和復(fù)位螺母(12)，其特征在于:當(dāng)管道壓力高于高壓設(shè)定值時(shí)由細(xì)長(zhǎng)桿(7)的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)閥門的關(guān)斷，在管道壓力低于低壓設(shè)定值時(shí)由細(xì)長(zhǎng)桿(7)的滑出觸發(fā)閥門的關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其中當(dāng)管道壓力超過(guò)閥門高壓設(shè)定值時(shí)，在閥體內(nèi)外壓差的作用下，閥桿4加載在細(xì)長(zhǎng)桿(7)上的載荷大于細(xì)長(zhǎng)桿(7)的壓桿失穩(wěn)臨界載荷，細(xì)長(zhǎng)桿(7)發(fā)生壓桿失穩(wěn)，其有效長(zhǎng)度會(huì)瞬間變小，閥桿⑷在閥體(I)內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣(2)進(jìn)入閥座(3)形成密封，從而關(guān)閉閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓桿觸發(fā)型高壓低壓緊急關(guān)斷閥，其中當(dāng)管道壓力低于閥門低壓設(shè)定值時(shí)，細(xì)長(zhǎng)桿(7)上端與滑桿(11)之間的摩擦力小于彈簧(10)對(duì)滑桿(11)的回彈力，滑桿(11)向右滑動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)桿(7)穿過(guò)滑桿(11)上的孔，滑入桿帽(9)上端，此時(shí)閥桿(4)失去了細(xì)長(zhǎng)桿(7)的支撐力，在內(nèi)外壓差的推動(dòng)下向上移動(dòng)，使閥瓣(2)進(jìn)入閥座(3)形成密封，從而關(guān)閉閥門。
【文檔編號(hào)】F16K17/02GK103486305SQ201210189743
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】劉海亮, 王磊, 王福凱 申請(qǐng)人:劉海亮, 王磊, 王福凱