一種自力式安全截斷閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及流體管道緊急切斷【技術領域】，具體地說是一種自力式安全截斷閥，包括感應元件(1)、執(zhí)行機構和關斷閥，執(zhí)行機構包括外殼(2)以及設置在外殼(2)內的壓縮彈簧(3)和杠桿組件，感應元件(1)安裝在外殼(2)的上端面上，感應元件(1)的上端通過取壓管連接被監(jiān)控管道，感應元件(1)的下端與壓縮彈簧(3)上端相連，壓縮彈簧(3)下端連接杠桿組件，杠桿組件的另一端與關斷閥的閥桿(8)相連；本實用新型同現(xiàn)有技術相比，結構新穎、簡單，設計合理，實現(xiàn)了通過一臺安全截斷閥即可同時監(jiān)控同一條管道上的兩級減壓閥后的壓力，且在不犧牲安全的前提下可大大降低投資成本及操作維護成本，節(jié)約了安裝空間。
【專利說明】—種自力式安全截斷閥
[【技術領域】]
[0001]本實用新型涉及流體管道緊急切斷【技術領域】，具體地說是一種能同時防止同一條管道上的兩個不同壓力級管道超壓的自力式安全截斷閥。
[【背景技術】]
[0002]在一些工業(yè)管道系統(tǒng)中，有時需要將較高的來氣壓力調低至下游用氣設備所需要的較低的用氣壓力，這種工況往往需要在管道系統(tǒng)中加裝減壓閥來實現(xiàn)上述目標。由于減壓閥的上游管道承受的是較高的來氣壓力，通常管道的設計壓力會高，可暫且將其稱之為高壓管道，而氣體經(jīng)過減壓閥后，氣體的壓力會有降低，通常為了保證工程的經(jīng)濟性，調壓閥下游的管道設計壓力要低，可暫且稱之為低壓管道。這種工況中，如果減壓閥一旦出現(xiàn)故障，不能正常減壓，高壓氣體將會直接作用到下游的低壓管道，導致下游設備損壞，甚至會導致低壓管道爆裂，造成重大安全事故。
[0003]為了避免類似事故發(fā)生，通常在減壓閥前，至少需要設置一臺自力式安全截斷閥，從而當下游管道超壓，達到安全截斷閥提前設定好的關斷值時，該自力式安全截斷閥會迅速關斷，以切斷上游來氣，從而保證下游管道及設備的安全，通常配置如附圖6所示。
[0004]然而，目前國內自力式安全截斷閥都是采用一對一的監(jiān)控方式，即一臺自力式安全截斷閥只能監(jiān)控一級減壓閥的出口壓力。而面對一些比較苛刻的工況，一級減壓無法將較高來氣壓力減到下游用氣設備所需要的較低的用氣壓力，此時往往需要加裝兩級或更多級減壓閥，以達到最終所需壓力的目的。通常的做法是，需在每級減壓閥前均要加裝至少一臺自力式安全截斷閥，如附圖7所示。眾所周知，此方案存在諸多缺點，如投資成本大，占地空間大，維修維護的成本高等。因此，若能提供一種可同時防止同一條管道上的兩個不同壓力級管道超壓的自力式安全截斷閥，將具有非常重要的意義。
[實用新型內容]
[0005]本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種自力式安全截斷閥，實現(xiàn)了通過一臺安全截斷閥即可同時監(jiān)控同一條管道上的兩級減壓閥后的壓力，且在不犧牲安全的前提下可大大降低了投資成本及操作維護成本，節(jié)約了安裝空間。
[0006]為實現(xiàn)上述目的設計一種自力式安全截斷閥，包括感應元件1、執(zhí)行機構和關斷閥，所述執(zhí)行機構包括外殼2以及設置在外殼2內的壓縮彈簧3和杠桿組件，所述感應元件I安裝在外殼2的上端面上，所述感應元件I的上端通過取壓管連接被監(jiān)控管道，所述感應元件I的下端與壓縮彈簧3上端相連，所述壓縮彈簧3下端連接杠桿組件，所述杠桿組件的另一端與關斷閥的閥桿8相連。
[0007]所述感應元件I與杠桿組件均設置有兩組，所述外殼2為左右對稱式結構，所述感應元件I左右對稱設置在外殼2上，所述杠桿組件左右對稱設置在外殼2內。
[0008]所述感應元件I包括壓力傳感器4以及設置在壓力傳感器4內的平衡皮膜5，所述壓力傳感器4內平衡皮膜5的上方通過取壓管連接被監(jiān)控管道，所述平衡皮膜5的下方連接壓縮彈簧3。
[0009]所述關斷閥包括閥體6、閥芯7和閥桿8，所述閥體6上設有進口 9和出口 10，所述閥體6的進口 9與出口 10之間設有閥芯7，所述閥芯7連接在閥桿8的下端，所述閥芯7上方加裝有預緊彈簧11，所述閥芯7在預緊彈簧11的作用下關斷閥口。
[0010]所述杠桿組件包括控制桿12、樞軸一 13、銷釘14、平衡桿15、樞軸二 16、開關桿17和開關桿手柄18，所述控制桿12的一端與壓縮彈簧3相連，所述控制桿12的中部連接在樞軸一 13上，所述控制桿12圍繞樞軸一 13轉動式連接，所述控制桿12的另一端連接樞軸二 16，所述平衡桿15安裝在樞軸二 16上，所述平衡桿15圍繞樞軸二 16轉動式連接，所述開關桿手柄18下端連接平衡桿15，所述開關桿手柄18上端連接開關桿17，所述開關桿17與關斷閥的閥桿8相連。
[0011]所述開關桿17的安裝軸上設置有月牙形截面，所述月牙形截面用于支撐連接桿19，所述連接桿19的下端連接閥桿8。
[0012]所述感應元件I處設置有緊急按鈕20，所述緊急按鈕20包括由上至下依次連接的緊急按鈕彈簧21、緊急按鈕套筒22和定位環(huán)27，所述緊急按鈕套筒22內設有緊急按鈕桿23，所述緊急按鈕桿23的下端與感應元件I的上端相連接。
[0013]所述連接桿19的上端處設有復位手柄24。
[0014]本實用新型同現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0015](I)感應元件不同于現(xiàn)有通過取壓管將被監(jiān)控管道內介質的壓力時時的采集到感應元件上，而是通過純機械式設計，使得管道內壓力的升高/降低變化將導致感應元件發(fā)生位移，由感應元件將位移傳遞給執(zhí)行機構，使執(zhí)行機構動作，感應更加靈敏和安全；
[0016](2)關斷閥在預緊彈簧的作用下向閥口方向運動，以將閥口關閉，截斷管道來氣，該關斷閥截斷運動方向與氣流輸入方向一致，從而氣流的流動將促進關斷閥的截斷管道氣流，使得截斷更加安全；
[0017](3)采用對稱式結構設計，一方面保證了安全截斷閥的安全，同時該對稱式結構設計還有助于一套或兩套感應元件、執(zhí)行機構的選擇安裝使用，保證了產(chǎn)品安全和兩級監(jiān)控；
[0018]綜上，本實用新型所述的自力式安全截斷閥能夠通過一臺閥同時監(jiān)控兩級減壓閥后的壓力，如附圖8所示，當兩級減壓閥后的任何一級下游管道超壓，達到安全截斷閥提前設定好的關斷值時，該自力式安全截斷閥均會迅速關斷，以切斷上游來氣，從而保證下游管道及設備的安全。同時，純機械式結構和設計，提供了產(chǎn)品的監(jiān)測反應靈敏性和可靠性，在天然氣的應用和推廣中起到安全保障的作用，能夠促進天然氣大規(guī)模安全應用。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0019]圖1是本實用新型中單感應元件和執(zhí)行機構的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型中雙感應元件和執(zhí)行機構的結構示意圖；
[0021]圖3是本實用新型設有雙感應元件的整體結構示意圖一；
[0022]圖4是本實用新型設有雙感應兀件的整體結構不意圖_■；
[0023]圖5是本實用新型中緊急按鈕的結構示意圖；
[0024]圖6是現(xiàn)有安全截斷閥的配置示意圖一；
[0025]圖7是現(xiàn)有安全截斷閥的配置示意圖二 ；
[0026]圖8是本實用新型所述自力式安全截斷閥的配置示意圖；
[0027]圖中:1、感應元件2、外殼3、壓縮彈簧4、壓力傳感器5、平衡皮膜6、閥體7、閥芯8、閥桿9、進口 10、出口 11、預緊彈簧12、控制桿13、樞軸一 14、銷釘15、平衡桿16、樞軸二17、開關桿18、開關桿手柄19、連接桿20、緊急按鈕21、緊急按鈕彈簧22、緊急按鈕套筒23、緊急按鈕桿24、復位手柄25、閥體二 26、閘板27、定位環(huán)。
[【具體實施方式】]
[0028]下面結合附圖對本實用新型作以下進一步說明:
[0029]如附圖所示，本實用新型包括:感應元件1、執(zhí)行機構和關斷閥，執(zhí)行機構包括外殼2以及設置在外殼2內的壓縮彈簧3和杠桿組件，感應元件I安裝在外殼2的上端面上，感應元件I的上端通過取壓管連接被監(jiān)控管道，感應元件I的下端與壓縮彈簧3上端相連，壓縮彈簧3下端連接杠桿組件，杠桿組件的另一端與關斷閥的閥桿8相連；該感應元件I與杠桿組件均可設置有兩組，外殼2為左右對稱式結構，感應元件I左右對稱設置在外殼2上，杠桿組件左右對稱設置在外殼2內。
[0030]本實用新型中，感應元件I包括壓力傳感器4以及設置在壓力傳感器4內的平衡皮膜5，壓力傳感器4內平衡皮膜5的上方通過取壓管連接被監(jiān)控管道，平衡皮膜5的下方連接壓縮彈簧3 ;關斷閥包括閥體6、閥芯7和閥桿8，如附圖3所示，閥體6上設有進口 9和出口 10，閥體6的進口 9與出口 10之間設有閥芯7，閥芯7連接在閥桿8的下端，閥芯7上方加裝有預緊彈簧11，閥芯7在預緊彈簧11的作用下關斷閥口 ；附圖4中，為關斷閥的另一種結構，即直通平板閘閥，該關斷閥包括閥體二 25、閥板26和閥桿8 ;杠桿組件包括控制桿12、樞軸一 13、銷釘14、平衡桿15、樞軸二 16、開關桿17和開關桿手柄18，控制桿12的一端與壓縮彈簧3相連，控制桿12的中部連接在樞軸一 13上，控制桿12圍繞樞軸一 13轉動式連接，控制桿12的另一端連接樞軸二 16，平衡桿15安裝在樞軸二 16上，平衡桿15圍繞樞軸二 16轉動式連接，開關桿手柄18下端連接平衡桿15，開關桿手柄18上端連接開關桿17，開關桿17與關斷閥的閥桿8相連，開關桿17的安裝軸上設置有月牙形截面，月牙形截面用于支撐連接桿19，連接桿19的下端連接閥桿8，連接桿19的上端處設有復位手柄24 ；感應元件I處設置有緊急按鈕20，緊急按鈕20包括由上至下依次連接的緊急按鈕彈簧21、緊急按鈕套筒22和定位環(huán)27，緊急按鈕套筒22內設有緊急按鈕桿23，緊急按鈕桿23的下端與感應元件I的上端相連接。
[0031]本實用新型能夠通過一臺自力式安全截斷閥同時監(jiān)控兩級減壓閥后的壓力，該產(chǎn)品由感應元件、執(zhí)行機構和關斷閥三部分組成。其中，感應元件用于感應被監(jiān)控管道內介質的壓力(通過取壓管將被監(jiān)控管道內介質的壓力時時的采集到感應元件上)，管道內壓力的升高/降低變化將導致感應元件發(fā)生位移，感應元件將微移傳遞給執(zhí)行機構，使執(zhí)行機構動作。執(zhí)行機構與感應元件相連，當感應元件動作時將導致執(zhí)行機構的掛鉤(杠桿組件)脫扣，由執(zhí)行機構控制關斷閥動作。關斷閥與管道內介質直接接觸，當執(zhí)行機構脫扣時，關斷閥在彈簧的作用下向閥口方向運動，將閥口關閉，截斷管道來氣。
[0032]本實用新型的切斷動作原理為:感應元件感受到管道中氣體的壓力后，將該壓力與設定壓縮彈簧壓力進行比較，若平衡被破壞，則感應元件將使執(zhí)行機構中的杠桿組件脫扣，從而關斷閥在預緊彈簧的作用下將閥口關閉，達到切斷氣流的目的。如附圖1和附圖2所示，當壓力傳感器中的管道中壓力PO大于由壓縮彈簧所設定的最大值時，平衡皮膜被打破平衡，在介質壓力作用向下運動，控制桿圍繞樞軸一轉動，銷釘則被推著向上運動，而平衡桿圍繞樞軸二向右順時針旋轉，因此平衡桿不再支撐開關桿手柄，開關桿手柄繞著自身的軸轉動。開關桿的軸有一部分是月牙形截面，該月牙形截面是閥的支撐點。對于執(zhí)行機構而言，該截面則是連接桿的支撐點，連接桿用來釋放閥桿。當開關桿旋轉90度時，通過安裝在閥體上的復位手柄可以將閥關閉。閥芯在預緊彈簧的彈力和介質流向作用下，迅速關斷來氣。
[0033]該產(chǎn)品在執(zhí)行機構設計上非常獨特，與國內現(xiàn)有產(chǎn)品有本質區(qū)別，其外框形狀尺寸、外框的材質以及結構都是經(jīng)過精心設計和反復驗證才最終確定，其外框的形狀以及材質將會影響安全截斷閥的設定精度。而執(zhí)行機構的結構可根據(jù)用戶需求配備一個感應元件及一套執(zhí)行機構(如附圖1)，也可同時配備兩個不同壓力級的感應元件及兩套執(zhí)行機構(如圖2)，配備一個感應元件和一套執(zhí)行機構就能監(jiān)控一級管道的壓力，而配備兩個不同壓力級的感應元件及兩套執(zhí)行機構就能同時監(jiān)控同一條管道上的兩個不同壓力級管道內的壓力，當任何一級管道內壓力超出預先設定好的安全截斷閥的截斷值時，截斷閥均會迅速截斷來氣，保護下游管道及設備的安全。該產(chǎn)品采用模塊化的設計方案，可根據(jù)用戶需求和現(xiàn)場的工況參數(shù)進行多種組合。
[0034]本實用新型可配置不同的閥體，實現(xiàn)不同的用途。例如:在一些天然氣分輸站場，安全截斷閥只需要往下游分輸，因此安全截斷閥的閥體選擇高進低出的單向閥體即可，這樣更加安全。而有些儲配站需要雙向進氣，當下游用戶用氣量少時，可將氣體儲存在罐區(qū)里，天然氣從閥門的a 口進入，當下游用戶用氣量增加時，管網(wǎng)來氣滿足不了用氣需求時，罐區(qū)里儲備的氣要從閥門b 口進入，因此這個閥體要佩戴雙向流通的閥體。這兩種閥芯的上方均加裝有預緊彈簧，當執(zhí)行機構脫鉤，連接閥芯的桿被釋放，閥芯在彈簧預緊力的作用下迅速關斷閥口。
[0035]本實用新型并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種自力式安全截斷閥，其特征在于:包括感應元件(I)、執(zhí)行機構和關斷閥，所述執(zhí)行機構包括外殼(2)以及設置在外殼(2)內的壓縮彈簧(3)和杠桿組件，所述感應元件(1)安裝在外殼(2)的上端面上，所述感應元件(I)的上端通過取壓管連接被監(jiān)控管道，所述感應元件(I)的下端與壓縮彈簧(3)上端相連，所述壓縮彈簧(3)下端連接杠桿組件，所述杠桿組件的另一端與關斷閥的閥桿(8)相連。
2.如權利要求1所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述感應元件(I)與杠桿組件均設置有兩組，所述外殼(2)為左右對稱式結構，所述感應元件(I)左右對稱設置在外殼(2)上，所述杠桿組件左右對稱設置在外殼(2)內。
3.如權利要求1或2所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述感應元件(I)包括壓力傳感器(4)以及設置在壓力傳感器(4)內的平衡皮膜(5)，所述壓力傳感器(4)內平衡皮膜(5)的上方通過取壓管連接被監(jiān)控管道，所述平衡皮膜(5)的下方連接壓縮彈簧(3)。
4.如權利要求3所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述關斷閥包括閥體(6)、閥芯(7)和閥桿(8)，所述閥體(6)上設有進口(9)和出口(10)，所述閥體(6)的進口(9)與出口(10)之間設有閥芯(7)，所述閥芯(7)連接在閥桿⑶的下端，所述閥芯(7)上方加裝有預緊彈簧(11)，所述閥芯(7)在預緊彈簧(11)的作用下關斷閥口。
5.如權利要求4所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述杠桿組件包括控制桿(12)、樞軸一(13)、銷釘(14)、平衡桿(15)、樞軸二(16)、開關桿(17)和開關桿手柄(18)，所述控制桿(12)的一端與壓縮彈簧(3)相連，所述控制桿(12)的中部連接在樞軸一(13)上，所述控制桿(12)圍繞樞軸一(13)轉動式連接，所述控制桿(12)的另一端連接樞軸二(16)，所述平衡桿(15)安裝在樞軸二(16)上，所述平衡桿(15)圍繞樞軸二(16)轉動式連接，所述開關桿手柄(18)下端連接平衡桿(15)，所述開關桿手柄(18)上端連接開關桿(17)，所述開關桿(17)與關斷閥的閥桿⑶相連。
6.如權利要求5所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述開關桿(17)的安裝軸上設置有月牙形截面，所述月牙形截面用于支撐連接桿(19)，所述連接桿(19)的下端連接閥桿⑶。
7.如權利要求6所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述感應元件(I)處設置有緊急按鈕(20)，所述緊急按鈕(20)包括由上至下依次連接的緊急按鈕彈簧(21)、緊急按鈕套筒(22)和定位環(huán)(27)，所述緊急按鈕套筒(22)內設有緊急按鈕桿(23)，所述緊急按鈕桿(23)的下端與感應元件(I)的上端相連接。
8.如權利要求7所述的自力式安全截斷閥，其特征在于:所述連接桿(19)的上端處設有復位手柄(24)。
【文檔編號】F16K31/44GK204062039SQ201420373511
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權日:2014年7月8日
【發(fā)明者】張永亮, 楊林彥 申請人:高拓石油天然氣技術（上海）有限責任公司