[发明专利]基于压杆失稳触发的膜片先导型自动阀

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种在压力超过设定值时能够自动开启或关闭的阀门。

背景技术

为了保护压力管道、压力容器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或关闭的阀门。在以往的实践中，通常使用压力变送器检测压力管道或者压力容器中的压力，压力变送器输出信号至控制系统，当压力超过设定值时，控制系统会自动发出指令使阀门开启或者关闭。

使用压力变送器和控制系统共同实现超压工况下自动启闭阀门的主要潜在风险在于，如果压力变送器失效，或者压力变送器与控制系统之间的信号传输出现问题，或者控制系统与阀门之间的信号传输出现问题，就可能出现压力已经超过设定值，阀门却未如期动作的情形，给压力管道、压力容器以及它们上下游的装置与设备带来威胁。

在压力控制精度要求较高的低压场合，尤其需要提高触发的灵敏性和可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种工作稳定可靠、特别适用于低压自动控制场合的基于压杆失稳触发的膜片先导型自动阀。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

基于压杆失稳触发的膜片先导型自动阀，包括安装于管道上的开关阀，所述开关阀的阀杆连接有开关执行机构；位于所述开关阀上游的管道上设置有触发所述开关执行机构动作的先导触发机构；

所述先导触发机构包括先导阀体，所述先导阀体内由膜片分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室通过连通管与位于所述开关阀上游的管道相连通，所述先导阀体内滑动安装有与膜片相连接的顶杆，所述顶杆的上端伸出所述先导阀体且连接有用于限制所述开关执行机构动作的锁止卡槽，所述顶杆的下端伸出所述先导阀体且连接有触发杆；

当第一腔室内压力超过设定值时，介质压力通过膜片传递而使所述触发杆发生失稳弯曲，此时所述锁止卡槽解除对所述开关执行机构限制，进而所述开关执行机构触发开关阀由正常阀位改变为非正常阀位。

作为优选，所述开关执行机构包括缸体，所述缸体内滑动安装有推杆，所述推杆的上端连接有执行活塞，所述执行活塞与所述缸体之间设置有压缩弹簧，所述推杆的中部铰接安装有与所述阀杆相连接的拨叉，所述推杆的下端伸出所述缸体，所述推杆做直线运动时带动所述拨叉进而改变所述开关阀的阀位状态；所述缸体的下端铰接安装有两个相对设置的锁止摇臂，所述开关阀处于正常阀位时，两个锁止摇臂处于闭合状态且所述推杆的下端与两个锁止摇臂相接触，两个所述锁止摇臂的自由端限制于所述锁止卡槽内。

作为优选，还包括推杆复位机构，所述推杆复位机构包括与所述执行活塞的活塞杆相连接的复位连杆，所述复位连杆上螺纹连接有复位手轮；两个所述锁止摇臂之间设置有复位弹簧。

作为优选，两个所述锁止摇臂的自由端均安装有与所述锁止卡槽滚动摩擦的轴承。

作为优选，所述顶杆与所述膜片之间设置有支撑所述膜片的支撑板。

作为优选，所述触发杆的外侧设置有保护罩，所述触发杆通过螺帽与所述保护罩可拆卸连接。

由于采用上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：

当开关阀上游管道内介质压力低于设定压力时，即先导阀体的第一腔室内的压力低于设定压力，此时触发杆承受的载荷小于其临界载荷而压杆稳定，触发杆的轴向推力使膜片处于工作位置一，此时与顶杆连接为一体的锁止卡槽将两个锁止摇臂卡住，锁止摇臂不会发生旋转，使得锁止摇臂将推杆顶住，推杆不会发生轴向直线运动，开关阀处于正常阀位。

当开关阀上游管道内介质压力高于设定压力时，即先导阀体的第一腔室内的压力高于设定压力，此时触发杆承受的载荷将超过其临界载荷而压杆失稳、丧失承载能力，其作用在顶杆上的推力会骤然降低，介质压力会推动膜片移动至工作位置二，在此过程中，顶杆会带动与之固定为一体的锁止卡槽移动直至锁止卡槽失去对锁止摇臂的约束作用，推杆在压缩弹簧的推动作用下推动锁止摇臂旋转，锁止摇臂将不再顶住推杆，在压缩弹簧的驱动下，开关阀将由正常阀位改变为非正常阀位(若正常工况下开关阀处于全开位，则超压工况下开关阀应自动关闭，阀位变为全关位；若正常工况下开关阀处于全关位，则超压工况下开关阀应自动开启，阀位变为全开位)，从而实现了超压时阀门的自动开启或者关闭。