專利名稱：一種雙開啟壓力雙排量安全閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙開啟壓力雙排量安全閥，可用于維持各種常溫、高溫氣(液)體壓力控制，執行系統的壓力安全；特別適用于供氣量有限，或泄壓時需考慮經濟性的系統。
背景技術：
安全閥用于維持氣(液)壓系統安全，將超出系統安全壓力范圍的過量介質排放到系統外部。安全閥的開啟壓力和排放量是其重要的技術指標，決定其應用的范圍和條件。通常系統中的安全閥，只需提供一種開啟壓力，即系統內最薄弱結構所能可靠承受的最高壓力，超過這一壓力，安全閥應打開快速泄壓，使系統內的壓力維持在最高安全壓力，以保證系統不發生結構破壞。但對于一些特殊的氣壓系統如航天器及其運載器上的增壓系統，由于其攜帶的工作介質是有限的，在執行任務時無法得到有效的補充，其泄壓時需要考慮成本，盡量避免將大量介質排出而造成增壓氣體不足使任務無法完成。這種情況下需要一種能夠提供2種開啟壓力以及2種排量的安全閥，使系統壓力超過安全壓力時能夠先緩慢少量排氣，當小排量無法使系統壓力控制在正常范圍內時，再大量快速排氣。這樣可以確保系統安全、精確的運行。

發明內容
為解決現有單開啟壓力單排放量安全閥不能滿足系統安全性及經濟性的要求，本發明提供一種能在一定壓力下打開緩慢排氣，而當小排量無法使系統壓力恢復正常時，再大量快速排氣的安全閥。本發明的技術解決方案是一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥，所述主排量安全閥包括閥體1，套接在閥體I上的的彈簧外套5，還包括沿安全閥軸向方向依次設置的大流量液體入口、主閥芯2、主彈簧6，所述主彈簧6的一端抵在彈簧外套的內壁上，另一端抵在主閥芯2上，所述主閥芯2的另一端抵在大流量液體入口端構成密封副，所述閥體I上設置有主排放口，其特殊之處在于還包括副排量安全閥，所述副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內置閥芯3、副彈簧9，所述小流量液體入口設在主閥芯2內，一端與大流量液體入口相通，所述的內置閥芯3設置在主閥芯2內，其一端抵在小流量入口端構成密封副，另一端與副彈簧9相接觸，所述副彈簧9的另一端抵在彈簧外套5的內壁上，所述彈簧外套上設置有副排放口。還包括設置在副彈簧9與彈簧外套5之間的調節桿7，所述調節桿7的一端與副彈簧9接觸，所述調節桿的另一端穿過主彈簧6后與彈簧外套5螺紋連接且伸出彈簧套5。上述調節桿與副彈簧接觸的一端設置有盲孔，所述調節桿的側壁設置有多個與盲孔相通的通孔。還包括分別設置在彈簧外套5兩端的鎖緊螺母4及調節螺母8，所述鎖緊螺母4與閥體I螺紋連接，所述調節螺母8與調節桿7螺紋連接。
上述調節桿的中部設置有徑向擴張段，所述徑向擴張段的外徑略小于主彈簧的內徑。上述閥芯2與大流量液體入口之間構成錐面密封副，所述內置閥芯3與小流量液體入口之間構成錐面密封副。上述主閥芯2的導向面由圓柱面和平面組合而成。本發明與現有的技術相比具有如下優點1、本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，在主排量安全閥內設計了副排量安全閥，實現了 2種開啟壓力和排放量，是一種功能復合型閥門產品，功能可靠，使用維護便捷。設計中，在材料以及結構參數的選取上充分考慮了高溫使用條件的影響，適用于介質溫度> 700K的氣體壓力控制系統。2、本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，在副排量安全閥上添加了調節桿，通過彈簧外套和調節螺母可以固定其與副彈簧的相對位置，便于對副排量安全閥的開啟壓力靈活調節。3、本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥,主閥芯的導向面由圓柱面和平面組合而成，排放介質進入安全閥后，通過主閥芯側面的間隙在閥體與彈簧外套之間的容腔內流動，并通過安全閥閥體和彈簧外套上的排氣孔泄出，減少閥芯-閥體密封處之外的節流環節，可增大安全閥的排放能力。4、本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，主、副密封副均為錐面密封，當密封性無法滿足使用要求時，可將閥芯2和閥體1，內置閥芯3和閥芯2之間進行配研。5、本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥，調節桿與副彈簧接觸的一端設置有盲孔，側壁設置有多個與盲孔相通的通孔，便于副排量安全閥泄壓；調節桿的中部設置有徑向擴張段，用于對主彈簧提供輔助導向。


圖1是本發明一種雙開啟壓力雙排量安全閥的結構組成圖。
具體實施例方式一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥和副排量安全閥，主排量安全閥包括閥體1，套接在閥體I上的的彈簧外套5，沿安全閥軸向方向依次設置的大流量液體入口、主閥芯2、主彈簧6，主彈簧6的一端抵在彈簧外套的內壁上，另一端抵在主閥芯2上，主閥芯2的另一端抵在大流量液體入口端構成密封副，閥體I上設置有主排放口。 副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內置閥芯3、副彈簧9，小流量液體入口設在主閥芯2內，一端與大流量液體入口相通，內置閥芯3設置在主閥芯2內，其一端抵在小流量入口端構成密封副，另一端與副彈簧9相接觸，副彈簧9的另一端抵在彈簧外套5的內壁上，所述彈簧外套上設置有副排放口。裝配關系及功能實現閥體I和閥芯2組成安全閥的主密封副，主彈簧6安裝在閥芯2和彈簧外套5之間，通過調節彈簧外套5與閥體I連接螺紋的長度，調整加在閥芯2上的主彈簧6安裝力；主開啟壓力由主彈簧6的安裝力確定，主排氣量由主閥芯2的開度以及閥體I入口直徑確定，調整好主開啟壓力后，將鎖緊螺母4鎖死。閥芯2和內置閥芯3組成安全閥的副密封副，副彈簧9將內置閥芯3壓緊在閥芯2上，通過擰動調節桿7可以改變內置閥芯3的開啟壓力，副排氣量由內置閥芯3的開度以及閥芯2下端開孔直徑確定，調整好副開啟壓力后，將調節螺母8鎖死。使用前將安全閥的開啟壓力調整為系統的安全壓力上限。安全閥通過閥體I入口處螺紋與系統連接，當系統壓力高于安全壓力的上限時，安全閥內置閥芯3開啟，通過閥芯2上的小孔緩慢排氣，使系統壓力維持在允許的壓力范圍內，維持系統正常運行。當內置閥芯3打開后，系統壓力仍然在持續快速上升時，主閥芯2打開迅速將過量氣體排到系統外部，維持系統安全。本發明的技術原理是安全閥由閥體、閥芯、內置閥芯、鎖緊螺母、主彈簧、副彈簧、彈簧外套、調節桿和調節螺母組成。其中閥體和閥芯組成主密封副，控制主排放量，主閥芯開啟后安全閥可以快速大量排氣；由主彈簧、彈簧外套和鎖緊螺母構成主壓力調節機構，通過調節主彈簧的安裝高度，調節主開啟壓力。閥芯和內置閥芯組成副密封副，控制副排放量，內置閥芯開啟后，安全閥緩慢少量排氣；由副彈簧、調節桿、彈簧外套和調節螺母構成副壓力調節機構，通過調節副彈簧的安裝高控制安全閥的副開啟壓力。結構設計方面主、副密封副均為金屬錐面密封，當密封性無法滿足使用要求時，可將閥芯2和閥體1，內置閥芯3和閥芯2之間進行配研。閥體I入口通徑，閥體I下端和彈簧外套5上端共16個排氣孔的流通能力需相互匹配，都應能適應系統最大排放量的要求。為達到良好的密封性與動作可靠性，閥芯2與閥體1、內置閥芯3和閥芯2間的配合間隙可根據經驗選取，視使用溫度不同，也應作出相應調整。調節桿7下部的空心結構，有利于內置閥芯3開啟排氣，徑向擴張段可以對主彈簧6起到一定的導向作用。應用于某燃氣增壓系統的實施實例如下在某新型燃氣增壓系統的方案設計中采用了雙開啟壓力雙排量安全閥。根據設計要求，系統工作介質為熱燃氣(溫度氺700K)，額定壓力為L7=MPa;當發生故障時的最大流量為2L/s。經生產及試驗驗證，安全閥內置閥芯打開壓力1. 85 1. 9MPa，關閉壓力1. 8MPa，排量100 160ml/s。安全閥主閥芯打開最大流量可達2. 62L/s。1. 7MPa時總泄漏量為40 50L/h。本領域技術人員可以根據不同的設計要求和設計參數在不偏離權利要求所界定的結構的情況下進行各種增補、改進和更換，因此，本發明是廣泛的。
權利要求
1.一種雙開啟壓力雙排量安全閥，包括主排量安全閥，所述主排量安全閥包括閥體(1)，套接在閥體(I)上的的彈簧外套(5)，還包括沿安全閥軸向方向依次設置的大流量液體入口、主閥芯(2)、主彈簧(6)，所述主彈簧(6)的一端抵在彈簧外套的內壁上，另一端抵在主閥芯(2)上，所述主閥芯(2)的另一端抵在大流量液體入口端構成密封副，所述閥體(I)上設置有主排放口，其特征在于 還包括副排量安全閥，所述副排量安全閥包括小流量液體入口、空心內置閥芯(3)、副彈簧(9)，所述小流量液體入口設在主閥芯(2)內，一端與大流量液體入口相通，所述的內置閥芯(3)設置在主閥芯(2)內，其一端抵在小流量入口端構成密封副，另一端與副彈簧(9)相接觸，所述副彈簧(9)的另一端抵在彈簧外套(5)的內壁上，所述彈簧外套上設置有副排放口。
2.根據權利要求1所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于還包括設置在副彈簧(9)與彈簧外套(5)之間的調節桿(7)，所述調節桿(7)的一端與副彈簧(9)接觸，所述調節桿的另一端穿過主彈簧(6)后與彈簧外套(5)螺紋連接且伸出彈簧套(5)。
3.根據權利要求2所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述調節桿與副彈簧接觸的一端設置有盲孔，所述調節桿的側壁設置有多個與盲孔相通的通孔。
4.根據權利要求1或2或3所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于還包括分別設置在彈簧外套(5)兩端的鎖緊螺母(4)及調節螺母(8)，所述鎖緊螺母(4)與閥體(I)螺紋連接，所述調節螺母(8)與調節桿(7)螺紋連接。
5.根據權利要求4所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述調節桿的中部設置有徑向擴張段，所述徑向擴張段的外徑略小于主彈簧的內徑。
6.據權利要求5所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于，所述閥芯(2)與大流量液體入口之間構成錐面密封副，所述內置閥芯(3)與小流量液體入口之間構成錐面密封副。
7.根據權利要求6所述的雙開啟壓力雙排量安全閥，其特征在于所述主閥芯(2)的導向面由圓柱面和平面組合而成。
全文摘要
本發明公開一種雙開啟壓力雙排量安全閥的結構設計及實現途徑。安全閥具備2套不同的壓力調節機構，可以提供2種不同的開啟壓力以及相應的排氣量；其中閥體、閥芯、主彈簧、彈簧外套和鎖緊螺母構成主壓力-排量調節機構，提供安全閥的主開啟壓力及排放量；閥芯、內置閥芯、副彈簧、調節桿、彈簧外套和調節螺母構成副壓力-排量調節機構，提供安全閥的副開啟壓力及排放量。雙開啟壓力雙排量安全閥適用于各種氣壓系統，用于將高于系統安全壓力的氣體泄出，維持系統安全運行，特別適用于系統供氣量有限，當系統壓力略高時需要小排量緩慢泄壓，避免系統中氣體快速流失而得不到補充。安全閥為全金屬結構，也適用于高溫系統。
文檔編號F16K17/06GK103032612SQ20121053642
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者宋會玲, 孫亮, 曾維亮, 王春民, 袁洪濱, 羅大亮, 張思坤 申請人:中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所