一种天然气安全阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种天然气用安全阀，包括阀体、阀盖、进气转接头、支架、挡板和微动开关，其中：所述进气转接头与阀体连接，阀体与阀盖连接，支架与阀盖通过螺钉进行连接，所述挡板、微动开关和支架通过螺钉螺母固定；所述阀体与阀盖形成腔体，所述腔体中放置有阀芯组件；当燃气系统管道内的介质压力超过正常值时，在介质压力的作用下，阀芯组件向微动开关发生轴向位移，触动微动开关切断电路；所述阀芯组件上端面与所述阀盖的下端面之间安装有复位弹簧，当介质压力恢复正常值时，在复位弹簧的作用下，阀芯组件远离微动开关发生轴向位移，以使微动开关接通电路。本发明结构简单，装配快捷，动作灵敏，控制精度高，可广泛用于天然气行业。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及安全阀【技术领域】，具体涉及一种天然气安全阀，适用于天然气及爆炸 性气体输送管路系统中的安全保护。 -种天然气安全阀
【背景技术】
[0002] 作为清洁能源，天然气应用越来越普遍，压缩天然气生产、输送、应用技术的发展， 带动了管路输送控制元件的发展，目前的安全阀大多采用直接泄压的方式稳定系统压力， 这种传统的安全阀常会出现震颤、频跳、回座压力低、控制精度低等不利因素，造成能源的 浪费。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种天然气安全阀，用以在燃气系统发生 的超压情况下自动切断电路，以保证燃气系统的安全可靠。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种天然气安全阀，包括阀体、阀盖、进气转接 头、支架、挡板和微动开关，其中：
[0005] 所述进气转接头与所述阀体连接，所述阀体与所述阀盖连接，所述支架与所述阀 盖通过螺钉进行连接，所述挡板、所述微动开关和所述支架通过螺钉螺母固定；
[0006] 所述阀体与阀盖形成腔体，所述腔体中放置有阀芯组件；
[0007] 当燃气系统管道内的介质压力超过正常值时，在介质压力的作用下，阀芯组件向 微动开关发生轴向位移，触动微动开关切断电路；
[0008] 所述阀芯组件上端面与所述阀盖的下端面之间安装有复位弹簧，当介质压力恢复 正常值时，在复位弹簧的作用下，阀芯组件远离微动开关发生轴向位移，以使微动开关接通 电路。
[0009] 进一步地，所述阀芯组件包括阀芯、衬垫、锁紧螺母、膜片以及密封垫，其中：
[0010] 一层衬垫、膜片与另一层衬垫依次叠放构成三层结构；
[0011] 所述密封垫、所述三层结构以及所述锁紧螺母依次安装于所述阀芯上，所述锁紧 螺母用于将所述三层结构以及所述密封垫锁紧在所述阀芯上；
[0012] 所述阀体与阀盖之间通过对膜片的挤压实现密封；
[0013] 所述膜片未与其他结构接触的部分在燃气系统管道内的介质压力的作用下产生 形变，发生位移带动阀芯移动，从而控制微动开关的通断。
[0014] 进一步地，所述阀芯组件与所述微动开关之间置有一调节螺母，通过调整调节螺 母可调整调节螺母下端面和阀芯组件中锁紧螺母上端面的距离，从而调节所述阀芯组件的 行程，以保证阀芯组件触动微动开关的可靠性。
[0015] 进一步地，在所述阀体与膜片的压合部位，在阀体贴合面上开了两道环行凹槽，槽 以保证密封的可靠性。
[0016] 进一步地，所述紧定螺母、调节螺母和微动开关组成限位机构，所述紧定螺母用于 在所述调节螺母调节好行程后对调节螺母进行锁定；
[0017] 所述限位机构在阀体、阀盖、复位弹簧、阀芯组件装配完成后开始装配；
[0018] 所述阀芯下端面以阀体内台阶面为支撑，此时阀芯处于下端限位状态，轻轻将限 位机构的调节螺母旋入阀盖上的螺纹孔内，当限位机构下端面与阀芯组件上的锁紧螺母接 触时停止旋转，测量限位机构上端面与阀盖上端面距离H1 ;
[0019] 测量完成后慢慢旋出限位机构，再记录限位机构上端面与阀盖上端面距离H2,此 时的H2-H1即为阀芯移动的最大位移；
[0020] 当阀芯移动到最大位移时，阀芯组件上端面与限位机构下端面贴合，阀芯组件被 限位，由此实现限位功能。
[0021] 进一步地，所述支架采用直角结构，其一端通过螺钉固定在阀盖上，微动开关固定 在支架直角的另一侧，支架上固定孔的安装尺寸需保证微动开关触点下端面与阀芯上端面 间隙为0. 5_，阀芯的轴线与微动开关的触点中心线对齐。
[0022] 进一步地，所述阀体上开有节流孔，以降低在紧急情况下气体经过转接装置进入 阀体与膜片形成的空腔内，对膜片造成的冲击。
[0023] 进一步地，在所述微动开关的两侧加装有两层环氧玻璃布层压板，以对微动开关 进行防护。
[0024] 优选地，所述阀体与所述阀盖之间通过螺纹进行连接，便于装配。
[0025] 优选地，所述微动开关的行程为2. 5mm。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0027] 1、本发明提供了一种新型天然气安全阀，当燃气系统管道内的介质压力异常时， 在介质压力的作用下，阀芯组件开始动作，使阀芯产生轴向位移，触动微动开关，自动切断 系统电路，对人身安全和设备运行起重要保护作用；
[0028] 2、本发明所提供的天然气安全阀设计采用阀芯组件结构，阀内部带有阀芯限位机 构，利用弹簧和作用在膜片上的力的平衡实现对电路通断的有效控制，采用膜片执行机构， 能够精确的调节阀芯位移量，使产品在整个系统中有效的实现安全保护功能；
[0029] 3、本发明采用微动开关控制电路的通断，并且该安全阀还进行了开关部位的机构 设计，进行结构优化，实现了对微动开关的可靠控制；
[0030] 4、本发明结构简单、装配快捷、动作灵敏、使用方便、控制精度高、可靠性高，可广 泛用于天然气行业，尤其适用于空间小、控制精度高、灵敏度高的燃气控制系统中，可实现 天然气系统中的安全防护功能，防止系统因为压力异常引起安全事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1是本发明天然气用安全阀的内部结构示意图；
[0032] 图2是本发明天然气用安全阀的阀芯组件结构示意图；
[0033] 图3是本发明天然气用安全阀的外形示意图；
[0034] 图4是本发明天然气用安全阀的阀芯中通气孔示意图；
[0035] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0036] 1-密封垫2-阀体3-阀芯组件4-复位弹簧5-调节螺母6-支架7-微动开关 8_挡板9-螺钉10-螺母11-紧定螺母12-阀盖13-进气转接头101-阀芯102-衬垫 103-锁紧螺母104-膜片105-密封垫。
【具体实施方式】
[0037] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038] 本发明采取的技术方案为：一种新型天然气安全阀，当燃气系统管道内的介质压 力异常时，在介质压力的作用下，阀芯组件3开始动作，使阀芯组件3产生轴向位移，触动微 动开关7,自动切断系统电路，对人身安全和设备运行起重要保护作用。由于此天然气安全 阀体2体积小，结构紧凑，控制精度要求高，且有防爆要求，在设计中经过充分考虑，在产品 内部结构进行创新设计，处于相对滑动的零件均采用金属与非金属材质配合，避免在摩擦 过程中产生火花引起爆炸，该阀设计采用阀芯组件3结构，阀内部带有阀芯限位机构，利用 复位弹簧4和作用在膜片上的力的平衡实现对电路通断的有效控制。采用膜片执行机构， 能够精确的调节阀芯位移量，使产品在整个系统中有效的实现安全保护功能，此外该安全 阀还进行了开关部位的机构设计，进行结构优化，实现了对微动开关7的可靠控制。其有益 效果是实现了燃气系统的安全保护，防止系统超压造成安全事故，尤其适用于空间小、控制 精度高、灵敏度高的燃气控制系统中。其可在系统超压情况下自动切断电路，待系统恢复正 常后继续工作，无能源浪费，灵敏度高，安全可靠。
[0039] 本发明提供了一种天然气安全阀，主要包括阀体2,阀盖12,进气转接头13,支架 6,挡板8和微动开关7,进气转接头13与阀体2通过螺纹进行连接，阀体2与阀盖12通过 螺纹进行连接，支架6与阀盖12通过螺钉进行连接，挡板8、支架6和微动开关7通过螺钉 与螺母固定在一起。阀芯组件3置于阀体2与阀盖12形成的腔体中。当燃气系统管道内 的介质压力超过正常值时，在介质压力的作用下，阀芯组件3向微动开关7发生轴向位移， 触动微动开关7切断电路；
[0040] 所述阀芯组件3上端面与所述阀盖12的下端面之间安装有复位弹簧4,当介质压 力恢复正常值时，在复位弹簧4的作用下，阀芯组件3远离微动开关7发生轴向位移，以使 微动开关7接通电路。
[0041] 所述阀芯组件3包括阀芯101、衬垫102、锁紧螺母103、膜片104以及密封垫105， 其中：
[0042] 一层衬垫102、膜片104与另一层衬垫102依次叠放构成三层结构；
[0043] 所述密封垫105、所述三层结构以及所述锁紧螺母103依次安装于所述阀芯101 上，所述锁紧螺母103用于将所述三层结构以及所述密封垫105锁紧在所述阀芯101上；
[0044] 所述阀体22与阀盖12之间通过对膜片104的挤压实现密封；
[0045] 所述膜片104未与其他结构接触的部分在燃气系统管道内的介质压力的作用下 产生形变，发生位移带动阀芯101移动，从而控制微动开关7的通断。
[0046] 所述阀芯组件3与所述微动开关7之间置有一调节螺母5,通过调整调节螺母5可 调整调节螺母5下端面和阀芯组件3中锁紧螺母103上端面的距离，从而调节所述阀芯组 件3的行程，以保证阀芯组件3触动微动开关7的可靠性。
[0047] 在密封处阀体2 -端开有V型凹槽，保证密封可靠，通过调整调节螺母5可调节阀 芯组件3的行程，利用膜片的微小位移带动阀芯移动，以此来控制微动开关7的通断，保证 其触动微动开关7的可靠性，实现安全保护功能。因为介质为天然气，为易燃易爆的气体， 故设计中考虑了防爆的因素，处于相对滑动的零件均采用金属与非金属材质配合，避免在 摩擦过程中产生火花引起爆炸。
[0048] 在紧急情况下，气体经过转接装置进入阀体2与膜片形成的空腔内，阀体2上开有 节流孔，有效的降低了气体压力对膜片的冲击性，衬垫、锁紧螺母，膜片、橡胶垫和阀芯组成 的阀芯组件3在气体压力的作用下带动阀芯向上移动，阀芯在上移的过程中触动微动开关 7,切断电路，对人身安全和设备运行起重要保护作用。
[0049] 安全阀阀体2与阀盖12采用螺纹连接形式，便于装配，为了保证安全阀的密封可 靠性，在阀体2与膜片的压合部位，在阀体2贴合面上开了两道环行凹槽，槽深0. 4mm，凹槽 截面为等边三角形，很好的保证了密封的可靠性。此安全阀要求介质气压在0. 〇3MPa时开 始动作，〇. 〇5MPa时完全开启，控制精度高，此阀适应压力范围为0-lMPa。
[0050] 由于微动开关7触发行程较短，仅为2. 5mm，为了保证阀芯在触发微动开关7的过 程中准确可靠，避免对微动开关7造成损害，故在产品结构设计中进行了限位机构的设计， 限位机构主要由阀芯组件3,调节螺母5,紧定螺母11和微动开关7组成，当阀体2,阀盖12， 弹簧，阀芯组件3等装配完成后，开始装配限位机构，因为阀芯下端面以阀体2内台阶面为 支撑，所以阀芯101此时处于下端限位状态，轻轻将限位机构旋入阀盖12上的螺纹孔内，当 旋到限位机构下端面与阀芯组件3上的锁紧螺母刚好接触时，停止旋转，测量限位机构上 端面与阀盖12上端面距离H1，测量完成后慢慢旋出限位机构，再记录限位机构上端面与阀 盖12上端面距离H2,保证H2-H1 = 3mm，此时的3mm即为阀芯组件3移动的最大位移，当 阀芯组件3移动到最大位移时，阀芯组件3上端面与限位机构下端面贴合，阀芯组件3被限 位，由此实现了限位功能，这种结构设计不仅保证了控制的可靠性，且在调试中简便易行。
[0051] 为了保证微动开关7动作的准确性和可靠性，本设计采用支架6结构形式对微动 开关7进行固定，支架6采用直角结构形式，一端通过螺钉固定在阀盖12上，微动开关7固 定在支架6直角的另一侧，通过计算，确定支架6上固定孔的安装尺寸，保证微动开关7触 点下端面与阀芯组件3上端面间隙为0. 5mm，阀芯101轴线与触点中心线对齐，为了保护微 动开关7,在微动开关7的两侧加装了两层环氧玻璃布层压板进行防护，此支架6结构可以 很好的保证微动开关7的通断可靠性及微动开关7的防护安全性。
[0052] 具体地，如图1和图2所示，本发明提供了一种新型天然气安全阀，进气转接头13 与阀体2通过螺纹连接，阀体2与阀盖12通过螺纹连接在一起，支架6通过螺钉固定在阀 盖12上端面上，挡板8和微动开关7 -起通过螺钉9和螺母10固定在支架6上；进气转接 头13与阀体2之间通过密封垫1进行密封，阀体2上开有φ 〇. .5πιιη节流孔，在阀体2与膜 片104的压合部位，在阀体2贴合面上开了两道环行凹槽，槽深0. 4mm，凹槽截面为等边三角 形，保证密封可靠。如图3所示，为本发明天然气安全阀的外观示意图。
[0053] 阀芯组件3置于阀体2与阀盖12组成的腔体中，阀芯组件3由阀芯101、衬垫102、 锁紧螺母103、膜片104和密封垫105组成，如图4所示，阀芯101内对称的开有4个通气孔， 阀芯101上端面与微动开关7下端面之间的距离为0. 5mm，阀芯组件3通过阀体2上的台阶 面进行定位，阀芯组件3与阀盖12之间装有复位弹簧4,通过调节调节螺母5可调节调节螺 母5下端面和阀芯组件3中锁紧螺母上端面的距离，进而可以调节阀芯组件3的行程，调节 阀芯组件3行程为3mm，调整好行程后，用紧定螺母1111对调节螺母5进行锁定，微动开关 7触发行程较短为2. 5mm，当系统压力异常时，阀芯组件3在0. 03MPa时开始动作，0. 05MPa 时完全开启，触动微动开关7,切断电路，保护系统，到压力恢复正常后，在复位弹簧4的作 用下，阀芯组件3回到初始位置，微动开关7复位，系统正常工作。此安全阀控制精度高，最 大工作压力可达1. 5MPa。
[0054] 本发明实现了燃气系统的安全保护功能，简单方便，防止系统压力异常造成安全 事故，尤其适用于空间小、控制精度高、灵敏度高的燃气控制系统中。
[0055] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种天然气安全阀，其特征在于，包括阀体（2)、阀盖（12)、进气转接头（13)、支架 (6)、挡板⑶和微动开关（7)，其中： 所述进气转接头（13)与所述阀体（2)连接，所述阀体（2)与所述阀盖（12)连接，所述 支架（6)与所述阀盖（12)通过螺钉进行连接，所述挡板（8)、所述微动开关（7)和所述支架 (6) 通过螺钉与螺母固定； 所述阀体⑵与阀盖（12)形成腔体，所述腔体中放置有阀芯组件（3); 当燃气系统管道内的介质压力超过正常值时，在介质压力的作用下，阀芯组件（3)向 微动开关（7)发生轴向位移，触动微动开关（7)切断电路； 所述阀芯组件（3)上端面与所述阀盖（12)的下端面之间安装有复位弹簧（4)，当介质 压力恢复正常值时，在复位弹簧（4)的作用下，阀芯组件（3)远离微动开关（7)发生轴向位 移，以使微动开关⑵接通电路。
2. 如权利要求1所述的天然气安全阀，其特征在于，所述阀芯组件⑶包括阀芯 (101)、衬垫（102)、锁紧螺母（103)、膜片（104)以及密封垫（105)，其中： 一层衬垫（102)、膜片（104)与另一层衬垫（102)依次叠放构成三层结构； 所述密封垫（105)、所述三层结构以及所述锁紧螺母（103)依次安装于所述阀芯（101) 上，所述锁紧螺母（103)用于将所述三层结构以及所述密封垫（105)锁紧在所述阀芯（101) 上； 所述阀体⑵与阀盖（12)之间通过对膜片（104)的挤压实现密封； 所述膜片（104)未与其他结构接触的部分在燃气系统管道内的介质压力的作用下产 生形变，发生位移带动阀芯（101)移动，从而控制微动开关（7)的通断。
3. 如权利要求2所述的天然气安全阀，其特征在于，所述阀芯组件（3)与所述微动开关 (7) 之间置有一调节螺母（5)，通过调整调节螺母（5)可调整调节螺母（5)下端面和阀芯组 件（3)中锁紧螺母（103)上端面的距离，从而调节所述阀芯组件（3)的行程，以保证阀芯组 件（3)触动微动开关的可靠性。
4. 如权利要求2或3所述的天然气安全阀，其特征在于，在所述阀体（2)与膜片（104) 的压合部位，在阀体（2)贴合面上开了两道环行凹槽，槽以保证密封的可靠性。
5. 如权利要求2所述的天然气安全阀，其特征在于，所述紧定螺母（11)、调节螺母（5) 和微动开关（7)组成限位机构，所述紧定螺母（11)用于在所述调节螺母（5)调节好行程后 对调节螺母（5)进行锁定； 所述限位机构在阀体（2)、阀盖（12)、复位弹簧（4)、阀芯组件（3)装配完成后开始装 配； 所述阀芯（101)下端面以阀体（2)内台阶面为支撑，此时阀芯处于下端限位状态，轻 轻将限位机构的调节螺母（5)旋入阀盖（12)上的螺纹孔内，当限位机构下端面与阀芯组件 (3)上的锁紧螺母（103)接触时停止旋转，测量限位机构上端面与阀盖上端面距离H1 ; 测量完成后慢慢旋出限位机构，再记录限位机构上端面与阀盖（12)上端面距离H2,此 时的H2-H1即为阀芯（101)移动的最大位移； 当阀芯（101)移动到最大位移时，阀芯组件（3)上端面与限位机构下端面贴合，阀芯组 件（3)被限位，由此实现限位功能。
6. 如权利要求2所述的天然气安全阀，其特征在于，所述支架（6)采用直角结构，其一 端通过螺钉固定在阀盖（12)上，微动开关（7)固定在支架（6)直角的另一侧，支架（6)上 固定孔的安装尺寸需保证微动开关（7)触点下端面与阀芯（101)上端面间隙为0. 5mm，阀芯 (101)的轴线与微动开关（7)的触点中心线对齐。
7. 如权利要求2所述的天然气安全阀，其特征在于，所述阀体（2)上开有节流孔，以降 低在紧急情况下气体经过转接装置进入阀体（2)与膜片（104)形成的空腔内，对膜片造成 的冲击。
8. 如权利要求1所述的天然气安全阀，其特征在于，在所述微动开关（7)的两侧加装有 两层环氧玻璃布层压板，以对微动开关（7)进行防护。
9. 如权利要求1所述的天然气安全阀，其特征在于，所述阀体（2)与所述阀盖（12)之 间通过螺纹进行连接，便于装配。
10. 如权利要求1所述的天然气安全阀，其特征在于，所述微动开关（7)的行程为 2. 5mm〇
【文档编号】F16K17/06GK104048081SQ201410234774
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】潘伟, 周华波, 叶昌楠 申请人:湖北三江航天红峰控制有限公司