阅读说明：本技术 一种安全阀 (Safety valve ) 是由 黄延军 邵玉刚 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于工业阀门技术领域。本发明公开了一种安全阀,包括主阀体、主阀芯、连接板和先导阀；主阀芯的一端与连接板连接,另一端与主通道所在的平面保持贴平接触,先导阀对流至连接板并对主阀芯进行转动驱动的工作油液进行流动控制,从而控制主阀芯相对于连接板的转动方向,进而控制主阀芯对主通道的通断控制,实现沿水平方向对进油口和出油口之间主通道的启闭控制。本发明的安全阀,不仅可以避免主阀芯因同心度产生的卡顿,保证溢流动作的顺利进行,而且可以提高对密封面的保护和降低启闭冲击,提高整个安全阀的使用寿命和工作稳定性。(The invention belongs to the technical field of industrial valves. The invention discloses a safety valve, which comprises a main valve body, a main valve core, a connecting plate and a pilot valve, wherein the main valve body is provided with a main valve core; one end of the main valve core is connected with the connecting plate, the other end of the main valve core is in flat contact with the plane where the main channel is located, the pilot valve controls the flow of working oil which flows to the connecting plate and drives the main valve core to rotate, so that the rotation direction of the main valve core relative to the connecting plate is controlled, the on-off control of the main valve core on the main channel is controlled, and the opening and closing control of the main channel between the oil inlet and the oil outlet along the horizontal direction is achieved. The safety valve of the invention can not only avoid the jamming of the main valve core caused by concentricity and ensure the smooth operation of overflow action, but also improve the protection of the sealing surface and reduce the start-stop impact, and improve the service life and the working stability of the whole safety valve.)

一种安全阀

技术领域

本发明属于工业阀门技术领域，具体涉及一种安全阀。

背景技术

先导式安全阀，是受压设备、容器或管路上的最佳超压保护装置，主要用于石油、化工、电力、冶金等领域中。然而，在安全阀的加工装配过程中，会由于种种原因导致其后续的实际使用性能受到影响。

目前，在常规先导式安全阀中都是通过位于同一轴线上主阀芯和主阀座之间的相对轴向移动，实现安全阀的启闭动作。但是，在加工和装配过程中，由于误差的累计，有时会使得主阀芯和主阀座的同心度发生偏差，造成主阀活动不灵敏，进而导致安全阀不能在额定压力下顺利开启。此外，主阀芯在开启时，主阀芯的密封面上会附着有杂质，而在关闭时杂质的存在会导致主阀芯的密封性不好，并且对主阀芯和主阀座的密封面造成损伤，而且主阀芯在启闭时会与主阀座的密封面发生冲击碰撞，导致主阀芯和主阀座的密封面进一步受到损坏而影响使用寿命。另外，传统的先导式安全阀在工作时，主阀的开闭动作通常比较迅猛，从而产生很大的压力冲击，这种压力冲击会给所在的系统带来很大负担，造成系统的损失，影响系统的使用寿命。

发明内容

为了解决上述现有先导式安全阀存在的问题，本发明提出了一种全新结构形式的安全阀。该安全阀包括主阀体、主阀芯、连接板和先导阀；其中，所述先导阀插装固定在所述主阀体上，并且所述主阀体上设有进油口、出油口、第一油孔、第二油孔、第三油孔和第四油孔，所述进油口与所述出油口之间通过主通道连通；

所述先导阀设有先导油口、第一控制油口、第二控制油口、回油口和先导阀芯；所述先导阀芯，用于控制所述先导油口与所述第一控制油口之间连通时，保持所述第二控制油口与所述回油口之间连通，以及控制所述先导油口与所述第二控制油口之间连通时，保持所述第一控制油口与所述回油口之间连通；

所述连接板位于所述阀体内部，并且所述连接板的上端面设有安装槽，所述安装槽内设有弧形槽；

所述主阀芯的两端分别为沿水平方向设置的驱动端和控制端，并且所述驱动端设有滑块；所述驱动端位于所述安装槽内，并且可以在所述安装槽内进行转动，进而带动所述控制端进行转动，所述滑块位于所述弧形槽内，可以沿所述弧形槽进行往返滑动，并且所述滑块与所述弧形槽之间为滑动密封；所述控制端与所述主通道所在的平面保持贴平接触，并且设有轴向贯穿其壁厚的通孔，所述主通道位于所述通孔随所述控制端转动的圆周上；

所述第一油孔连通所述进油口和所述先导油口，所述第二油孔连通所述第一控制油口和所述弧形槽的一端，所述第三油孔连通所述第二控制油口和所述弧形槽的另一端；所述第四油孔连通所述回油口和所述出油口连通。

优选的，所述先导阀芯，包括先导控制杆和旋转阀芯；所述先导控制杆沿轴向贯穿所述旋转阀芯，并且所述先导控制杆进行轴向移动时，所述旋转阀芯绕所述先导控制杆进行圆周方向转动；所述旋转阀芯的外表面设有分别沿轴向开设的第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽沿圆周方向交错布设，同时所述第一控制油口和所述第二控制油口沿圆周方向交错布设，且所述第一沟槽和所述第二沟槽的交错关系与所述第一控制油口和所述第二控制油口的交错关系相对应；所述第一沟槽用于所述先导油口与所述第一控制油口或所述第二控制油口的连通，所述第二沟槽用于所述回油口与所述第二控制油口或所述第一控制油口的连通。

进一步优选的，所述旋转阀芯的一端设有内旋转槽，所述先导控制杆上设有凸台，所述凸台位于所述内旋转槽内并且可以沿所述内旋转槽进行往返滑动，形成所述旋转阀芯与所述先导控制杆之间沿轴向的相对移动和沿圆周方向的相对转动。

进一步优选的，所述先导阀，还包括先导阀体和先导弹簧；所述先导阀体与所述主阀体连接，所述先导弹簧位于所述先导阀体中；所述先导控制杆沿轴向贯穿所述旋转阀芯后，一端位于先导油口区域，另一端伸至所述先导阀体中与所述先导弹簧接触；所述先导控制杆与所述先导阀体之间设有沿轴向的导向平键。

进一步优选的，所述先导阀，还包括先导阀套；所述先导阀套与所述先导阀体连接，并且套设在所述旋转阀芯上，所述先导油口、所述第一控制油口、所述第二控制油口和所述回油口位于所述先导阀套上。

进一步优选的，所述先导阀体上设有调节螺钉；所述调节螺钉与所述先导阀体采用螺纹连接，并且一端伸至所述先导阀体内部与所述先导弹簧接触。

优选的，所述主阀芯采用分体式结构，所述控制端与所述驱动端采用可拆卸的方式固定连接。

进一步优选的，所述控制端与所述驱动端采用插装式连接，并且通过定位平键进行圆周方向的固定。

进一步优选的，该安全阀还设有压紧弹簧；所述压紧弹簧套设在所述主阀芯上，并且一端与所述控制端接触，另一端与所述连接板接触，对所述控制端产生压紧力，将所述控制端与所述主通道所在的平面保持贴平接触。

优选的，所述主阀体采用分体式结构，包括设有进油口和出油口的第一阀体，以及用于安装所述先导阀的第二阀体，所述连接板固定在所述第一阀体与所述第二阀体之间。

相较于现有的安全阀，采用本发明的安全阀进行系统中工作介质的溢流操作时，具有以下有益技术效果：

1、在本发明中，通过主阀芯与连接板之间的连接，并且通过将工作介质引入连接板中对主阀芯形成往复转动的驱动控制，从而在主阀芯的往复转动过程中实现对进油口与出油口之间主通道沿水平方向的逐渐遮盖关闭和开启，进而获得对进油口和出油口之间油路的通断控制目的。这样，改变了在现有安全阀中，通过主阀芯与主阀座之间轴向相对移动，而形成进油口与出油口之间的启闭控制形式，不仅可以避免由于加工或装配误差，导致主阀芯和主阀座的同心度发生偏差而造成主阀动作卡顿的问题，从而保证安全阀的顺利开启和关闭，而且可以避免主阀芯与主阀座之间沿轴向开启和关闭时所产生的冲击碰撞，从而实现对主阀芯的保护，提高整个安全阀的使用寿命。

2、本发明的安全阀中，主阀芯在水平转动过程中可以对主通道的开度进行逐渐控制，直至全部开启或关闭。这样，避免了现有安全阀迅猛开启时对系统造成的压力冲击，提升了系统的稳定性。此外，通过主阀芯水平方向的往返旋转，可以将主通道开启时附着在密封面上的杂质，在关闭的反向旋转过程中被刮掉，从而避免关闭时杂质被压在密封面之间而造成密封面损伤的问题，进而保证主阀芯对主通道的密封效果，提高了整个安全阀的工作可靠性。

3、在本发明中，通过将主阀芯改进为沿水平方向往复转动而完成对主阀的启闭控制，可以大大减低对阀体的轴向尺寸要求，减小整个安全阀的轴向尺寸，从而提高整个安全阀的结构紧凑性。

4、在本发明中，通过将先导阀中的先导阀芯设计为由先导控制杆和旋转阀芯组成的形式，并且在旋转阀芯的外表面布设沿圆周方向交错的第一沟槽和第二沟槽，当先导控制杆进行轴向移动时，可以带动旋转阀芯绕先导控制杆进行圆周方向的转动，进而由第一沟槽和第二沟槽对先导油口、第一控制油口、第二控制油口和回油口之间的连通关系进行控制。这样，通过旋转阀芯绕先导控制杆转动实现不同油路之间的通断切换，不仅避免了常规先导阀进行油路通断切换时，阀芯与阀座之间的冲击碰撞，从而实现对先导阀中零部件的保护，提高了先导阀的使用寿命和使用性能，而且大大减少了对先导阀的轴向尺寸要求，从而提高先导阀的结构紧凑性。

附图说明

图1为本实施例中安全阀的外形结构示意图；

图2为本实施例中安全阀关闭状态的剖面结构示意图；

图3为图2中先导阀与主阀体连接的局部剖面结构示意图；

图4为图3中沿W-W方向的剖面示意图；

图5为图2中H-H处的截面示意图；

图6为本实施例中安全阀开启状态的剖面结构示意图；

图7为图6中先导阀与主阀体连接的局部剖面结构示意图；

图8为图7中沿N-N方向的剖面示意图；

图9为图6中F-F处的截面示意图；

图10为本实施例中旋转阀芯的外形结构示意图；

图11为本实施例中先导控制杆的外形结构示意图；

图12为本实施例主阀芯中控制端的外形结构示意图；

图13为本实施例主阀芯中驱动端的外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1至图5所示，本实施例的安全阀，包括主阀体1、主阀芯2、连接板3和先导阀4。其中，先导阀4沿水平方向插装固定在主阀体1上，并且主阀体1上设有进油口11、出油口12、第一油孔13、第二油孔14、第三油孔15和第四油孔16，并且进油口11与出油口12之间通过沿竖直方向开设的主通道17进行连通。

连接板3位于阀体1的内部，并且连接板3的上端面设有安装槽，在安装槽的底部设有弧形槽32。

主阀芯2的两端分别为沿水平方向设置的驱动端21和控制端22，驱动端21和控制端22固定连接，并且在驱动端21上设有滑块23。其中，驱动端21位于安装槽内，并且可以在安装槽内进行转动，进而带动控制端22进行转动。滑块23位于弧形槽32内，可以在弧形槽32内进行往返滑动，并且滑块23与弧形槽32之间为滑动密封。此时，滑块在弧形槽内滑动的过程中，将弧形槽分割为相对独立的两个部分，进而与驱动端形成两个独立的密封腔。控制端22与主通道17所在的平面保持贴平接触，并且设有轴向贯穿其壁厚的通孔221，主通道17位于通孔221随控制端22转动的圆周上。此时，随着控制端的水平方向转动，通孔与主通道在对齐连通和错开封闭之间切换，从而形成对进油口与出油口之间通过主通道的通断控制。

先导阀4设有先导油口41、第一控制油口42、第二控制油口43、回油口44和先导阀芯45。其中，先导阀芯45，用于控制先导油口41与第一控制油口42之间连通时，保持第二控制油口43与回油口44之间的连通关系，以及控制先导油口41与第二控制油口43之间连通时，保持第一控制油口42与回油口44之间的连通关系。

此外，第一油孔13连通进油口11和先导油口41，第二油孔14连通第一控制油口42和弧形槽32的一端，第三油孔15连通第二控制油口43和弧形槽32的另外一端，第四油孔16连通回油口44和出油口12连通。

结合图3和图4所示，在本实施例中，先导阀芯45，包括先导控制杆451和旋转阀芯452。其中，先导控制杆451沿轴向贯穿旋转阀芯452，并且先导控制杆451进行轴向移动时，旋转阀芯452可以同时绕先导控制杆451进行圆周方向转动。

结合图3至图10所示，在旋转阀芯452的外表面设有分别沿轴向开设的第一沟槽4521和第二沟槽4522，并且第一沟槽4521和第二沟槽4522沿旋转阀芯452的圆周方向交错布设，同时，第一控制油口42和第二控制油口43也沿圆周方向交错布设，且第一沟槽4521和第二沟槽4522的交错关系与第一控制油口42和第二控制油口43的交错关系相对应。此时，第一沟槽4521用于先导油口41与第一控制油口42或第二控制油口43的连通，第二沟槽4522用于回油口44与第二控制油口43或第一控制油口42的连通。

这样，当旋转阀芯452绕先导控制杆451转动至第一沟槽4521将先导油口41与第一控制油口42形成连通时，第二沟槽4522则将回油口44与第二控制油口43形成连通关系；反之，当旋转阀芯452绕先导控制杆451转动至第一沟槽4521将先导油口41与第二控制油口43形成连通时，第二沟槽4522则将回油口44与第一控制油口42形成连通关系。此时，弧形槽中滑块23两侧的密闭腔分别与进油口11和出油口12形成交替连通，从而使滑块23在两侧油液压力的作用下，形成在弧形槽32内的往复滑动，进而由滑块23带动驱动端21在安装槽内进行圆周方向的往复转动。同样，在其他实施例中，也可以采用其他结构形式的先导阀，控制进油口和出油口与弧形槽中滑块两侧的密闭腔形成交替连通，例如采用沿轴向往返移动的换向滑阀结构形式。

优选的，结合图3、图4和图10、图11所示，在本实施例中，旋转阀芯452的一端设有内旋转槽4523，先导控制杆451上设有凸台4511。其中，先导控制杆451贯穿旋转阀芯452时，凸台4511位于内旋转槽4523内，并且可以沿内旋转槽4523进行往返滑动，从而在旋转阀芯452与先导控制杆451之间进行轴向相对移动的过程中，同时形成圆周方向的相对转动。

进一步，结合图3和图4所示，先导阀4，还包括先导阀体46和先导弹簧47。先导阀体46与主阀体1通过螺纹连接，先导弹簧47位于先导阀体46中。先导控制杆451沿轴向贯穿旋转阀芯452后，一端位于先导油口41与第一油孔14连通的区域，另一端伸至先导阀体46中与先导弹簧47通过弹簧座形成接触，从而使先导控制杆在工作介质和弹簧的共同作用下，进行轴向的往复移动。

与此同时，结合图3和图11所示，在先导控制杆451与先导阀体46接触的区域设有一个沿轴向的导向平键48。通过在先导控制杆451与先导阀体46上设置相对应的轴向键槽4512，从而完成对导向平键48的安装和导向。这样，先导控制杆在进行轴向移动时，在导向平键的轴向导向作用下，只能进行轴向的直线移动，从而使旋转阀芯形成圆周方向的转动。

结合图3和图4所示，在本实施例的先导阀4中，还设有一个先导阀套49。先导阀套49与先导阀体46通过螺纹连接，并且套设在旋转阀芯452上，同时先导油口41、第一控制油口42、第二控制油口43和回油口44均开设在先导阀套49上。这样，可以提高对先导油口、第一控制油口、第二控制油口和回油口四者位置关系的精准加工，保证旋转阀芯在先导阀套内进行转动时，对先导油口、第一控制油口、第二控制油口和回油口四者之间连通关系的精准控制，提高整个先导阀的动作精准度。

此外，结合图3和图4所示，在先导阀体46上还设有一个调节螺钉410。调节螺钉410通过一个阀座与先导阀体46形成螺纹连接，并且一端伸至先导阀体46内与先导弹簧47接触。这样，通过对调节螺钉进行调节，就可以对先导弹簧的压紧力进行调整，从而控制先导阀芯的动作。

结合图2、图12和图13所示，在本实施例中，主阀芯2采用分体式结构，即驱动端21与控制端22采用可拆卸的方式固定连接，以便于进行主阀芯的加工和拆装操作。进一步，驱动端21与控制端22采用插装的连接方式，并且通过定位平键24进行圆周方向的固定，从而使驱动端21与控制端22可以进行圆周方向的同步转动。

结合图2所示，本实施例中的安全阀，还设有一个压紧弹簧5。压紧弹簧5沿竖直方向套设在主阀芯2上，并且下端与控制端22接触，上端与连接板3接触。此时，压紧弹簧5可以对控制端22产生一个向下的压紧力，从而使控制端22与主通道17所在的平面保持贴平接触，进而保证控制端22对主通道17的密封效果。

此外，结合图1和图2所示，在本实施中，主阀体1采用分体式结构，包括设有进油口和出油口的第一阀体1a，以及用于安装先导阀4的第二阀体1b，并且第一阀体1a和第二阀体1b通过螺栓连接，同时，连接板3固定在第一阀体1a与第二阀体1b之间。这样，不仅便于对主阀体中各个油口和油孔的加工，而且便于后续对主阀芯的快速装配，提高整个安全阀的加工装配效率。

结合图2至图13所示，采用本实施例的安全阀时，系统内部的工作介质由进油口进入该安全阀，具体工作原理如下：

当系统压力低于先导阀4的开启压力时，即工作介质低于由先导弹簧47调定的对应压力时，工作介质经过进油口11和第一油孔13流至先导阀4的先导油口41后，先导控制杆451在先导弹簧47的作用力下保持常态，即图3和图4所示位置，第一沟槽4521将先导油口41和第一控制油口42连通，第二沟槽4522将回油口44和第二控制油口43连通。这样，位于进油口11处的工作介质由先导油口41依次经过第一沟槽4521、第一控制油口42和第二油孔14后流至弧形槽32中，并且对滑块23产生沿图5所示向上的作用力，与此同时，位于图5所示滑块23上方区域中弧形槽32内的工作介质，依次经过第三油孔15、第二控制油口43、第二沟槽4522、回油口44和第四油孔16后流至出油口12处。此时，滑块23下侧受到的工作介质作用力大于其上侧受到的工作介质作用力，从而保持在图5所示弧形槽23的最上端位置，进而使阀芯2上的通孔221与主通道17处于错过位置关系保持对主通道17的封堵，使该安全阀保持在常闭状态。

当系统压力高于先导阀4的开启压力时，即工作介质高于由先导弹簧47调定的对应压力时，工作介质经过进油口11和第一油孔13流至先导阀4的先导油口41后，对先导控制杆451产生克服先导弹簧47的作用力，从而推动先导控制杆451进行轴向移动，进而带动旋转阀芯452进行转动，使第一沟槽4521将先导油口41和第二控制油口43连通，使第二沟槽4522将回油口44和第一控制油口42连通。这样，位于进油口11处的工作介质由先导油口41依次经过第一沟槽4521、第二控制油口43和第三油孔15后流至弧形槽32中，并且对滑块23产生沿图9所示向下的作用力，与此同时，位于图9所示滑块23下方区域中弧形槽32内的工作介质，依次经过第二油孔14、第一控制油口42、第二沟槽4522、回油口44和第四油孔16后流至出油口12处。此时，滑块23上侧受到的工作介质作用力大于其下侧受到的工作介质作用力，从而沿弧形槽23进行向下滑动至图9所示的位置，进而通过驱动端21带动控制端22进行水平方向的转动，使通孔221沿水平方向逐渐转至与主通道17完全对齐的位置关系，使进油口11和出油口12通过主通道17连通，使该安全阀进入开启状态，实现该安全阀对系统中工作介质的溢流操作。

当系统介质压力下降后，先导控制杆451在先导弹簧47的作用力下反向移动移动复位，使第一沟槽4521重新将先导油口41和第一控制油口42连通，第二沟槽4522重新将回油口44和第二控制油口43连通。这样，滑块23在其两侧工作介质作用力差的作用下，重新沿弧形槽32滑动至图5所示的位置，从而反方向带动驱动端21和控制端22进行转动，使通孔221与主通道17重新错开，进而形成对主通道17的封堵，使该安全阀重新进入常闭状态，停止该安全阀对系统中工作介质的溢流操作。