[发明专利]高压工况压杆失稳触发型泄压阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种泄压装置，更具体的涉及一种在压力超过设定值时能够自动开启的泄压装置。

背景技术

在石油、采矿、钻井等行业，为了防止井喷及井喷失控可能造成的爆炸等危险事故，保护系统的管道以及它们上下游的装置与设备，经常需要设置在超压工况下能够自动开启泄压的安全装置。

本发明是一种压杆失稳触发型泄压装置，且可以通过调整其有效受力面积使其能够适用于高压工况，并且具有很高的泄压精度。

发明内容

本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀，主要部件包括阀体、下侧法兰、活塞、阀盖、杆笼、细长杆、杆帽和右侧法兰。

其中，触发泄压阀动作的部件是细长杆，其安装于阀体外部，一端与活塞相接，另一端与安装于杆笼上的杆帽相接。当装置上游的介质压力低于设定值时，介质压力通过活塞作用在细长杆上的轴向载荷小于细长杆的临界载荷，细长杆保持稳定，活塞处于工作位置一，装置处于关闭状态；当装置上游的介质压力达到设定值时，介质压力通过活塞作用在细长杆上的轴向载荷大于细长杆的临界载荷，细长杆失稳造成其有效长度瞬间大幅度变小，活塞在介质压力推动下运动至工作位置二，此时活塞脱离阀座使装置开启，从而实现了超压工况下装置自动开启泄压的目的。

本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀，其活塞两端密封圈选取的有效直径不同，介质的压力将作用在活塞的两个密封圈之间的环面上。可以通过合理调整此环形有效受力面积，使得泄压阀与所应用工况的压力相适应。

附图说明

图1为本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀的主要结构图；

图2为本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀的两个活塞密封圈直径和环形有效受力面积示意图；

图3为本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀正常状态时的示意图；

图4为本发明涉及的适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀泄压状态时的示意图；

具体实施方式

适用于高压工况的压杆失稳触发型泄压阀，主要部件包括阀体1、下侧法兰2、活塞3、阀盖4、杆笼5、细长杆6、杆帽7和右侧法兰8。其中，触发泄压阀动作的部件是细长杆6，由细长杆6的压杆失稳触发阀门的泄压。如图1所示。

在正常工况下，介质从如图1所示的右侧法兰8流入阀体1。在阀门触发泄压后，介质会从如图1所示的下侧法兰排出。

其中，活塞3两端密封圈选取的有效直径不同，介质的压力将作用在活塞3的两个密封圈之间的环面上。可以通过合理调整此环形有效受力面积，使得泄压阀与所应用工况的压力相适应。

假设活塞3的小密封圈的外径为d，大密封圈的外径为D。则环形有效受力面积为π(D²-d²)/4。如图2所示。当D和d的尺寸接近时，环形有效受力面积π(D²-d²)/4会很小。即使介质的压力很大，通过环形有效受力面积作用在细长杆6上的轴向力也很小，使此结构适用于高压工况。

下面介绍本发明的具体实施方式。

在正常工况下，装置上游的介质压力低于设定值，介质压力通过活塞3的环形有效受力面积作用在细长杆6上的轴向载荷小于细长杆6的临界载荷，细长杆6保持稳定，活塞3处于工作位置一，装置处于关闭状态。见图3。

在非正常工况下，装置上游的介质压力达到设定值时，介质压力通过活塞3的环形有效受力面积作用在细长杆6上的轴向载荷超过细长杆6的临界载荷，细长杆6失稳造成其有效长度瞬间大幅度变小，活塞3在介质压力推动下运动至工作位置二，此时活塞3脱离下侧法兰2使装置开启而泄压。见图4。

在阀门泄压后，可以从阀体外部通过推动与活塞3一体的阀杆将活塞3复位，然后将细长杆6更换，阀门恢复密封状态。

根据压杆失稳的欧拉定律，可以通过调整细长杆6的弹性模量和长细比而改变其临界载荷，进而改变装置动作时的设定压力。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特种和/或步骤之外，均可以以任何方式组合。

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本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。