專利名稱：可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種高壓輸氣管線中的安全裝置，特別是一種可調(diào)式燃氣管線
自動防噴安全閥，適用于天然氣輸氣量需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的高壓輸氣管線中。
背景技術(shù)：
天然氣是清潔能源，更是極為重要的廉價化工原料，越來越受到人們的重視。在世 界各油田中，天然氣的開發(fā)比重越來越大。隨著對天然氣開發(fā)規(guī)模的擴大，天然氣的安全輸 送問題越來越顯得重要。因為高壓燃氣管線一旦失控，其后果就不堪設(shè)想；由于輸氣管線的 腐蝕、老化、不法分子的破壞等原因，使高壓燃氣管線的泄漏事故不可能完全避免。隨著安 全生產(chǎn)意識的加強，尤其是在海洋油氣開采中，油氣輸送設(shè)備中的安全裝置越來越受到人 們的高度重視。 為此，有必要設(shè)計一種燃氣管線自動防噴安全閥，將它安裝在高壓輸氣管線中，正 常生產(chǎn)時，不影響正常生產(chǎn)；如果安全閥以后輸氣管線內(nèi)氣流量突然增大(如大量盜氣、管 線爆裂、閘閥失控等)時，該閥能立即自動關(guān)閉，截斷氣源，制止事故的擴大和蔓延，最大限 度地減小事故損失，給管線設(shè)備的修復(fù)留有足夠的時間。 目前較先進的電控、液控或氣控全自動安全裝置能夠及時自動地關(guān)閉，切斷氣源， 但它必須具備一套靈敏可靠的輔助電液(氣)控制系統(tǒng)。 一旦系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障， 就會使整個裝置失靈；而偶然的管路泄漏事故一年或者幾年也不一定發(fā)生一次，長期的環(huán) 境侵蝕和管理者的思想麻痹使保持整個系統(tǒng)靈敏可靠的工作變得困難。 以前我們曾經(jīng)研制成功了純機械控制的燃氣管線自動防噴安全閥(專利申請?zhí)?2008201047931)，省去了復(fù)雜的輔助檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，減少了絕大部分的故障源，使安 全閥的可靠度大大提高，但其限定流量調(diào)節(jié)分級，不能進行無級調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)時必須全部拆 卸，用更換彈簧的方法調(diào)節(jié)限定流量，不能滿足隨時調(diào)節(jié)限定流量的要求。

發(fā)明內(nèi)容為了在滿足可靠度要求的同時，還可以隨時隨地調(diào)節(jié)限定流量。本實用新型的目 的在于提供一種可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥，它不需要任何復(fù)雜的輔助檢測系統(tǒng)和控 制系統(tǒng)，并且可以隨時隨地?zé)o級調(diào)節(jié)限定流量。將其安裝在高壓輸氣管線中，在正常生產(chǎn) 時，只要氣流量不大于其限定流量，安全閥不起作用，不影響正常生產(chǎn)；無論何時、何種原因 使安全閥以后的管路發(fā)生噴漏，安全閥立即關(guān)閉，切斷氣源，從而避免事故的擴大和蔓延， 給事故處理留出足夠的時間，且能夠在修好管路后自動恢復(fù)正常生產(chǎn)。 本實用新型的技術(shù)解決方案是設(shè)計一種可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥，如附 圖所示。主要由閥體、主閥芯、閥座、閥芯彈簧、調(diào)節(jié)閥芯錐體、導(dǎo)桿、壓帽、調(diào)節(jié)彈簧、調(diào)節(jié) 桿、高壓組合密封、密封壓帽、絲堵、減壓螺釘組成，其特征是閥體內(nèi)部具有主閥腔和調(diào)節(jié) 閥腔，分別裝有主閥部分和調(diào)節(jié)部分；主閥部分主要由主閥芯、閥座、閥芯彈簧組成，主 芯 下段為錐體，與具有相應(yīng)錐孔的閥座配合，形成密封；上段和中段均為圓柱體，上段橫截面積大于下段錐體的有效橫截面積，且與閥體之間為較大的間隙配合，它一方面起導(dǎo)向作用， 另一方面允許少量氣流通過配合間隙，進入調(diào)節(jié)腔，形成控制氣流；閥芯彈簧裝在主閥芯和 絲堵之間，非工作時使主閥芯坐在主閥座上，工作時為主閥芯提供關(guān)閉動力；主閥部分承擔(dān) 輸送天然氣的主要任務(wù)，它的開啟與關(guān)閉由裝在調(diào)節(jié)腔內(nèi)的調(diào)節(jié)閥芯控制；調(diào)節(jié)部分主要 由調(diào)節(jié)閥芯錐體、導(dǎo)桿、壓帽、調(diào)節(jié)彈簧、調(diào)節(jié)桿、高壓組合密封組成；調(diào)節(jié)閥芯下部為錐體， 上部有內(nèi)螺紋，與導(dǎo)桿螺紋連接；導(dǎo)桿裝在調(diào)節(jié)桿的孔內(nèi)，上端有臺肩，由調(diào)節(jié)彈簧支承在 壓帽上；壓帽與調(diào)節(jié)桿螺紋連接；調(diào)節(jié)桿下部為筒體，中部臺肩加工有外螺紋，與閥體以螺 紋連接，錐體與相應(yīng)的閥體上的錐孔間的縫隙大小通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)桿來調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)桿上部為 光滑圓柱體，上端加工為正方柱，以便使用扳手進行調(diào)節(jié)；密封壓帽與閥體螺紋連接；調(diào)節(jié) 部分承擔(dān)著控制主閥開關(guān)的任務(wù)。具有泄氣孔的減壓螺釘裝在絲堵上。 若將該安全閥接在輸氣管線中，當(dāng)高壓氣流從安全閥入口進入，如附圖
所示。部分 氣流通過主閥芯上段與主閥腔內(nèi)表面的間隙進入調(diào)節(jié)閥腔，形成控制氣流，控制氣流通過 調(diào)節(jié)閥芯錐體下的節(jié)流口A進入安全閥出口。正常工作時，截流口A上的壓力降很小，主閥 芯的上下端壓力幾乎均為出口的低壓，而入口的高壓同時作用在主閥芯的上、下兩段的下、 上端面，由于上段圓柱體的端面積大于下段錐體，壓差形成的合力向上，使閥芯克服彈簧力 和自身重力向上開啟，主氣流順利通過安全閥，進入正常生產(chǎn)狀態(tài)。只要通過安全閥的流量 不大于安全閥的調(diào)定流量，安全閥就不會關(guān)閉，保持正常生產(chǎn)。由于形成主氣流和控制氣流 的壓差相同，所以主氣流和控制氣流的流量大小成比例。 當(dāng)安全閥后的輸氣管線發(fā)生泄漏時，安全閥出口壓力下降，通過安全閥的流量增 大，調(diào)節(jié)閥芯的上下壓差隨之增大。當(dāng)流量大于安全閥的調(diào)定流量時，所形成的壓差(稱為 關(guān)閉壓差)的作用力使調(diào)節(jié)閥芯克服調(diào)節(jié)彈簧的彈力，下行關(guān)閉節(jié)流口 A，截斷控制氣流， 從而使主閥芯上端面壓力升高到入口壓力。此時主閥芯上端面作用著高壓，下端面作用著 低壓，在壓差的作用下，主閥芯下行，關(guān)閉全部氣路。 管路修復(fù)后，如果安全閥出口壓力恢復(fù)到正?；貕海{(diào)節(jié)閥芯在調(diào)節(jié)彈簧的張力 作用下自動打開，恢復(fù)正常生產(chǎn)。如果出口管線中回壓太低，或者入口管線中壓力太高，調(diào) 節(jié)閥芯不能自動打開時，應(yīng)先關(guān)閉安全閥前的閘板閥(要求安全閥緊接在閘板閥后面)，然 后旋松減壓螺釘，卸掉閥內(nèi)壓力，調(diào)節(jié)閥芯在彈簧張力下自動打開；調(diào)節(jié)閥芯打開后旋緊減 壓螺釘，緩慢打開閘板閥，可恢復(fù)生產(chǎn)。 能使調(diào)節(jié)閥芯下行、關(guān)閉節(jié)流口 A的動力是調(diào)節(jié)閥芯的上下壓差；而這個壓差是
由控制氣流通過節(jié)流口 A時所受的阻力形成的，其的大小取決于節(jié)流口 A的過流面積和流
量，過流面積一定時，形成關(guān)閉壓差所需要的流量也一定；過流面積增大，形成關(guān)閉壓差所
需要的流量也增大，反之則減?。欢撨^流面積的大小取決于調(diào)節(jié)閥芯與錐孔的縫隙的大
??；由于控制氣流與主氣流成比例，所以調(diào)節(jié)該閥限定流量的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥芯與錐孔
的縫隙大小；所以旋出或旋進調(diào)節(jié)桿就可以使該閥的限定流量變大或變小。 本實用新型的有益效果是，不需要任何復(fù)雜的輔助檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，可以根
據(jù)生產(chǎn)需要隨時隨地調(diào)節(jié)限定流量。將其安裝在高壓輸氣管線中，在正常生產(chǎn)時，安全閥不
起作用，不影響正常生產(chǎn)；當(dāng)安全閥以后的管路發(fā)生噴漏，安全閥立即關(guān)閉，切斷氣源，從而
避免事故的擴大和蔓延，給事故處理留出足夠的時間，且能夠在修好管路后自動恢復(fù)正常生產(chǎn)。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 附圖是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中的標(biāo)號代表1-閥體，2-主閥芯，3_閥座，4_閥芯彈簧，5-調(diào)節(jié)閥芯錐體， 6-導(dǎo)桿，7-壓帽，8-調(diào)節(jié)彈簧，9-調(diào)節(jié)桿，10-高壓組合密封，ll-密封壓帽，12-絲堵，13-減 壓螺釘，一為氣流方向，A-節(jié)流口 。
具體實施方式在附圖中，閥體1內(nèi)部具有主閥腔和調(diào)節(jié)閥腔，分別裝有主閥部分和調(diào)節(jié)部分。 主閥部分主要由主閥芯2、閥座3、閥芯彈簧4組成，安裝在閥體l和絲堵12形成 的主閥腔內(nèi)；主閥芯2下段為錐體，上段和中段均為圓柱體，上段橫截面積大于下段錐體的 有效橫截面積，且與閥體之間為較大的間隙配合；閥芯彈簧4裝在主閥芯2和絲堵12之間， 其作用是克服主閥芯2下行復(fù)位時的摩擦力。 調(diào)節(jié)部分主要由調(diào)節(jié)閥芯錐體5、導(dǎo)桿6、壓帽7、調(diào)節(jié)彈簧8、調(diào)節(jié)桿9、高壓組合 密封10組成，安裝在由閥體1和密封壓帽11形成的調(diào)節(jié)閥腔內(nèi)；調(diào)節(jié)閥芯錐體5下部為錐 體，上部有內(nèi)螺紋，與導(dǎo)桿6螺紋連接；導(dǎo)桿6裝在調(diào)節(jié)桿9的孔內(nèi)，上端有臺肩，由調(diào)節(jié)彈 簧8支承在壓帽7上；壓帽7與調(diào)節(jié)桿9螺紋連接，限定了調(diào)節(jié)彈簧8的工作位置；調(diào)節(jié)桿 9下部為筒體，中部臺肩加工有外螺紋，與閥體1螺紋連接；上部為光滑圓柱體，與高壓組合 密封10形成密封，上端加工為正方柱，以便使用扳手進行調(diào)節(jié)；密封壓帽11與閥體1螺紋 連接，以便壓緊高壓組合密封10 ;具有泄氣孔的減壓螺釘13裝在絲堵12上，目的是在特殊 情況下給閥內(nèi)泄壓。 將該安全閥接在輸氣管線中，當(dāng)高壓氣流從安全閥入口進入時，部分氣流通過主 閥芯2上段與主閥腔內(nèi)表面的間隙進入調(diào)節(jié)閥腔，形成控制氣流，控制氣流通過節(jié)流口A進 入安全閥出口。正常工作時，截流口A上的壓力降很小，主閥芯2的上下端壓力幾乎均為出 口的低壓力，而入口的高壓力同時作用在主閥芯2的上、下兩段的下、上端面，由于上段圓 柱體的截面積大于下段錐體，壓差形成的合力向上，使主閥芯2克服彈簧力和自身重力向 上開啟，主氣流順利通過安全閥，進入正常生產(chǎn)狀態(tài)。只要通過安全閥的流量不大于安全閥 的限定流量，安全閥就不會關(guān)閉，保持正常生產(chǎn)。由于形成主氣流和控制氣流的壓差相同， 所以主氣流和控制氣流的流量大小成比例。 當(dāng)安全閥后的輸氣管線發(fā)生泄漏時，安全閥出口壓力下降，通過安全閥的流量增 大，調(diào)節(jié)閥芯錐體5的上下壓差隨之增大。當(dāng)流量大于安全閥的調(diào)定流量時，所形成的壓差 (稱為關(guān)閉壓差)造成的作用力使調(diào)節(jié)閥芯錐體5克服調(diào)節(jié)彈簧8的彈力，下行關(guān)閉節(jié)流口 A，截斷控制氣流，從而使主閥芯2上端面壓力升高到入口壓力。此時主閥芯2上端面作用 著高壓力，下端面作用著低壓力，在壓差的作用下，主閥芯2下行，關(guān)閉全部氣路。 管路修復(fù)后，如果安全閥出口壓力恢復(fù)到正?；貕海{(diào)節(jié)閥芯錐體5在調(diào)節(jié)彈簧8 的張力作用下自動打開，恢復(fù)正常生產(chǎn)。如果出口管線中回壓太低，或者入口管線中壓力太 高，調(diào)節(jié)閥芯錐體5不能自動打開時，應(yīng)先關(guān)閉安全閥前的閘板閥(要求安全閥緊接在閘板 閥后面)，然后旋松減壓螺釘13，卸掉閥內(nèi)壓力，調(diào)節(jié)閥芯錐體5在彈簧張力下自動打開；調(diào)節(jié)閥芯錐體5打開后旋緊減壓螺釘13，緩慢打開安全閥前的閘板閥，可恢復(fù)生產(chǎn)。 旋出或旋進調(diào)節(jié)桿9，改變截流口 A的大小，就可以使該閥的限定流量變大或變小。
權(quán)利要求一種可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥，主要由閥體、主閥芯、閥座、閥芯彈簧、調(diào)節(jié)閥芯錐體、導(dǎo)桿、壓帽、調(diào)節(jié)彈簧、調(diào)節(jié)桿、高壓組合密封、密封壓帽、絲堵、減壓螺釘組成，其特征是閥體內(nèi)部具有主閥腔和調(diào)節(jié)閥腔，分別裝有主閥部分和調(diào)節(jié)部分；主閥部分主要由主閥芯、閥座、閥芯彈簧組成，主閥芯下段為錐體，上段和中段均為圓柱體，上段橫截面積大于下段錐體的有效橫截面積，且與閥體之間為較大的間隙配合；閥芯彈簧裝在主閥芯和絲堵之間；調(diào)節(jié)部分主要由調(diào)節(jié)閥芯錐體、導(dǎo)桿、壓帽、調(diào)節(jié)彈簧、調(diào)節(jié)桿、高壓組合密封組成；調(diào)節(jié)閥芯下部為錐體，上部有內(nèi)螺紋，與導(dǎo)桿螺紋連接；導(dǎo)桿裝在調(diào)節(jié)桿的孔內(nèi)，上端有臺肩，由調(diào)節(jié)彈簧支承在壓帽上；壓帽與調(diào)節(jié)桿螺紋連接；調(diào)節(jié)桿下部為筒體，中部臺肩加工有外螺紋，與閥體以螺紋連接；上部為光滑圓柱體，上端加工為正方柱，以便使用扳手進行調(diào)節(jié)；密封壓帽與閥體螺紋連接；具有泄氣孔的減壓螺釘裝在絲堵上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥，其特征是通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié) 桿來改變調(diào)節(jié)閥芯錐體與錐孔的縫隙大小。
專利摘要一種可調(diào)式燃氣管線自動防噴安全閥，適用于天然氣輸氣量需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的高壓輸氣管線中。該閥在滿足可靠度要求的同時，可以隨時隨地調(diào)節(jié)限定流量；它的閥體內(nèi)具有主閥腔和調(diào)節(jié)閥腔，主閥腔內(nèi)裝有主閥芯部件，承擔(dān)輸送天然氣的主要任務(wù)，它的開啟與關(guān)閉由裝在調(diào)節(jié)腔內(nèi)的調(diào)節(jié)閥芯控制；調(diào)節(jié)腔內(nèi)裝有調(diào)節(jié)部件，承擔(dān)著調(diào)節(jié)主閥限定流量的任務(wù)；將其安裝在高壓輸氣管線中，它不需要復(fù)雜的輔助檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；在正常生產(chǎn)時，只要氣流量不大于其限定流量，不影響正常生產(chǎn)；如果安全閥以后的管路發(fā)生噴漏，氣流量大于其限定流量時安全閥立即關(guān)閉，切斷氣源，且能夠在修好管路后自動恢復(fù)正常生產(chǎn)。通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)桿可以隨時無級調(diào)節(jié)限定流量的大小。
文檔編號F16K17/26GK201448500SQ200920025338
公開日2010年5月5日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者王志云 申請人:王志云