專利名稱：多功能緊急截止安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多功能緊急截止安全閥，在比里氏地震儀測定并顯示的一固定水平強(qiáng)烈的地震引起的流體過量流動導(dǎo)致的出口側(cè)的流體壓力急劇下降時、該閥出口側(cè)后部的管子爆裂時、或是當(dāng)維持該閥前端管子的恒定流體壓力的壓力控制器出現(xiàn)故障等異常情況引起流體壓力急劇增加時，該多功能緊急截止安全閥可以通過靈敏的反應(yīng)來關(guān)閉流動通道，從而避免由于氣體泄露引起的爆炸、起火等災(zāi)禍。
本發(fā)明中的非動力是指不需要任何電力能量。在檢測地震或流體壓力時，不使用諸如電氣傳感器、電氣閥等電氣部分。本發(fā)明排除任何形式的電力能量，以備在由于地震等導(dǎo)致的動力故障時該閥根本就不工作。
在那些經(jīng)常發(fā)生地震的國家，包括動力供給線路、供氣管、水管、建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施都根據(jù)防震設(shè)計(jì)構(gòu)建。但是，如果發(fā)生高地震強(qiáng)度的強(qiáng)烈地震，不可能避免基本設(shè)施的破壞。
為了使由于地震等自然災(zāi)害或地下挖掘工作導(dǎo)致的供氣管爆裂等安全事故、即大量氣體泄露等第二種災(zāi)害引起的破壞最小化，使用壓力傳感裝置或地震傳感裝置。幾乎所有這種裝置都使用用電能的檢測傳感器。但是，這種裝置由于包括電路板或機(jī)械設(shè)備等構(gòu)造而具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，發(fā)生故障的比率非常高，并且造價也很高。特別地，在高地震強(qiáng)度的地震的情況下，經(jīng)常伴隨有動力故障。因此，不希望使用用電能的閥。
通常，已知的地震檢測裝置具有許多通過檢測強(qiáng)于一固定水平的地震來截止氣體等流體的流動的機(jī)構(gòu)。其中一個是US5,307,699號專利(用于地震截止閥及其類似物的地震啟動器)，其中的結(jié)構(gòu)和操作將在下面描述。
在上述US5,307,699號專利的結(jié)構(gòu)中，一個具有錐形傾斜形狀的套筒位于殼體基部中心的底部處形成的空腔中，一個電樞安裝在該殼體上，一個支撐件固定在一鐵磁銷的中心處。主體被插入該銷的上部，以便在銷和主體之間形成一個間隙。
在上述殼體基部的下部，一個永久磁體以臂與位于空腔下方的復(fù)位軸連接的方式插入，上述套筒位于該空腔上使得可以進(jìn)行樞軸運(yùn)動。在上述臂的下部，安裝并固定有一個閥座，來打開和關(guān)閉形成在閥體上的氣體出口。
具有上述結(jié)構(gòu)的US5,307,699號專利的操作效果將在下面描述上述鐵磁銷利用插入上述閥座中的永久磁鐵的磁力保持在垂直狀態(tài)，如果上述臂連到殼體底部，其將被打開。閥座的臂是可作為主體分開的，隨后該鐵磁銷和套筒被地震加速度搖動。當(dāng)分開的臂沿著復(fù)位軸樞軸運(yùn)動時關(guān)閉對角線上的氣體出口。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)和操作效果的該美國專利存在許多問題由于鐵磁銷插入的主體的設(shè)置狀態(tài)總是被固定在一恒定位置，因此不可能用該主體控制地震強(qiáng)度；由于鐵磁銷和主體間形成的間隙以及主體的重量是不均勻的，保持鐵磁銷的垂直狀態(tài)是成問題的；并且如果臂和復(fù)位軸間的區(qū)域被腐蝕或充滿了外部物質(zhì)，則臂不可能平滑移動，這是因?yàn)楫?dāng)閥座連接的臂連接到軸上時樞軸運(yùn)動。
本發(fā)明的一個目的是解決常規(guī)發(fā)明中的上述問題，提供根本不使用電力能量的安全閥。在這種安全閥中，當(dāng)安裝在閥體上的閥芯組件是懸浮的時，諸如氣體等流體的出口被打開；當(dāng)在地震中強(qiáng)于一個固定的地震強(qiáng)度的振動傳遞到主體時，懸浮的閥芯組件被磁力下降到閥座上時，該出口被關(guān)閉；可能引起永久磁鐵和主體間間距的局部加工誤差和裝配誤差以及永久磁鐵的磁力的允許誤差，而永久磁鐵的磁力、閥芯組件的重量和分開距離對通過該閥的流體流量以及地震的地震強(qiáng)度反應(yīng)靈敏度起非常重要的作用。
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題包括通過形成軸肩和主體的螺紋單元來能夠控制主體的運(yùn)動，從而能夠任意控制和設(shè)定主體和永久磁鐵間的分開距離；通過在閥殼體中設(shè)置的主體基部，靈敏地控制和設(shè)定磁力來抬起整個閥芯組件；通過擴(kuò)展磁鐵的磁力允許誤差和用于本發(fā)明的閥的部件的制造允許誤差、組裝誤差的范圍，極大地降低工作誤差產(chǎn)生的比率。
通過下面參照附圖詳細(xì)描述最佳實(shí)施例的方式，將更好的理解本發(fā)明的前述和其他目的、方面和優(yōu)點(diǎn)。其中

圖1是本發(fā)明的安全閥在分解狀態(tài)時的橫截面圖；圖2是本發(fā)明的安全閥在裝配狀態(tài)時的主要部件的端部的前視圖；圖3是本發(fā)明的安全閥在裝配狀態(tài)時的部分端部的側(cè)視圖4是地震加速度或過量流動導(dǎo)致的流體通道關(guān)閉狀態(tài)的橫截面圖；圖5是本發(fā)明的安全閥的另一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖；圖6a是動力源施加到螺線管上之前的狀態(tài)圖；圖6b是動力源施加到螺線管上時的狀態(tài)圖；圖6c是當(dāng)閥芯組件被螺旋管推動時，安全閥被操作時的狀態(tài)圖；圖6d是當(dāng)閥芯組件被螺旋管拉動時，安全閥被打開時的狀態(tài)圖；圖7是裝配在本發(fā)明的安全閥中的氣體泄露檢測傳感器、起火檢測傳感器和控制部分的線路圖；圖8是本發(fā)明的安全閥在煤氣表上的應(yīng)用和安裝狀態(tài)的立體圖。
參見附圖，類似的參考標(biāo)號表示類似的元件，其中示出了本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的安全閥包括其中設(shè)置有閥室(101)的閥殼主體(100)，一個位于該閥室下部的球閥安裝室(102)，一個連通到上述閥室(101)一側(cè)的流體入口(103)，一個位于閥室下部的水平儀(104)，一個位于閥室前部的閥室觀察窗(105)；固定在上述閥殼主體(100)的上端并配置有一個擺錘安裝室(201)的閥蓋(200)；利用螺紋固定在上述閥殼主體(100)的下部并具有一流體出口(301)的流體流出管連接口(300)；垂直安裝在上述擺錘安裝室(201)中的操作銷(400)，并在該操作銷下部形成一錐形擺錘支撐部分(401)，一個插入該操作銷的上端部分上的擺錘(402)。
螺紋部分(410)(420)形成在上述操作銷(400)的外壁上和擺錘(402)的空腔內(nèi)壁上，從而能控制擺錘(402)的上下運(yùn)動。本發(fā)明的安全閥另外還包括閥芯組件(500)，該閥芯組件配置有以垂直狀態(tài)安裝在上述閥室(101)中的半球形閥盤(501)，該半球形閥盤的下部起到流體打開和關(guān)閉作用，一個從上述閥盤(501)的上表面延伸的垂直保持部分(503)，并通過在該垂直保持部分的上端插入一磁鐵(504)使其處于垂直狀態(tài)，以及一個在其上形成有支撐部(505)的軸肩(502)；擺錘基座(600)設(shè)置有一插入并固定在上述閥室(101)的上部并有具有空腔(601)的陰螺紋部分(603)的凹口，上述軸肩(502)的垂直保持部分(503)插入其中，鉆入底面和用螺紋固定的一個擺錘提升控制部分的中心，擺錘基座(600)還設(shè)置有一個由檢測到起火或氣體泄露的傳感器操作的螺線管線圈(604)；擺錘和軸肩間的區(qū)域控制口(700)具有陽螺紋部分(701)，當(dāng)該陽螺紋部分與形成在上述擺錘基座(600)和上述擺錘基座(600)的凹口(602)上的陰螺紋部分接合時起到提升作用，區(qū)域控制口(700)設(shè)置有擺錘支撐凹口(702)；O形環(huán)(800)起密封上述閥芯組件(500)的閥盤(501)的作用；由于帶有鉆出的流體流通口(901)的球閥(900)安裝在上述球閥安裝室(102)并與固定有手柄(902)的閥階(903)連接，它具有回復(fù)流體打開、關(guān)閉和將閥芯組件(500)回復(fù)到其通常狀態(tài)的回復(fù)功能。
在本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例中，閥芯組件(500)由永久磁鐵(504a)的磁力所懸浮，其中永久磁鐵插入形成在擺錘(402)下部的支撐部分(401)中。
下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的安全閥的操作效果利用形成在軸肩(502)上端的垂直保持部分(503)，安裝在閥體(100)的閥室(101)中的閥芯組件(500)能夠始終保持在其垂直狀態(tài)，其中軸肩(502)以垂直狀態(tài)形成在下部的半球形閥盤(501)的上表面，上述垂直保持部分(503)插入固定在閥室(101)上端的擺錘基座(600)的空腔(601)中。由于閥芯組件(500)緊密連接在擺錘區(qū)域控制口(700)的底面，利用插入垂直保持部分(503)中的永久磁鐵(504)的磁力，來拉動形成在操作銷(400)下部的支撐部分(401)，其中擺錘(402)插入操作銷(400)內(nèi)，閥芯組件(500)也可以保持在懸浮狀態(tài)。如果處于懸浮狀態(tài)，如圖2所示，在形成于閥芯組件(500)下部的半球形閥盤(501)和O形環(huán)之間形成一個作為流體通道的區(qū)域。
由于形成在閥芯組件(500)的軸肩(502)上的支撐部(504)支撐著擺錘基座(600)的空腔(601)邊緣，閥芯組件(500)的垂直狀態(tài)得以精確保持，閥盤(501)和O形環(huán)(800)間的區(qū)域也保持恒定。
利用形成在擺錘(402)基部(600)的凹口(602)內(nèi)的陰螺紋部分(603)和擰入上述陰螺紋部分(603)中可以控制擺錘和軸肩之間區(qū)域的區(qū)域控制口(700)的陽螺紋(701)，通過擰緊或放松區(qū)域控制口(700)的螺釘，可以控制插入閥芯組件(500)的垂直保持部分(503)中的永久磁鐵(504)作用在擺錘(402)的支撐部分(401)上的力。在永久磁鐵(504)和擺錘支撐部分(401)間區(qū)域的控制中，下降的程度可以被設(shè)定為在由于管子爆裂引起的大量氣體的過量流動的情況下，利用磁力懸浮的閥芯組件(500)離開區(qū)域控制口(700)底面的量。然后設(shè)定該閥的工作流量。在設(shè)定地震加速度的幅度中，利用以使擺錘(402)和操作銷(400)通過螺紋連接的方式形成的螺紋部分(410)(420)，通過調(diào)節(jié)擺錘的高度，可以改變擺錘組件重心的高度。
利用擺錘(402)的擺動，閥芯組件(500)可以通過使插入該閥芯組件(500)的垂直保持部分(503)中的永久磁鐵與區(qū)域控制口(700)的底面分離而下降，從而迅速關(guān)閉流體通道。由于閥芯組件(500)是垂直下降的，所以具有較好的關(guān)閉性能。一旦擺動停止，擺錘(402)與擺錘安裝室(201)的壁面接觸，這時擺錘重心位于比形成在擺錘(402)下部的支撐部分(401)的底面端部更內(nèi)側(cè)的位置。接著擺錘(402)利用其自身重量立即回復(fù)到初始狀態(tài)并保持在垂直狀態(tài)。
由于氣體的泄露可以通過上述動作而被安全地截止，從而可以防止由于強(qiáng)于一固定水平的地震、管子爆裂等引起大量流體泄露所導(dǎo)致的氣體爆炸、起火等災(zāi)禍。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，螺線管線圈(600)安裝在擺錘的基部。在由于氣體泄露或如鍋爐等氣體裝置的不充分燃燒產(chǎn)生一氧化碳的情況下，或是在起火的情況下，傳感器(905，906，907，908)檢測到的信號被傳遞到控制部分(909)的微處理器，其中控制部分為電磁線圈(604)提供電能來產(chǎn)生磁力。如果螺線管線圈(604)中產(chǎn)生的磁極(例如，N極或S極)與安裝在閥芯組件中的永久磁鐵的極性相同，則該閥芯組件將被有力地推開。閥芯組件的閥盤(501)與O形環(huán)(800)緊密接觸，流體通道被截止，不再有流體流過，從而避免由于氣體泄露導(dǎo)致的爆炸。也可以設(shè)定一個時間，使該閥在一固定量的時間后截止氣體。
本發(fā)明的另一個最佳實(shí)施例顯示在圖5中，一個永久磁鐵(500a)被插入到形成在擺錘下部的支撐部分(401)中。如果永久磁鐵(500)插入閥芯組件(500)的垂直保持部分(503)中，通過區(qū)域控制口(700)的底面，利用吸引擺錘(402)的永久磁體(500)的磁力，閥芯組件(500)被提升并懸浮。同時，插入擺錘的支撐部分(401)中的永久磁鐵(504a)的磁力吸引閥芯組件的垂直保持部分(503)。即，它們具有不同的結(jié)構(gòu)，但是具有相同的操作效果。
在本發(fā)明中，利用擺錘的擺動下降的閥芯組件(500)不能通過磁力回復(fù)到其初始狀態(tài)。但是可以在流體通道被閥芯組件(500)完全截止后，通過用球閥(900)檢測和修復(fù)管子來完全截止流體通道等安全操作，手動關(guān)閉和打開球閥(900)來被輕易地回復(fù)該閥芯組件。如果當(dāng)球閥(900)的球旋轉(zhuǎn)時閥芯組件(500)被抬起，當(dāng)利用磁力又使閥芯組件(500)懸浮時而打開流體通道后，通過打開球閥(900)就可以供給流體。
圖8顯示了本發(fā)明另一個最佳實(shí)施例，其中安全閥應(yīng)用并安裝在一個煤氣表上。這可以解決由于煤氣表和安全閥的分離結(jié)構(gòu)和裝配導(dǎo)致的許多問題，如，由于使用多種零部件而使制造成本增加、氣體從許多連接部件處泄露、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等等。
因此，具有上述機(jī)構(gòu)和操作效果的本發(fā)明的安全閥基于不使用電力能量的非動力原理構(gòu)造。該構(gòu)造具有下列效果結(jié)構(gòu)簡單；拆卸和安裝簡單；極大地減小制造成本和維修費(fèi)用；可以半永久性地使用；可以使由永久磁鐵的磁力和擺錘導(dǎo)致的閥的打開和關(guān)閉造成的失效最小化；可以防止在強(qiáng)于一固定水平的地震被測定后立即運(yùn)行時由于事先的氣體泄露導(dǎo)致的災(zāi)禍。
本發(fā)明僅描述了幾個最佳實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解到本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種多功能緊急截止安全閥，包括其中設(shè)置有閥室的閥殼主體，一個位于該閥室下部的球閥安裝室，一個連接到上述閥室一側(cè)的流體入口，一個位于流體入口下部的水平儀，一個位于閥室前部的閥室觀察窗；一個固定在上述閥殼主體上端并配置有一個擺錘安裝室的閥蓋；一個利用螺紋固定在上述閥殼主體的下部并具有一流體出口的流體流出管連接口；一個垂直安裝在上述擺錘安裝室中的操作銷，并在該操作銷下部形成一錐形擺錘支撐部分，一個擺錘插入該操作銷的上端；形成在上述操作銷外壁的第一螺紋部分和形成在擺錘空腔內(nèi)壁上上的第二螺紋部分，通過螺紋連接來控制擺錘的上下運(yùn)動；一個閥芯組件，該閥芯組件配置有以垂直狀態(tài)安裝在上述閥室中的半球形閥盤，該半球形閥盤的下部起到流體打開和關(guān)閉作用，一個以垂直狀態(tài)從上述閥盤的上表面延伸的垂直保持部分，并在該垂直保持部分的上端插入一磁鐵，以及一個形成有支撐部的軸肩；一個擺錘基座，該擺錘基座設(shè)置有一插入并固定在上述閥室的上部并有具有空腔的陰螺紋部分的凹口，上述軸肩的垂直保持部分插入其中，鉆入底面和用螺紋固定的一個擺錘提升控制部分的中心，擺錘基座還設(shè)置有一個由檢測到起火或氣體泄露的傳感器操作的螺線管線圈；擺錘和軸肩間的區(qū)域控制部分，其具有陽螺紋部分，當(dāng)該陽螺紋部分與形成在上述擺錘基座和上述擺錘基座的凹入口上的陰螺紋部分接合時起到提升作用，該區(qū)域控制部分設(shè)置有擺錘支撐凹口；起密封上述閥芯組件的閥盤作用的O形環(huán)；安裝在上述球閥安裝室中并與固定有手柄的閥階連接時，具有回復(fù)流體打開、關(guān)閉和將閥芯組件回復(fù)到其普通狀態(tài)的回復(fù)功能的具有鉆出的流體流通口的球閥。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能緊急安全截止閥，其特征在于，還包括具有微處理器的操作控制部分，用于接收起火檢測傳感器、氣體泄露檢測傳感器、一氧化碳檢測傳感器檢測到的信號和設(shè)定時間的信號；提供所述螺線管線圈的操作動力源；以及球閥氣體管截止輸出和聲音報警。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能緊急安全截止閥，其特征在于，在所述擺錘中插入一個磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠事先防止氣體爆炸、起火等災(zāi)禍的多功能緊急截止安全閥。它安裝在供氣管路中。在強(qiáng)于一固定水平強(qiáng)度的地震的情況下,閥芯組件利用地震加速度運(yùn)行來截止氣體流通通路,從而停止供給氣體,或者是當(dāng)由于該閥后端管爆裂導(dǎo)致的過量氣體在短時間內(nèi)流出時,閥芯組件截止氣體流通通路并停止供給氣體。在本發(fā)明的多功能緊急截止安全閥的結(jié)構(gòu)中,一個安裝在閥芯組件上端的用來打開和關(guān)閉出口的永久磁鐵,以一固定距離懸浮在離開擺錘(加速度傳感器)底面處,這時閥出口是打開的,其中閥芯組件以垂直狀態(tài)安裝在主體的閥室中。如果一個強(qiáng)于固定水平的地震加速度傳遞到本發(fā)明的多功能緊急截止安全閥上,該擺錘(加速度傳感器)擺動或傾斜,來增加與懸浮在該擺錘下表面處的閥芯組件間的距離,閥芯組件下降到閥座上,出口被關(guān)閉,從而防止氣體流動。
文檔編號F17D5/06GK1326063SQ0111784
公開日2001年12月12日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月20日
發(fā)明者任容宰, 沈翰燮, 洪在義, 沈亨燮 申請人:清凈工程有限公司