一种电磁先导式安全阀的制作方法

1.本实用新型涉及安全阀领域，具体涉及一种电磁先导式安全阀。


背景技术：

2.随着社会的发展，安全阀作为一种极为重要的安全泄压装置，被广泛应用于锅炉、压力容器、管道等受压设备中，对人身及设备起到了至关重要的保护作用，目前广泛应用的安全阀种类主要有弹簧式安全阀、脉冲式先导式安全阀等，但人们在使用过程中发现上述类型安全阀在调试、使用、维修过程中均存在很多问题。
3.目前应用最为广泛的弹簧式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它上面的调整螺母来调节，利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化，即随着阀瓣的升高，弹簧的压缩量增大，作用在阀瓣上的力也跟着增加，这对安全阀的迅速开启是不利的。另外，阀上的弹簧会由于长期受时间、温度、介质、压力等因素影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时，常常要考虑弹簧的隔热或散热问题，从而使结构变得复杂起来。此类安全阀由于启闭动作等高度依赖于弹簧，对弹簧的性能提出了极高的要求。
4.脉冲式先导式安全阀作为一种高端安全阀常被应用于工况要求较高的场合，其由主阀和辅阀导阀构成，通过辅阀导阀的脉冲先导作用带动主阀动作。辅阀导阀结构依然大多类似于弹簧式安全阀，性能依然高度依赖于弹簧。主阀部分由于进出口结构限制，主阀阀瓣与缸套位于主阀阀体的出口侧，导致其密封主要采用橡胶0型密封圈，此类密封圈易老化，耐高温高压能力有限，长时间或反复冲击下，容易损坏，导致无法密封。因此使用环境大大受限，因其结构复杂，导致密封性较差，且造价相对高昂，不能做到广泛应用。
5.任何安全阀投入使用前必须经过压力试验，由于弹簧性能、介质状态及工况复杂等因素，绝大部分现有安全阀均需经过反复多次调校才能符合试验要求，这一过程对调试人员的技术及经验要求极高，特别当介质为液体时，现有安全阀几乎无法做到达到预期泄放压力时立即开启，达到预期回座压力时立即回座，这给很多调试人员造成了极大困扰。且大多需要近距离调节，部分高压环境如经验不足，极易对调试人员造成听力、人身伤害甚至生命危险。且多次反复调校，会使得阀杆、阀瓣、阀座等部件加速磨损或损坏，由于阀瓣、阀座对研磨设备及精度要求极高，且基本同时损坏，一旦损坏，几乎无法现场维修，返厂维修周期长，或整体更换安全阀，大大增加了维护成本。即使安全阀压力试验合格投入使用，由于安全阀的非常态工作的特殊性，大多安全阀长期处于不工作状态，待需要安全阀泄压时也经常会出现弹簧弹力改变导致定压不准，导致安全阀开启时未到规定压力提前开启或已到规定压力不开启，回座时未到规定压力提前回座或已到规定压力不回座等情况。安全阀采用低进高出结构，安全阀开启时阀瓣受出口背压影响大，因此对出气管道的角度及口径要求严格。由此可见，现有安全阀普遍存在工作精度低、稳定性低、安全系数低、损坏率高、生产工艺要求高、调校技术要求高、密封性差，背压影响大等一系列缺点。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种电磁先导式安全阀，包括由下至上依次设置的主阀、电磁导阀、压力控制模块；
7.所述主阀设有主阀入口及主阀出口，所述主阀入口、主阀出口通过阀座分隔，所述阀座上设有下阀瓣、上阀瓣，所述上阀瓣底部通过下阀瓣与阀座顶部、主阀内壁连接，所述上阀瓣顶部与电磁导阀之间为主阀腔，其内设有回座弹簧，所述主阀出口远离阀座的一端贯穿设有先导孔；
8.所述上阀瓣上远离主阀出口的一端贯穿设有v型节流孔，所述上阀瓣上由上至下间隔设有两道活塞环，所述下阀瓣与阀座之间螺纹连接且设有密封垫片，所述下阀瓣上设有销槽，所述上阀瓣与下阀瓣金属密封接触或软密封接触；
9.所述电磁导阀上部通过电磁组件连接有压力控制模块，所述压力控制模块包括压力继电器，所述压力继电器为回差式机械压力继电器。
10.进一步地，所述主阀上部连接有电磁导阀，电磁导阀包括相对设置的上阀盖、下阀盖，所述上阀盖、下阀盖之间通过主螺栓连接，所述上阀盖与下阀盖之间设有导阀腔，所述上阀盖上部设有电磁组件。
11.进一步地，所述上阀盖、下阀盖均设有先导孔，所述上阀盖上先导孔与导阀腔之间由针阀阀芯组件隔离。
12.进一步地，所述上阀盖、下阀盖、主阀之间由数枚主螺栓紧固连接，所述上阀盖、下阀盖、主阀上各自的先导孔连接相通。
13.进一步地，所述电磁组件包括电磁线圈、静铁芯、动铁芯、弹簧，所述电磁组件外设置防爆罩壳，所述防爆罩壳底部与上阀盖之间由左右两枚小螺丝连接。
14.进一步地，所述主阀上的先导孔与导阀腔之间由位于下阀盖上的易熔金属螺丝及位于电磁组件内的动铁芯分别隔离。
15.进一步地，所述下阀盖上设有连接导阀腔与主阀腔的导通孔。
16.进一步地，所述易熔金属螺丝与下阀盖螺纹连接且设有密封垫片，所述上阀盖与下阀盖之间各密封处设有密封垫片，所述下阀盖与主阀之间各密封处设有密封垫片。
17.进一步地，所述压力控制模块还包括接线端子排、保险丝、运行指示灯、电源指示灯，所述压力控制模块一侧设有防水电缆接头，另一侧设有压力继电器的压力采集口，所述压力采集口与设备之间由高压紫铜管另行连接，所述保险丝设置于电源正极进线端，所述压力继电器作为主开关与电磁导阀内电磁组件电源之间电连接，所述压力控制模块与外部电源及远程手动控制开关关联电连接。
18.进一步地，所述压力控制模块外部也设有防爆罩壳，所述压力控制模块外部防爆罩壳与电磁组件外部防爆罩壳之间由四枚小螺丝连接。
19.本实用新型的特点及相较传统安全阀的技术革新点以及有益效果：
20.1、首次通过将压力继电器、电磁技术、先导技术、小型针阀、易熔金属等技术及设施合理相组合，创造出可利用压力继电器电动控制先导阀启闭，实现主阀启闭的安全阀。
21.2、首次利用压力继电器进行控制，可以将安全阀启动压力及回座压力精确设置，且将启动压力误差及闭合压力误差可以稳定控制在千分之五以内，不受时间、温度、压力、介质等因素影响，正常工况下控制及工作部总功率≤30w，适配ac220v常规电源，精准度极
高，能耗极小。相较于传统安全阀依靠内部弹簧屈服启闭阀瓣，本实用新型依靠外置性能更可靠的回差式机械压力继电器通断电源实现导阀启闭，抗干扰能力强，导阀响应速度达到毫秒级，使得主阀阀瓣响应速度巨幅提升，动作灵敏精确，特别是应对液体介质，效果尤为显著，启动及回座压力仅需通过压力继电器设定即可完成，简单易操作，无需在设备上反复调校测试，一次设定即可长久稳定运行，避免反复动作，巨幅降低安全阀损坏率及不合格率。
22.3、首次实现安全阀的远程手动控制。相较于传统安全阀，定期测试时需要让设备超压设备运行风险增加，需人员全程实时监控或现场松动调整螺母需操作员经验丰富来实现安全阀起跳，本实用新型可以在任何压力状态下，进行远程手动测试，随开随关，方便、高效、安全。
23.4、首次利用易熔金属的常温坚固高温自熔的特性，加工为特制易熔金属螺丝应用于本实用新型，实现本实用新型在非火灾情形下正常工作，火灾情形下自动熔化使先导孔与导阀腔连通，从而自动开启安全阀泄压。相较于传统安全阀在火灾发生时易发生因久未动作等原因卡死等现象导致无法自行开启，本实用新型可通过易熔金属的高温自熔机制自行开启导阀，无需人员操作，此过程与安全阀失电与否无关，安全系数极高，且易熔金属的熔点可以根据设备使用需求自由定制，使得安全阀能使用的场景变得极为广泛。
24.5、内置v型节流孔、内置先导孔、内置导阀腔，v型节流孔可有效避免堵塞，内置先导孔与内置导阀腔可大幅减少外设管路及附件，紧凑、简约、美观、实用。
25.6、通过改变传统安全阀低进高出的固定结构，本实用新型通过改变阀体流道方向实现高进低出，开启时无视背压，闭合时阀瓣处实现自压密封，密封比压大，因此对需要金属密封的安全阀的阀瓣密封面的研磨要求有极大程度降低，仅需满足普通截止止回阀阀瓣的研磨工艺即可。通过该结构，一改传统安全阀形式单一只能顶装，侧装需接弯管的固定模式，本实用新型同时提供底部入口侧面出口的a型及一侧入口另一侧出口的b型以供选用，使得应用场景更广泛更便利。且下阀瓣与阀座螺纹连接，可以拆卸，如上下阀瓣轻微磨损可现场研磨，大幅降低维护周期，重度磨损可直接更换上下阀瓣，大幅降低维护成本。
26.7、本实用新型电磁先导阀上设置有针阀组件于压力控制模块供电电源断电且未发生火灾时，可以通过手动开关针阀，来实现先导阀的启闭，从而实现安全阀的安全使用或测试，方便、安全。
27.8、电磁线圈及压力控制模块外部均设置有防爆壳，压力控制模块内部设有保险丝，可以有效杜绝因电磁线圈烧毁或仪器内部线路老化等导致的火灾发生，防爆罩壳也可阻隔外部火源，使得火灾发生时，安全阀亦能正常工作相当长的时间，安全系数高。
28.9、本实用新型将压力采集口与主阀入口分开，分别与设备连接。相较于传统安全阀，依靠安全阀进口压力推动阀瓣使弹簧屈服启闭，安全阀于泄压时入口介质快速流通，并不能准确反馈设备内真实压力，易形成压差，本实用新型控制部始终采集设备内真实压力，主阀入口处压力偏差对安全阀性能影响被消除，更有助于提高安全阀的启闭精准度。
29.10、本实用新型回座弹簧稍具弹力，足够于上阀瓣上下两侧压力趋于平衡时将上阀瓣复位即可，导阀启闭主要依靠压力继电器控制，抗干扰能力强，稳定性更好，传统安全阀则完全依赖内部回座弹簧控制启动停止，巨幅降低了对回座弹簧性能的苛刻要求。
30.11、密封垫片根据使用场景及介质可选用氟塑料或金属等材质，主阀及导阀均未
使用o型密封圈，更能适应高温高压等复杂环境，可自如应对气态或液态介质。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.附图1是本实用新型一种电磁先导式安全阀的a型结构剖视图。
33.附图2是本实用新型一种电磁先导式安全阀的局部放大图一。
34.附图3是本实用新型一种电磁先导式安全阀的局部放大图二。
35.附图4是本实用新型一种电磁先导式安全阀的压力控制集成模块组成图。
36.附图5是本实用新型一种电磁先导式安全阀的线路图，
37.附图6是本实用新型一种电磁先导式安全阀的b型结构剖视图。
38.图中：1、主阀，1.1、主阀入口，1.2、主阀出口，2、电磁导阀，2.1、上阀盖，2.2、下阀盖，2.3、主螺栓，3、压力控制模块，3.1、压力继电器，3.2、接线端子排，3.3、保险丝，3.4、运行指示灯，3.5、电源指示灯，3.6、防水电缆接头，3.7、压力采集口，4、阀座，5、上阀瓣，5.1、v型节流孔，5.2、活塞环， 6、下阀瓣，6.1、销槽，7、主阀，8、回座弹簧，9、先导孔，10、电磁组件，11、导阀腔，12、针阀阀芯组件，13、防爆罩壳，14、导通孔，15、易熔金属螺丝，16、密封垫片。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
40.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
42.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该
结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
44.在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
45.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.实施例
47.一种电磁先导式安全阀，包括由下至上依次设置的主阀1、电磁导阀2、压力控制模块3；
48.所述主阀1设有主阀入口1.1及主阀出口1.2，所述主阀入口1.1、主阀出口1.2通过阀座4分隔，所述阀座4上设有下阀瓣6、上阀瓣5，所述上阀瓣5底部通过下阀瓣6与阀座4顶部、主阀1内壁连接，所述上阀瓣5顶部与电磁导阀2之间为主阀腔7，其内设有回座弹簧8，所述主阀出口1.2远离阀座4的一端贯穿设有先导孔9；
49.所述上阀瓣5上远离主阀1出口的一端贯穿设有v型节流孔5.1，所述上阀瓣5上由上至下间隔设有两道活塞环5.2，所述下阀瓣6与阀座4之间螺纹连接且设有密封垫片16，所述下阀瓣6上设有销槽6.1，所述上阀瓣5与下阀瓣6金属密封接触或软密封接触；
50.所述电磁导阀2上部通过电磁组件10连接有压力控制模块3，所述压力控制模块3包括压力继电器 3.1，所述压力继电器3.1为回差式机械压力继电器。
51.作为本实施例较佳实施方案的是，所述主阀1上部连接有电磁导阀2，电磁导阀2包括相对设置的上阀盖2.1、下阀盖2.2，所述上阀盖2.1、下阀盖2.2之间通过主螺栓2.3连接，所述上阀盖2.1与下阀盖2.2 之间设有导阀腔11，所述上阀盖2.1上部设有电磁组件10。
52.作为本实施例较佳实施方案的是，所述上阀盖2.1、下阀盖2.2均设有先导孔9，所述上阀盖2.1上先导孔9与导阀腔11之间由针阀阀芯组件12隔离。
53.作为本实施例较佳实施方案的是，在于，所述上阀盖2.1、下阀盖2.2、主阀1之间由数枚主螺栓2.3 紧固连接，所述上阀盖2.1、下阀盖2.2、主阀1上各自的先导孔9连接相通。
54.作为本实施例较佳实施方案的是，所述电磁组件10包括电磁线圈、静铁芯10.1、动铁芯10.2、弹簧 10.3，所述电磁组件10外设置防爆罩壳13，所述防爆罩壳13底部与上阀盖2.1之间由左右两枚小螺丝连接。
55.作为本实施例较佳实施方案的是，所述主阀1上的先导孔9与导阀腔11之间由位于下阀盖2.2上的易熔金属螺丝15及位于电磁组件10内的动铁芯10.2分别隔离。
56.作为本实施例较佳实施方案的是，所述下阀盖2.2上设有连接导阀腔11与主阀腔7的导通孔14。
57.作为本实施例较佳实施方案的是，所述易熔金属螺丝15与下阀盖2.2螺纹连接且设有密封垫片16，所述上阀盖2.1与下阀盖2.2之间各密封处设有密封垫片16，所述下阀盖2.2与主阀1之间各密封处设有密封垫片16。
58.作为本实施例较佳实施方案的是，所述压力控制模块3还包括接线端子排3.2、保险丝3.3、运行指示灯3.4、电源指示灯3.5，所述压力控制模块3一侧设有防水电缆接头3.6，另一侧设有压力继电器3.1的压力采集口3.7，所述压力采集口3.7与设备之间由高压紫铜
管另行连接，所述保险丝3.3设置于电源正极进线端，所述压力继电器3.1作为主开关与电磁导阀2内电磁组件10电源之间电连接，所述压力控制模块3 与外部电源及远程手动控制开关关联电连接。
59.作为本实施例较佳实施方案的是，所述压力控制模块3外部也设有防爆罩壳13，所述压力控制模块3 外部防爆罩壳13与电磁组件10外部防爆罩壳13之间由四枚小螺丝连接。
60.本实用新型具体实施方法：
61.安全阀主阀入口与设备泄压出口连接，安全阀压力采集口通过高压紫铜管另行与设备连接，于本安全阀工作时，介质进入主阀入口，并通过上阀瓣上内置v型节流孔进入主阀腔活塞腔，再经过通导孔进入导阀腔，另一路介质进入压力采集口，自此安全阀进入待工作状态。
62.正常工作条件下，当电源接通后，电源指示灯亮，当设备内介质压力达到规定启动压力值时，压力继电器上常开触点闭合，运行指示灯亮，同时电磁组件通电产生磁场克服弹簧力将先导阀打开，导阀腔与先导孔连通，导阀腔与主阀腔活塞腔内介质通过先导孔排出至主阀出口端，一部分介质由v型节流孔进入主阀腔活塞腔，由于自v型节流孔进入的流量远小于先导孔排出的流量，使主阀腔活塞腔的介质压力急剧下降，而上阀瓣下方的介质压力仍维持不变与主阀入口介质压力相同，这样上阀瓣上下侧形成较大压差，上低下高，从而使上阀瓣向上抬起，安全阀打开，当设备内压力降低至规定回座压力值时，压力继电器上闭合触点断开，运行指示灯熄灭，电磁组件失电，先导阀在电磁组件弹簧力及动铁芯自重共同作用下迅速复位，隔断先导孔与导阀腔的连接，主阀腔活塞腔内的介质不能外泄，而介质仍从v型节流孔不断地涌入主阀腔活塞腔内，导致导阀腔及主阀腔活塞腔内压力迅速恢复至与主阀入口侧压力持平，此时上阀瓣上下侧压力趋于平衡，上阀瓣在自重及回座弹簧的弹簧力的共同作用下迅速下降，由于上阀瓣上方介质压力作用面积远大于下方介质压力作用面积，使上阀瓣上下侧形成上高下低的较大压差，设备内介质压力越大，上下阀瓣之间接触越紧密，安全阀关闭，如此反复，实现安全阀于超压时自动开启，于压力降低后自动关闭。
63.当安全阀电源断开时，压力控制模块将不再工作，此时当设备内介质压力超过规定启动压力值时，可手动打开针阀，使导阀腔与先导孔连通，导阀腔与主阀腔活塞腔内介质通过先导孔排出至主阀出口端，一部分介质由v型节流孔进入主阀腔活塞腔，由于自v型节流孔进入的流量远小于先导孔排出的流量，使主阀腔活塞腔的介质压力急剧下降，而上阀瓣下方的介质压力仍维持不变与主阀入口介质压力相同，这样上阀瓣上下侧形成较大压差，上低下高，从而使上阀瓣向上抬起，安全阀打开，当设备内压力降低至规定回座压力值时，手动关闭针阀，隔断先导孔与导阀腔的连接，主阀腔活塞腔内的介质不能外泄，而介质仍从节流孔不断地涌入主阀腔活塞腔内，导致导阀腔及主阀腔活塞腔内压力迅速恢复至与主阀入口侧压力持平，此时上阀瓣上下侧压力趋于平衡，上阀瓣在自重及回座弹簧的弹簧力的共同作用下迅速下降，由于上阀瓣上方介质压力作用面积远大于下方介质压力作用面积，使上阀瓣上下侧形成上高下低的较大压差，设备内介质压力越大，上下阀瓣之间接触越紧密，安全阀关闭。
64.当火灾发生时，如火灾程度较低，未致使压力控制模块损坏或供电电源缺失，则安全阀依然可以电动自行控制；如火灾程度较高，致使压力控制模块损坏或供电电源缺失，则安全阀不能电动自行控制，此时火灾高温会使电磁导阀下阀盖上安装的特制易熔金属螺丝
自熔，使导阀腔与先导孔连通，导阀腔与主阀腔活塞腔内介质通过先导孔排出至主阀出口端，一部分介质由v型节流孔进入主阀腔活塞腔，由于自v型节流孔进入的流量远小于先导孔排出的流量，使主阀腔活塞腔的介质压力急剧下降，而上阀瓣下方的介质压力仍维持不变与主阀入口介质压力相同，这样上阀瓣上下侧形成较大压差，上低下高，从而使上阀瓣向上抬起，安全阀打开，无须人员操作即可自行泄放设备内介质，避免因高温致使设备压力过高发生更严重的爆炸事故或其他次生灾害。
65.本实用新型通过以上结构及实施方法，以简单、严谨、紧凑、美观的结构，实现电气化精准控制安全阀启停，巨幅降低启停误差，将调校次数由多次减少至一次，巨幅降低调校难度，当介质为液体时效果更显著。远程及就地手动、火灾自启等功能的增加，优化了安全阀的性能，并极大地增加了安全阀的可靠性与安全性，能更有效地保障人身及设备安全运行，巨幅降低了对制造工艺及调校水平的要求。解决了传统安全阀弹簧不可靠、密封性能低、安全系数低等一系列问题。具有工作精度高、稳定性高、安全系数高、损坏率低、生产工艺要求低、调校技术要求低、使用场景广泛、维护简单成本低、密封性强、无背压影响等特点。
66.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。