CN103016802B - 安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够使密闭容器内的压力超过设定值时的气体的释放动作和压力小于设定值时的密闭动作的响应性提高的安全阀。所述阀芯（2）与可动体（4）同轴地设置，在该可动体与所述阀体（3）的内壁之间形成气体的流路（L），并且，在所述阀芯上形成有所述阀体内的压力始终作用的第1受压面（2a），所述阀芯自形成在所述阀体的气体排出口（3b）的内表面上的大致圆锥台形状的阀座（3c）离开时所述阀体内的压力作用的第2受压面（2b），在所述阀体的内壁形成有小径部（3d），在所述阀芯自所述阀座（3c）离开时，该小径部（3d）与所述可动体（4）协同动作而使所述流路（L）变窄，该小径部（3d）的上游侧为大径部（3e）。

Description

安全阀

技术领域

本发明涉及罐等密闭容器所使用的安全阀，在该密闭容器内的压力达到设定值时，该安全阀使密闭容器内的气体向外部释放来确保密闭容器的健全性。

背景技术

在所述的密闭容器中，该密闭容器内部压力由于气温的变化和内部的蒸气压的变化等而上升，达到设定压力以上。

例如，在设置在化学品运输船、油船等中的作为密闭容器的罐中，有时罐内的气体因装载物的装载而被压缩，内部压力上升。另外，出于安全上的理由，在装载有装载物的剩余空间部中填充有非活性气体等。在该情况下，有时非活性气体因气温而膨胀，引起内部压力的上升。

为了抑制这样的压力上升，在密闭容器上设置有安全阀，在内部压力达到设定压力时，使密闭容器内的气体向外部释放而将内部压力保持在设定压力以内。

例如，在设置在化学品运输船等中的安全阀中，从开阀到闭阀的期间，始终以排气速度为30m／sec以上的高速向上方排气，从而采取防止火焰进入罐中的安全对策。

为了使排气速度为30m／sec以上的高速，需要加快阀芯的开阀速度。作为利用该罐内压来加快阀芯的开阀速度的方法，存在如下方法：设置使阀芯以设定压力开阀的第1受压面和具有比第1受压面的面积大的面积的第2受压面，使罐内压从第1受压面作用于第2受压面，从而加快开阀速度。在该方法中，抬起阀芯的力与第1受压面和第2受压面之间的面积比相应地上升，因此通过增大该面积比，能够使开阀速度更快。

不过，在该方法中，相反，不变成比开阀时所需的设定压力充分低的压力时，不闭阀，因此，就释放尽可能多的非活性气体。

其原因在于，用于加快开阀速度的第2受压面的功能在闭阀动作中起相反的作用。

这点的目的在于，防止专利文献1中记载的技术在内部气体的释放时因释放气体的压力变化而产生的安全阀的开闭动作的反复现象，通过设置在闭阀时将阀芯向下方吸引的磁铁，加快闭阀速度，进行压力下降到设定压力以下时的早期的密闭动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4282326号公报

不过，在这样设置将阀芯向下方吸引的磁铁的方法中，在如下这些点上存在应该解决的课题。

（1）与使用了作为昂贵的零部件的磁铁相对应地增加制造成本这一点。

（2）不仅增加磁铁也增加磁铁的安装部件等零部件个数这一点。

（3）安全阀多装备在油轮等中，因此磁铁被腐蚀性气体腐蚀这一点。

（4）磁铁吸引铁分，铁分易于附着于磁铁所存在的阀体内这一点。

另外，在该专利文献1所记载的压力阀中，在开阀动作的响应性也留有改善的余地。

这样，以往难以兼顾开阀动作的响应性和闭阀动作的响应性。

基于以上的理由，期望开阀时气体的释放动作和闭阀时的密闭动作中的任一个能够都提高其响应性的新的解决对策。

发明内容

本发明是鉴于所述的以往的问题点而做成的，目的在于提供一种能够使密闭容器内的压力超过了设定值时的气体的释放动作以及压力小于设定值时的密闭动作的响应性提高的新的技术。

为了解决所述问题，本发明的技术方案1所述的安全阀具备阀芯和阀体，该阀体形成有所述阀芯被施力而气密地抵接的阀座，被导入到阀体的气体的压力达到设定值时，所述阀芯在该压力的作用下自所述阀座离开而使所述阀体内的气体向外部释放，其特征在于，在所述阀芯上设置有可动体，该可动体与该阀芯一体地设置，在该可动体与所述阀体的内壁之间形成有所述气体的流路，并且，在所述阀芯上形成有始终受到所述阀体内的压力作用的第1受压面和阀芯自所述阀座离开时受到所述阀体内的压力作用的第2受压面，在所述可动体上形成有受到所述阀体内的压力作用的第3受压面，在所述阀体的内壁上形成有小径部，在所述阀芯自所述阀座离开时，该小径部与所述可动体协同动作而使所述流路变窄。

通过形成这样的结构，在阀体内的压力达到规定压力时，在作用于被形成在阀芯上的第1受压面的力的作用下，阀芯和可动体向开阀方向移动。

在开阀动作的初期，阀芯自阀座已离开时，形成于该阀芯的第2受压面向阀体连通，并且，阀体内的压力作用于该第2受压面，作用于该第2受压面的力施加于所述阀芯，从而阀芯的开阀动作被加速。

在阀芯处于闭阀位置的状态下，阀体内部的围绕可动体的气体压力恒定，因而，阀的开闭方向上的力不作用于可动体。

作用于所述第1受压面和第2受压面的力使开阀动作进行时，可动体的靠阀芯侧（即流路的下游侧）的压力降低，使该可动体向开阀方向移动的力重新施加于该可动体的流路的上游侧。

由此，阀芯的开阀动作被加速。

开阀动作进一步进行时，可动体向阀体的小径部移动而阀体内的流路变窄，由此，可动体的上流侧的气体压力上升，并且，作用于该可动体的开阀方向的力进一步增加，阀芯的开阀动作进一步加速。

这样，作用于第1受压面的力加上作用于第2受压面的力，还加上作用于可动体的力之后，该力随着压力上升而被增大，迅速进行阀芯的开阀动作。

另一方面，闭阀动作以与所述的开阀动作相反的动作进行，压力有效地作用于第2受压面之前，可动体自阀体的小径部离开而位于大径部。

此时，可动体的上流侧的气体压力降低，由此，施加到可动体的开阀方向上的力减少。

此时，阀芯向闭阀方向移动，因此其惯性力和作用于所述可动体的开阀方向上的力的减少，阀芯与阀座抵接而安全阀关闭。

因而，阀芯迅速地关闭。

并且，通过对阀体的小径部和大径部之间的内径差进行设计变更，能够调整作用于该可动体的开阀方向上的力的减少量，预先将该减少量设定得大于闭阀动作时产生于第2受压面的开阀方向上的力，闭阀动作进一步被加速。

另外，作用于所述的可动体的开阀方向上的力的减少量的调整也进行闭阀时的压力的调整，由此，能够相对于开阀时的设定压力设定闭阀时的压力。

因而，能够使闭阀时的压力极力接近开阀时的设定压力，能够抑制过度的气体释放来对设置有安全阀的密闭容器内的过度的压力的降低进行抑制。

顺便说一下，认为闭阀时的压力优选为开阀时的设定压力的70％～80％左右。

这样，过度的气体的释放被抑制时，例如，出于安全上的考虑而被填充的非活性气体等的释放量变少，能够期待使管理成本降低。

本发明的技术方案2所述的安全阀，其特征在于，技术方案1所述的第3受压面的面积大于所述第1受压面的面积。

通过形成这样的结构，能够更迅速地进行阀芯的开阀动作。

本发明的技术方案3所述的安全阀，其特征在于，技术方案1所述的可动体具有大径部和小径部，所述阀芯自所述阀座离开时，在所述可动体的大径部和所述阀体的小径部之间使所述流路变窄。

在这样的结构的情况下，通过简易的构造，能够对可动体的大径部赋予阀芯那样的功能，对阀体的小径部赋予阀座那样的功能。

本发明的技术方案4所述的安全阀，其特征在于，在技术方案1～3所述的所述阀体上以围绕所述第2受压面的方式形成有所述阀芯以气密状态可滑动地嵌合的引导部。

通过形成这样的结构，利用所述引导部抑制从第2受压面排气的气体的量，从而能够可靠地获得作用于第2受压面的力。

本发明的技术方案5所述的安全阀，其特征在于，技术方案1～4所述的所述阀芯和可动体以能够沿着铅垂方向移动的方式设置，由于技术方案1～4所述的所述阀芯和可动体的质量，所述阀芯被朝着所述阀座施力。

通过形成这样的结构，仅针对阀芯的质量和可动体的质量的合计质量进行开阀动作以及闭阀动作用的各条件的设定、各种受压面的面积、可动体的尺寸、小径部的尺寸等的设定，因此简便且容易地进行设定。

采用本发明，能够使密闭容器内的压力超过设定值时的气体的释放动作和压力小于设定值时的密闭动作的响应性提高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的纵剖面。

图2是用于说明本发明的实施方式的动作的纵剖面。

图3是表示本发明的实施方式的主要部分的放大纵剖视图。

图4是表示本发明的可动体的另一实施方式的主视图。

附图标记的说明

1，安全阀

2，阀芯

2a，第1受压面

2b，第2受压面

3，阀体

3a，气体导入口

3b，气体排出口

3c，阀座

3d，小径部

3e，大径部

4，可动体

5，杆

6，销

7，止挡件

8，螺母

9，螺母

10，主体

10a，撑条

11，盖体

12，引导套筒

13，引导件

14，撑条

15，引导部

具体实施方式

下面参照图1至图3说明本发明的实施方式。

在图1中，附图标记1表示本实施方式的安全阀。该安全阀具备阀芯2和阀体3，该阀体3安装于未图示的密闭容器，该阀体3具有与所述密闭容器内部连通的气体导入口3a和将密闭容器内的气体向外部释放的气体排出口3b。

在所述阀芯2上，可动体4与所述阀芯2同轴地设置，在该可动体4与所述阀体3内壁之间形成有气体的流路L。在所述阀芯2上形成有所述阀体3内的压力始终作用的第1受压面2a和阀芯2自形成在所述阀体3的气体排出口3b的内表面上的大致圆锥台形状的阀座3c离开时所述阀体3内的压力作用的第2受压面2b。在所述可动体4上形成有比所述第1受压面2a大的第3受压面4a。在所述阀体3的内壁形成有小径部3d，在所述阀芯2自所述阀座3c离开时，该小径部3d与所述可动体4协同动作而使所述流路L变窄，该小径部3d的上游侧为大径部3e。附图标记3f为吸气阀的安装部。

所述阀芯2和可动体4一体地安装于以能向一方向（本实施方式中为上下方向）往复移动的方式安装在所述阀体3的中心部的杆5的上端部和大致中间部。

即所述可动体4外套于所述杆5，并利用止挡件7和螺母8固定于所述杆5，该止挡件7借助销6以轴向的移动被限制的状态安装于所述杆5，该螺母8与该止挡件7隔开规定间隔地螺纹连接于所述杆5。

所述阀芯2外套于所述杆5，并且，利用形成在该杆5的上端部附近的台阶部（省略图示）螺纹连接于所述杆5的端部的螺母9夹持而被固定。

另外，形成于该阀芯2的所述第2受压面2b形成为与所述阀座3c的内表面形状大致相同的外表面形状，与该阀座3c气密地抵接。

所述阀体3包括圆筒状的在大致中间部形成有撑条（ステ一)10a的主体10和以可装卸的方式安装于该主体10的上端部的盖体11。

在所述撑条10a的中央一体地安装有引导套筒12，该引导套筒12供所述杆5滑动自如地嵌合。另外，所述阀座3c形成在所述盖体11的上端部内表面，并且，在上下方向的大致中间部借助多个撑条14一体地设有供所述杆5滑动自如地嵌合的引导件13。

如图1所示，在这样构成的本实施方式的安全阀1通过阀芯2的第2受压面2b在全周上与盖体11的阀座3c气密地抵接，从而成为闭阀状态。

在本实施方式，由于所述阀芯2、可动体4和将它们连结的杆5、止挡件7、销6、螺母8和螺母9等的质量，所述阀芯2和阀座3c进行抵接。

连接于油轮的罐等未图示的密闭容器来使用的安全阀1的内部的压力与所述密闭容器内的压力相平衡，该压力作用于阀芯2的第1受压面2a，开阀方向上的力起作用。

然后，自所述阀芯2位于闭阀位置开始，在所述可动体4的整周上作用有均匀的压力，因此没有作用有气体所产生的力。

密闭容器内的压力上升时，阀体3内的压力也上升，作用于第1受压面2a的开阀方向上的力增加，在成为设定压力以上的时刻，阀芯2向开方向移动。

随着阀芯2向开方向的移动，第2受压面2b自阀座3c离开，压力施加于该第2受压面2b，产生开阀方向上的力，与施加于所述第1受压面2a的力一起使阀芯2向开阀方向移动。

阀芯2的开阀动作还继续进行时，如图2所示，阀体3较大地开放，可动体4的靠阀座3c侧的压力降低。

由此，在可动体4的流路L的上游侧和下游侧产生压力差，在该压力差的作用下，所述可动体4向阀座3方向移动。

另外，由于可动体4的移动，该可动体4向阀体3的小径部3d移动，流路L变窄，所述可动体4的上游侧的压力上升，该可动体4的开阀方向上的按压力升高。

这样，多个按压力相加而沿着开阀方向起作用，开阀速度显著提高。

所述密闭容器内的压力低于设定压力时，开始闭阀动作，在该闭阀动作时，欲使阀芯2向开方向移动的力由于可动体4的向大径部3e的移动而急剧地减少。

因而，阀芯2向闭阀位置急速地移动，与其惯性力一同起作用，进行迅速的闭阀。

另外，在所述实施方式中所示的各构成构件的各形状、尺寸等是一个例子，能够基于设计要求等进行各种变更。

例如，如图3所示，将所述阀芯2以气密状态可滑动地嵌合的引导部15以围绕所述第2受压面2b的方式形成在所述阀体3上，能够提高作用于第2受压面2b的压力。

另外，所述实施方式的可动体4表示了对厚壁的圆筒部材进行切削加工而形成有小径部分和大径部分的例子，但作为该可动体4，如图4所示，也可以包括筒状的主体部41和固定在主体部41上端部的开有孔的圆板42。

在这样构成的情况下，可动体4自身的制作性容易，能够实现更低的成本化。

Claims (4)

1.一种安全阀，该安全阀具备阀芯和阀体，该阀体形成有所述阀芯被施力而气密地抵接的阀座，被导入到阀体的气体的压力达到设定值时，所述阀芯在该压力的作用下自所述阀座离开而使所述阀体内的气体向外部释放，其特征在于，

在所述阀芯上设置有可动体，该可动体与该阀芯一体地设置，在该可动体与所述阀体的内壁之间形成有所述气体的流路，

并且，在所述阀芯上形成有始终受到所述阀体内的压力作用的第1受压面和阀芯自所述阀座离开时受到所述阀体内的压力作用的第2受压面，

在所述可动体上形成有受到所述阀体内的压力作用的第3受压面，

在所述阀体的内壁上形成有小径部，在所述阀芯自所述阀座离开时，该小径部与所述可动体协同动作而使所述流路变窄，

所述第2受压面形成为与所述阀座气密性面接触的倾斜面，

在所述阀体上以围绕所述第2受压面的方式形成有与所述阀芯的外周面以气密状态可滑动地嵌合的引导部，

所述引导部从所述阀座的外周部分沿着所述阀芯从所述阀座离开的移动方向竖起。

2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，

所述第3受压面大于所述第1受压面。

3.根据权利要求1或2所述的安全阀，其特征在于，

所述可动体具有大径部和小径部，在所述阀芯自所述阀座离开时，在所述可动体的大径部和所述阀体的小径部之间使所述流路变窄。

4.根据权利要求1～2中任意一项所述的安全阀，其特征在于，

所述阀芯和可动体以能够沿着铅垂方向移动的方式设置，由于所述阀芯和可动体的质量而使所述阀芯被朝向所述阀座施力。