適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門制造技術

本實用新型專利技術是一種適用于低壓工況的由細長壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其主要部件包括下游管道、角行程閥門、上游管道、引壓管、活塞、活塞桿、活塞缸、頂桿、頂桿導向器、細長桿、桿帽、桿帽夾持器、搖臂、搖臂中樞、止位器、閥桿、閥桿驅動器、執行器推桿、執行器彈簧、執行器支點，其中細長桿是該自動閥門的核心觸發部件，其具有直線穩定和失穩彎曲兩種工作狀態，并決定整個自動閥門處于何種閥位。當細長桿保持直線穩定狀態時，其通過頂桿作用在搖臂上的反推力與活塞通過活塞桿作用在搖臂上的推力共同維持搖臂處于平衡狀態，搖臂利用其特殊設計的鎖止結構將閥桿驅動器卡住，角行程閥門處于正常閥位；當細長桿發生失穩彎曲時，其對搖臂的反推力瞬間減小，活塞和活塞桿在介質壓力作用下推動搖臂圍繞搖臂中樞旋轉，釋放對閥桿驅動器的約束作用，閥桿驅動器在執行器彈簧和執行器推桿作用下旋轉，進而帶動閥桿將角行程閥門由正常閥位改變為非正常閥位。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種閥門，更具體的涉及一種在低壓或超低壓工況下能夠自動開啟或關閉的閥門。
技術介紹
為了保護壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備，經常需要設置在超壓工況下能夠自動開啟或關閉的閥門。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，當壓力超過設定值時，控制系統會自動發出指令使閥門開啟或者關閉。使用壓力變送器和控制系統共同實現超壓工況下自動啟閉閥門的主要潛在風險在于，如果壓力變送器失效，或者壓力變送器與控制系統之間的信號傳輸出現問題，或者控制系統與閥門之間的信號傳輸出現問題，就可能出現壓力已經超過設定值，閥門卻未如期動作的情形，給壓力管道、壓力容器以及它們上下游的裝置與設備帶來威脅。本專利技術主要由閥桿驅動器、角行程閥門、搖臂、搖臂中樞、止位器、活塞、活塞桿、頂桿、頂桿導向器、細長桿、桿帽、桿帽夾持器和引壓管組成。其中細長桿是控制整個自動閥門開啟或關閉的核心觸發部件，該觸發部件的設計基于壓桿穩定和壓桿失穩的原理。細長桿的軸線與桿帽、頂桿、活塞桿的軸線在同一條直線上。活塞承受來自上游管道內的介質壓力，此壓力載荷經過活塞桿、搖臂和頂桿加載在細長桿上。當加載于細長桿上的軸向作用力低于細長桿的臨界載荷時，細長桿處于直線穩定狀態，細長桿的軸向反推力傳遞至頂桿，并與介質經活塞作用到活塞桿上的推力共同維持搖臂處于平衡狀態，閥桿驅動器對搖臂的反推力經過搖臂中樞中心，因而對搖臂的旋轉力臂為零，不影響搖臂平衡。此時，搖臂不會發生旋轉，其通過特殊設計的鎖止結構將閥桿驅動器卡住，角行程閥門處于正常閥位；當加載于細長桿上的軸向作用力超過細長桿的臨界載荷時，細長桿失穩彎曲而喪失承載能力，細長桿作用在頂桿上的軸向反推力消失，介質壓力會推動活塞和活塞桿移動，并推動具有特殊鎖止結構的搖臂圍繞搖臂中樞旋轉，直至搖臂失去對閥桿驅動器的約束作用。此時，閥桿驅動器在執行器彈簧和執行器推桿作用下旋轉，進而帶動閥桿將角行程閥門由正常閥位改變為非正常閥位，從而實現了超壓工況下閥門的自動開啟或者關閉。在此應用中，基于壓桿穩定和壓桿失穩原理設計的核心觸發部件細長桿與活塞、活塞桿、頂桿、頂桿導向器、桿帽、桿帽夾持器、搖臂、搖臂中樞等部件協同作用，實現了壓力變送器和控制系統兩者的功能，整個系統無需傳感器和信號傳輸，設計簡單，安全可靠，尤其適用于低壓或超低壓等介質動力較弱的工況。
技術實現思路
本專利技術涉及的超壓時由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其主要由閥桿驅動器、角行程閥門、搖臂(帶有特殊設計的鎖止結構)、搖臂中樞、止位器、活塞、活塞桿、頂桿、頂桿導向器、桿帽、桿帽夾持器、細長桿和引壓管組成。其中，引壓管的功能是將角行程閥門的上游管道與活塞缸壓力腔相連通，使活塞承受來自角行程閥門上游管道內的介質壓力。其中，細長桿是控制整個自動閥門開啟或關閉的核心觸發部件，該觸發部件的設計基于壓桿穩定和壓桿失穩的原理，具有直線穩定和失穩彎曲兩個工作狀態，并決定自動閥門處于正常或非正常閥位，其一端與頂桿相連，另一端與安裝于桿帽夾持器內的桿帽相接。其中，搖臂具有特殊設計的鎖止結構，其與閥桿驅動器的接觸面是以搖臂中樞的旋轉中心為圓心的圓弧面。閥桿驅動器對搖臂的作用力會通過搖臂中樞的旋轉中心，所以閥桿驅動器作用在搖臂上的作用力對搖臂的旋轉力臂是零，其不會引起搖臂的轉動。即使當搖臂主動做微小旋轉運動時，閥桿驅動器也不會產生任何轉動。另外，搖臂上設計了溝槽，而且溝槽寬度大于閥桿驅動器上與其接觸的部位寬度，當搖臂圍繞搖臂中樞旋轉一定角度后，閥桿驅動器上被搖臂卡住的部位會從搖臂的溝槽中滑出，直至搖臂釋放對閥桿驅動器的約束作用。此時，閥桿驅動器在執行器推桿和執行器彈簧作用下旋轉，進而帶動閥桿改變角行程閥門的閥位。其中，由執行器推桿、執行器彈簧和執行器支點組成的執行器機構，其作用在于當搖臂圍繞搖臂中樞旋轉一定角度并釋放對閥桿驅動器的約束時推動閥桿驅動器的轉動。所有可為閥桿驅動器提供旋轉扭矩的機構，或者角行程閥門的偏心閥瓣結構受到介質作用力的主動旋轉均可以在本專利中采用，而不局限于本專利中作為示意使用的推桿、彈簧和撥叉結構。當角行程閥門上游管道內介質壓力低于設定壓力，即活塞缸壓力腔內的壓力低于設定壓力時，細長桿承受的軸向載荷小于其臨界載荷而保持壓桿直線穩定，細長桿的軸向反推力傳遞至頂桿，并與介質壓力經活塞傳遞到活塞桿上的推力共同維持搖臂處于平衡狀態，閥桿驅動器對搖臂的反推力經過搖臂中樞中心，對搖臂的旋轉力臂是零，不影響搖臂平衡。此時搖臂不會發生旋轉，其通過特殊設計的圓弧面鎖止結構將閥桿驅動器卡住，角行程閥門處于正常閥位。當角行程閥門上游管道內介質壓力高于設定壓力，即活塞缸壓力腔內的壓力高于設定壓力時，細長桿承受的軸向壓縮載荷將超過其臨界載荷，其將發生壓桿失穩而喪失承載能力。此時，細長桿作用在頂桿上的反推力會驟然降低，介質壓力會推動活塞和活塞桿移動，并推動搖臂圍繞搖臂中樞轉動。當搖臂圍繞搖臂中樞旋轉一定角度后，閥桿驅動器上被搖臂卡住的部位會從搖臂上特殊設計的溝槽中滑出，直至搖臂失去對閥桿驅動器的約束作用。此時，閥桿驅動器在執行器彈簧和執行器推桿作用下旋轉，進而帶動閥桿將角行程閥門由正常閥位
改變為非正常閥位(若正常工況下角行程閥門處于全開位，則超壓工況下角行程閥門應自動關閉，閥位變為全關位；若正常工況下角行程閥門處于全關位，則超壓工況下角行程閥門應自動開啟，閥位變為全開位)，從而實現了超壓時閥門的自動開啟或者關閉。附圖說明圖1為本專利技術涉及的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門的主要結構圖；圖2為本專利技術涉及的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門正常狀態時的示意圖；圖3為本專利技術涉及的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門觸發時的示意圖；圖4為本專利技術涉及的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門完成觸發后的示意圖；圖5為本專利技術涉及的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門所使用搖臂結構的示意圖；具體實施方式適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，具體而言其主要部件包括下游管道1、角行程閥門2、上游管道3、引壓管4、活塞5、活塞桿6、活塞缸7、頂桿8、頂桿導向器9、細長桿10、桿帽11、桿帽夾持器12、搖臂13、搖臂中樞14、止位器15、閥桿16、閥桿驅動器17、執行器推桿18、執行器彈簧19和執行器支點20。其中細長桿10是整個適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門的核心觸發部件，該核心觸發部件是基于壓桿穩定和壓桿失穩原理設計，具有直線穩定和失穩彎曲兩個工作狀態，相應決定自動閥門處于開啟或關閉閥位。細長桿10一端與頂桿8相連，另一端與安裝于桿帽夾持器12中的桿帽11相接。當細長桿10發生失穩彎曲時，喪失其直線穩定狀態，并進而觸發角行程閥門2由正常閥位改變為非正常閥位。其中角行程閥門2控制著上游管道3和下游管道1內介質的流通。其中引壓管4的功能是將角行程閥門2的上游管道3與活塞缸7相連通，使活塞5承受來自上游管道3內的介質壓力。其中活塞5通過活塞桿6與搖臂13相連，當活塞5在介質壓力作用下作直線運動時，可以通過活塞桿6推動搖臂13圍繞搖臂中樞14旋轉，釋放對閥桿驅動器17的約束作用，閥桿驅本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其主要部件包括下游管道(1)、角行程閥門(2)、上游管道(3)、引壓管(4)、活塞(5)、活塞桿(6)、活塞缸(7)、頂桿(8)、頂桿導向器(9)、細長桿(10)、桿帽(11)、桿帽夾持器(12)、搖臂(13)、搖臂中樞(14)、止位器(15)、閥桿(16)、閥桿驅動器(17)、執行器推桿(18)、執行器彈簧(19)、執行器支點(20)，該自動閥門的特征在于：細長桿(10)是決定整個自動閥門是否動作的核心觸發部件，當細長桿(10)保持直線穩定狀態時，角行程閥門(2)處于正常閥位；當細長桿(10)發生失穩彎曲時，觸發角行程閥門(2)由正常閥位改變為非正常閥位。

【技術特征摘要】
1.一種適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其主要部件包括下游管道(1)、角行程閥門(2)、上游管道(3)、引壓管(4)、活塞(5)、活塞桿(6)、活塞缸(7)、頂桿(8)、頂桿導向器(9)、細長桿(10)、桿帽(11)、桿帽夾持器(12)、搖臂(13)、搖臂中樞(14)、止位器(15)、閥桿(16)、閥桿驅動器(17)、執行器推桿(18)、執行器彈簧(19)、執行器支點(20)，該自動閥門的特征在于：細長桿(10)是決定整個自動閥門是否動作的核心觸發部件，當細長桿(10)保持直線穩定狀態時，角行程閥門(2)處于正常閥位；當細長桿(10)發生失穩彎曲時，觸發角行程閥門(2)由正常閥位改變為非正常閥位。2.根據權利要求1所述的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其中細長桿(10)一端與頂桿(8)相接，另一端與安裝于桿帽夾持器(12)內的桿帽(11)相接，且細長桿(10)、桿帽(11)、頂桿(8)和活塞桿(6)的軸線在同一條直線上。3.根據權利要求1所述的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其中引壓管(4)將上游管道(3)與活塞缸(7)的壓力腔相連通，使活塞(5)承受來自上游管道(3)內的介質壓力。4.根據權利要求1所述的適用于低壓工況的由壓桿失穩觸發動作的自動閥門，其中搖臂(13)一端固定在搖臂中樞(14)上，能夠繞搖臂中樞(14)在一定范圍內作旋轉運動；搖臂(13)上表面與頂桿(8)相接觸，下表面與活塞桿(6)相接觸；活塞桿(6)和頂桿(8)作用在搖臂(13)上的推力不平衡時，可推動搖臂(13)圍繞搖臂中樞(14)旋轉；搖臂(13)與閥桿驅動器(17)的接觸面是以搖臂中樞14的旋轉中心為圓心的圓弧面；搖臂(13)上設計的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：江蘇瑞朗博機械設備有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32