本發(fā)明涉及先導閥結構技術領域，具體地，涉及一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥。

背景技術：

先導式安全閥迄今已發(fā)展出很多種形式，大多數(shù)先導式安全閥的主閥閥瓣的關閉力由被保護系統(tǒng)的自身流體介質提供。先導閥感受系統(tǒng)壓力并先行動作后，主閥控制腔通過先導閥泄壓，從而驅動主閥閥瓣開啟。當主閥開啟排放，系統(tǒng)壓力降低到某一定值后，先導閥再次先行動作，切斷主閥控制腔的泄壓通道，主閥控制腔重新充滿壓力介質，使主閥閥瓣關閉。先導閥的功能就是控制主閥控制腔的加壓或泄壓。

有流動式先導閥在主閥開啟排放的同時，流體介質也在先導閥內(nèi)部持續(xù)排放。這時，先導閥的整定值易受介質溫度影響而波動，而且其動作性能取決于閥內(nèi)運動部件在流體流動時的動態(tài)特性，先導閥的性能參數(shù)不容易控制。

在核反應堆一回路系統(tǒng)中使用的核用先導式安全閥，是保證核反應堆冷卻劑系統(tǒng)及其相連管道和設備安全的關鍵設備，對其工作性能的可靠性和精確性要求很高。為確保系統(tǒng)設備和管道的安全，先導閥的開啟壓力不得有大的偏移。由于被保護系統(tǒng)介質具有放射性，不允許安全閥有任何內(nèi)漏和外漏的情形出現(xiàn)，因而必須確保閥座的密封性和對周圍環(huán)境的密封性。為了盡量減少放射性壓力介質的排放和損失，安全閥的回座壓力也應盡可能地接近開啟壓力，在開啟前以及回座后還要保證閥座良好的密封。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高安全閥精度、無往復式動密封結構、減少先泄漏時間、自緊式密封的由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥，用于控制主閥的啟閉，包括閥體以及設置于閥體內(nèi)的第一級先導閥和第二級中繼閥；所述的閥體的內(nèi)部空間沿從上到下的方向由多個隔板依次分隔為感壓腔、預緊整定腔、第一級先導閥排放腔和流體控制腔；隔板與閥體成一體，閥體分為好幾段，各段之間密封連接；分隔感壓腔和預緊整定腔的隔板A的上部安裝有波紋管A，波紋管A的上開口由芯棒焊接密封，波紋管A的下開口的端面與隔板A焊接密封連接，第一級先導閥的閥桿從波紋管A的下開口伸入波紋管A內(nèi)部并與波紋管A的芯棒接觸，隔板A上設置有供閥桿穿過的通孔，且通孔位于波紋管A內(nèi)，從而保證波紋管A和隔板能夠封隔感壓腔和預緊整定腔，而閥桿的下端依次貫穿預緊整定腔和第一級先導閥排放腔；預緊整定腔和第一級先導閥排放腔由隔板B分隔，隔板B上設置有供閥桿穿過的通孔，且閥桿上帶有另一個波紋管B，保證預緊整定腔和第一級先導閥排放腔的封隔；閥桿位于預緊整定腔內(nèi)的部分的外部套裝有預緊彈簧A，閥桿上固定設置用于對預緊彈簧A上端進行限位的擋板，預緊整定腔內(nèi)設置有用于支撐預緊彈簧A下端的支座，從而預緊彈簧A由閥桿上固設的擋板和設置于預緊整定腔內(nèi)的支座壓緊固定；分隔第一級先導閥排放腔和流體控制腔的隔板C的下表面設置有閥座A，閥座A內(nèi)設置有貫穿隔板C的通孔，閥桿的下端位于閥座A的通孔內(nèi)；閥體的底板的上表面設置有閥座B，閥座B內(nèi)設置有貫穿閥體底板的通孔，流體控制腔內(nèi)設置有與閥座A相配合的閥瓣A和將流體控制腔分隔為上下兩個部分的活塞A，活塞A上下腔通過活塞上的孔連通，活塞A的下部設置有與閥座B相配合的閥瓣B；與閥座A相配合的閥瓣A由預緊彈簧B壓緊于閥座A上，閥瓣B由預緊彈簧C壓緊于位于閥座B上，活塞A上部和下部的流體控制腔內(nèi)都填充滿流體；閥體上設置有連通感壓腔的高壓流體進口和連通位于活塞A下部的流體控制腔的主閥控制腔進口。

在閥桿下部焊接有具有密封功能的波紋管B，所述波紋管B的另一端焊接于隔板B上起密封作用，防止第一級先導閥排放腔中的排放物進入到預緊整定腔中；所述第一級先導閥排放腔上設置有排放孔, 所述排放孔用于排放第一級先導閥排放腔中的排放物。

本發(fā)明的先導閥可用于核反應堆一回路系統(tǒng)中，使用時，將高壓流體進口與主閥的進口腔連通，將主閥控制腔進口與主閥的控制腔連通，將閥座B的通孔與主閥的出口腔連通。主閥具有進口腔、出口腔和控制腔，進口腔和出口腔之間設置有閥座C，進口腔和控制腔之間通過所設置的活塞B上的小孔聯(lián)通；與閥座C相配合的閥瓣C通過主閥閥桿連接活塞B，活塞B的上部連接有復位機構，由活塞B驅動閥瓣C實現(xiàn)主閥的開啟和關閉。感壓腔內(nèi)的波紋管A感知壓力源的變化，即主閥進口腔內(nèi)流體壓力的變化。當系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，第一級先導閥和第二級中繼閥都關閉，閥瓣A和閥瓣B分別在預緊彈簧B和預緊彈簧C的預緊壓力下緊密貼合于閥座A和閥座B上，填充于活塞A上部和下部的流體控制腔內(nèi)的流體被閥瓣A和閥瓣B密封，該流體充滿了活塞A上部和下部的空間，因而其對閥瓣A、閥瓣B都起到壓緊的作用力，構成閥瓣與閥座之間的密封力，為壓力自緊式密封結構。

當系統(tǒng)壓力達到整定壓力時，壓力源處傳來的推力驅動波紋管A產(chǎn)生位移時，波紋管A帶動閥桿向下移動，從而閥桿向下頂壓閥瓣A，閥瓣A離開閥座A，第一級先導閥開啟，因此起到先導開啟的作用；流體控制腔內(nèi)的流體通過閥座A流入第一級先導閥排放腔，并且從排放孔A排向外界，進而活塞A在主閥控制腔流體流動的作用下向上移動，使得閥瓣B離開閥座B，第二級中繼閥開啟；主閥控制腔內(nèi)的流體經(jīng)第二級中繼閥排出，主閥的活塞B向上移動，活塞B通過主閥閥桿帶動閥瓣C離開閥座C，主閥打開。第二級中繼閥實質上是活塞A、閥瓣B、閥座B、預緊彈簧C、主閥控制腔進口、閥體下端部和底板上的排水口構成的一個小型釋放閥，起到流量放大作用。

通過主閥釋放系統(tǒng)介質，系統(tǒng)壓力下降，到達回座壓力時，預緊彈簧A推動閥桿向上運動，波紋管A形狀回復，使閥瓣A逐漸接近閥座A，最終在預緊彈簧B的作用下使第一級先導閥關閉；同時，活塞A下腔的流體通過活塞上的小孔向活塞A上腔流動，上下腔內(nèi)的壓力也逐漸達到平衡，第二級中繼閥在預緊彈簧C的作用下關閉，因而在復位機構作用下，主閥重新關閉，完成啟閉循環(huán)。

優(yōu)選的，位于活塞A上部的流體控制腔內(nèi)固定設置有支撐板，支撐板上設置有供流體通過的通孔，預緊彈簧B一端抵壓于閥瓣A的下端，預緊彈簧B的另一端抵壓于支撐板上，從而與閥座A相配合的閥瓣A由預緊彈簧B壓緊于閥座A上，預緊彈簧C設置于支撐板與活塞A之間，預緊彈簧C一端抵壓于支撐板上，預緊彈簧C另一端抵壓于活塞A上，從而閥瓣B由預緊彈簧C壓緊于位于閥座B上。

優(yōu)選的，閥瓣A的下端連接有導桿，預緊彈簧B套裝于導桿的外部。

優(yōu)選的，閥體內(nèi)設置有用于對閥桿進行導向的整定螺套，有利于閥桿的平滑移動；同時，整定螺套可以對預緊彈簧A進行預緊和調節(jié)，以調整安全閥的整定壓力。

綜上，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明安裝在核動力裝置穩(wěn)壓器上，通過控制主閥對核動力裝置進行超壓保護；該先導閥采用新的原理和結構，能夠有效控制主閥的動作；其由做在一個閥體之內(nèi)的兩級先導閥組成，并由密閉的波紋管來感知壓力源的變化；第一級先導閥的波紋管組件由壓力源處傳來的推力進行驅動，第二級中繼閥起流量放大作用；采用無流動和兩級放大的設計，能夠有效地提高安全閥開啟壓力和關閉壓力的精度，并且減少先泄漏區(qū)間。

2、采用密閉的波紋管組件來感知壓力源的變化，將壓力的變化量轉變?yōu)槲灰屏?，屬于無流動設計，感壓側為封閉端，可以充分減少安全閥開啟后的流體的擾動，開啟壓力精確，重復性高；同時波紋管作為壓力邊界的一部分，比起傳統(tǒng)的往復式動密封結構更能有效地密封介質；無往復式動密封結構，僅需要考慮高溫高壓條件下結構的靜密封問題，大大降低了閥門的設計難度。

3、由兩級先導閥組成，增加了第二級中繼閥起流量放大作用，可以有效地減少先泄漏時間，使主閥在超壓保護時迅速開啟。

4、兩級先導閥的關閉件均采用壓力自緊式密封結構，即介質壓力作用在閥瓣的周圍，系統(tǒng)壓力越大，密封力越大，因此密封性能可靠，先泄漏區(qū)間很小，整定值精度高。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明先導閥與主閥控制連接實施的結構示意圖；

附圖中標記及相應的零部件名稱：

1-閥體，2-感壓腔，3-預緊整定腔，4-第一級先導閥排放腔，5-流體控制腔，6-隔板A，7-波紋管A，8-閥桿，9-隔板B，10-預緊彈簧A，11-擋板，12-支座，13-隔板C，14-閥座A，15-底板，16-閥座B，17-閥瓣A，18-活塞A，19-閥瓣B，20-預緊彈簧B，21-預緊彈簧C，22-高壓流體進口，23-主閥控制腔進口，24-進口腔，25-出口腔，26-控制腔，27-閥座C，28-活塞B，29-主閥控制腔出口，30-閥瓣C，31-主閥閥桿，32-復位機構，33-支撐板，34-導桿，35-整定螺套，

36-波紋管B，37-排放孔。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

如圖1-2所示，一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥，用于控制主閥的啟閉，包括閥體1以及設置于閥體1內(nèi)的第一級先導閥和第二級中繼閥，所述的閥體1的內(nèi)部空間沿從上到下的方向由多個隔板依次分隔為感壓腔2、預緊整定腔3、第一級先導閥排放腔4和流體控制腔5，隔板與閥體1為一體，閥體為分段設計，各段之間采用密封連接。分隔感壓腔2和預緊整定腔3的隔板A6的上部安裝有波紋管A7，波紋管A7的上開口由芯棒焊接密封，波紋管A7的下開口的端面與隔板A6焊接密封連接，第一級先導閥的閥桿8從波紋管A7的下開口伸入波紋管A7內(nèi)部并與波紋管A7的芯棒接觸，隔板A6上設置有供閥桿8穿過的通孔，且通孔位于波紋管A7內(nèi)，從而保證波紋管A7和隔板能夠封隔感壓腔2和預緊整定腔3，閥桿8的下端依次貫穿預緊整定腔3和第一級先導閥排放腔4，預緊整定腔3和第一級先導閥排放腔4由隔板B9分隔，隔板B9上設置有供閥桿8穿過的通孔，且閥桿8上帶有波紋管，保證預緊整定腔3和第一級先導閥排放腔4的封隔，閥桿8位于預緊整定腔3內(nèi)的部分的外部套裝有預緊彈簧A10，閥桿8上固定設置用于對預緊彈簧A10上端進行限位的擋板11，預緊整定腔3內(nèi)設置有用于支撐預緊彈簧A10下端的支座12，從而預緊彈簧A10由閥桿8上固設的擋板11和設置于預緊整定腔3內(nèi)的支座12壓緊固定，分隔第一級先導閥排放腔4和流體控制腔5的隔板C13的下表面設置有閥座A14，閥座A14內(nèi)設置有貫穿隔板C13的通孔，閥桿8的下端位于閥座A14的通孔內(nèi)，閥體1的底板15的上表面設置有閥座B16，閥座B16內(nèi)設置有貫穿閥體1底板15的通孔，流體控制腔5內(nèi)設置有與閥座A14相配合的閥瓣A17和活塞A18，活塞A18的下部設置有與閥座B16相配合的閥瓣B19，與閥座A14相配合的閥瓣A17由預緊彈簧B20壓緊于閥座A14上，閥瓣B19由預緊彈簧C21壓緊于位于閥座B16上，流體控制腔5內(nèi)填充滿流體，閥體1上設置有連通感壓腔2的高壓流體進口22和連通位于活塞A18下部的流體控制腔5的主閥控制腔進口23。在閥桿8下部焊接有具有密封功能的波紋管B36，波紋管B36的另一端焊接于隔板B9上起密封作用，防止第一級先導閥排放腔4中的排放物進入到預緊整定腔3中；所述第一級先導閥排放腔4上設置有排放孔37, 所述排放孔37用于排放第一級先導閥排放腔4中的排放物。

本發(fā)明的先導閥可用于核反應堆一回路系統(tǒng)中，使用時，將高壓流體進口22與主閥的進口腔24連通，將主閥控制腔進口23與主閥的控制腔26連通，將閥座B16的通孔與主閥的出口腔連通。主閥具有進口腔24、出口腔25和控制腔26，進口腔24和出口腔25之間設置有閥座C27，進口腔24和控制腔26之間設置有活塞B28，活塞B28上下流體通過活塞上的小孔連通，控制腔26連接有主閥控制腔出口29，與閥座C27相配合的閥瓣C30通過主閥閥桿31連接活塞B28，活塞B28的上部連接有復位機構32，由活塞B28驅動閥瓣C30實現(xiàn)主閥的開啟和關閉。

感壓腔2內(nèi)的波紋管A7感知壓力源的變化，即主閥進口腔24內(nèi)流體壓力的變化。當系統(tǒng)壓力低于整定壓力時，第一級先導閥和第二級中繼閥都關閉，閥瓣A17和閥瓣B19分別在預緊彈簧B20和預緊彈簧C21的預緊壓力下緊密貼合于閥座A14和閥座B16上，流體控制腔5內(nèi)的流體被閥瓣A17和閥瓣B19密封，該流體充滿了流體控制腔5，因而其對閥瓣A17、閥瓣B19都起到壓緊的作用力，構成閥瓣與閥座之間的密封力，為壓力自緊式密封結構。

當系統(tǒng)壓力達到整定壓力時，壓力源處傳來的推力驅動波紋管A7產(chǎn)生位移時，波紋管A7帶動閥桿8向下移動，從而閥桿8向下頂壓閥瓣A17，閥瓣A17離開閥座A14，第一級先導閥開啟，因此起到先導開啟的作用，流體控制腔5內(nèi)的流體通過閥座A14流入第一級先導閥排放腔4，并且從排放孔37排向外界。進而活塞A18在主閥控制腔26流體的作用下向上移動，使得閥瓣B19離開閥座B16，第二級中繼閥開啟，主閥控制腔26內(nèi)的流體經(jīng)第二級中繼閥排出，主閥的活塞B28向上移動，活塞B28通過主閥閥桿31帶動閥瓣C30離開閥座C27，主閥打開。第二級中繼閥實質上是一個小型釋放閥，起到流量放大作用。

通過主閥釋放系統(tǒng)介質，系統(tǒng)壓力下降，到達回座壓力時，預緊彈簧A10推動閥桿8向上運動，波紋管A7形狀回復，使閥瓣A17逐漸接近閥座A14，最終在預緊彈簧B20的作用下使第一級先導閥關閉；同時，活塞A18下腔的介質通過活塞上的小孔流入活塞A18上腔，活塞A18上下腔內(nèi)的壓力達到平衡，第二級中繼閥在預緊彈簧C21的作用下關閉，在復位機構32作用下，主閥重新關閉，完成啟閉循環(huán)。

實施例2

如圖1所示，一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥，在實施例1的基礎上，位于活塞A18上部的流體控制腔5內(nèi)固定設置有支撐板33，支撐板33上設置有供流體通過的通孔，預緊彈簧B20一端抵壓于閥瓣A17的下端，預緊彈簧B20的另一端抵壓于支撐板33上，從而與閥座A14相配合的閥瓣A17由預緊彈簧B20壓緊于閥座A14上，預緊彈簧C21設置于支撐板33與活塞A18之間，預緊彈簧C21一端抵壓于支撐板33上，預緊彈簧C21另一端抵壓于活塞A18上，從而閥瓣B19由預緊彈簧C21壓緊于位于閥座B16上，

實施例3

如圖1所示，一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥，在實施例1的基礎上，閥瓣A17的下端連接有導桿34，預緊彈簧B20套裝于導桿34的外部。

實施例4

如圖1所示，一種由波紋管感壓和驅動并具有流量放大作用的先導閥，在實施例1的基礎上，閥體1內(nèi)設置有用于對閥桿8進行導向的整定螺套35，利于閥桿8的平滑移動。同時，整定螺套可以對預緊彈簧A進行預緊和調節(jié)，以調整安全閥的整定壓力。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。