一种卸荷阀及采用该卸荷阀的超高压设备

技术领域

本发明属于超高压设备的卸荷阀领域，特别是涉及一种卸荷阀及采用该卸荷阀的超高压设备。

背景技术

超高压设备是指利用大于100MPa的压力处理材料的设备。而卸荷阀在超高压设备中的主要作用是控制卸压，是整个超高压设备中工作最频繁的部件之一。卸荷阀的性能直接影响超高压设备的可靠性、安全性、工作效率和使用寿命。随着超高压设备的增压、泄压过程，卸荷阀的阀针需要频繁地与阀座进行开、闭的动作。在卸荷阀开、闭的过程中，超高的压力会对阀针以及阀座产生较大的冲击力，巨大的冲击力会对阀针和阀座造成冲蚀，而且在高频的振动下阀针和阀座容易产生疲劳损伤。

目前在超高压设备上应用的卸荷阀都无法完全避免这个问题。因此大部分的超高压设备都需要经常性地去更换卸荷阀的阀针和阀座。但是由于现有的卸荷阀的阀体拆卸都比较困难。需要先把卸荷阀从设备上与管路系统的多处连接断开后移动到工作台上，将卸荷阀体分解开才能将阀针和阀座取出更换，更换后再重新将卸荷阀进行组装，再安装于设备上与多路管线接通，整个维修更换的时间漫长，严重影响了超高压设备的使用效率。

发明内容

为了解决现有高压卸荷阀维修过程中，阀针和阀座更换时间长的问题，提供一种卸荷阀及采用该卸荷阀的超高压设备。该卸荷阀结构简单，中阀体从上阀体和下阀体间抽出后，中阀体空间作为检修腔存在，可以快捷地更换阀针和阀座，从而极大地缩短维修时间。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：一种卸荷阀，包括由上阀体、中阀体和下阀体组成的阀体，下阀体内设置有阀座，中阀体位于上阀体和阀座之间，检修时，中阀体可水平向外拉出，中阀体拉出后，在上阀体和下阀体之间形成检修腔。

进一步的，所述阀座活动设置在下阀体上。

进一步的，所述阀座的下部与下阀体之间设置有密封结构。

进一步的，一种卸荷阀，还包括固定框架，上阀体、中阀体和下阀体从上到下依次设置在固定框架内，中阀体与上阀体、下阀体之间无连接。

进一步的，上阀体外侧设置有上法兰座，下阀体外侧设置有下法兰座，上法兰座和下法兰座之间通过螺杆连接。

进一步的，上阀体外侧设置有上法兰座，下阀体外侧设置有下法兰座，中阀体的上下两端均设置有中法兰座，上下两端的中法兰座分别与上法兰座、下法兰座连接。

进一步的，所述上阀体、下阀体与固定框架之间螺纹连接。

进一步的，所述阀体内设置有与执行机构连接的阀针，中阀体水平拉出后，阀针可从检修腔内拆卸更换。

进一步的，所述上阀体靠近中阀体的一端设置第一密封圈，中阀体的上下两端分别设置第二密封圈和第三密封圈，下阀体靠近中阀体的一端设置有第四密封圈，第一密封圈和第二密封圈的外侧设置有第一定位卡套，第三密封圈和第四密封圈的外侧设置有第二定位卡套，第一定位卡套和第二定位卡套可沿中阀体外圆周上下滑动。

本发明保护的另外一个技术方案：一种超高压设备，采用上述任一项所述的高压卸荷阀作为超高压设备的卸压装置。

本发明跟现有技术相比具有的有益效果为：本发明通过将中阀体与上阀体、下阀体可拆卸连接且阀针的行程位置能够提升到中阀体的上方。后期维护更换时，中阀体可以水平拉出形成检修腔，从检修腔内直接对阀座和阀针进行更换，不需要对高压卸荷阀整体进行解体拆除，极大地缩短维修时间，从而提升整个超高压设备的利用率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为为定位套处于打开状态时的高压卸荷阀剖视图。

图2为定位套处于关闭状态时的高压卸荷阀剖视图。

图3为中阀体拉出后检修腔的示意图。

图4为图2中A处局部放大图。

图5为图2中B处局部放大图。

图6为上阀体与下阀体螺杆连接的结构形式。

图7为中阀体与上阀体、下阀体分别连接的结构形式。

图8为上阀体、下阀体与固定框架螺纹连接的结构形式。

图9为固定框架用挡圈固定的结构形式。

图中，1为上阀体，2为中阀体，3为下阀体，4为阀座，5为检修腔，6为固定框架，7为上法兰座，8为下法兰座，9为螺杆，10为上法兰盘，11为下法兰盘，12为中法兰盘，13为执行机构，14为阀针，15为第一密封圈，16为第二密封圈，17为第三密封圈，18为第四密封圈，19为第一定位卡套，20为第二定位卡套，21为卸荷口，22为密封结构，23为挡圈。

具体实施方式

如图1-图9所示，一种卸荷阀，包括上阀体1、中阀体2和下阀体3，中阀体2和下阀体3的中部为贯通的卸荷通道。中阀体2的外侧设置有卸荷口21，卸荷口21与卸荷通道相连通。下阀体3内设置有阀座4，中阀体2的卸荷通道内设置有阀针14，阀针14上部与执行机构13连接，且在执行机构13的带动下可上下移动，从而完成阀针14与下阀体3的开、闭动作。

现有的高压卸荷阀的阀座4和阀针14的更换非常复杂，需要先把卸荷阀从设备上与管路系统的多处连接断开后移动到工作台上，将卸荷阀体分解开才能将阀针和阀座取出更换。但是对于超高压设备来说维修更换时间太长，会严重影响超高压设备的使用效率。

为了提升阀座4和阀针14的更换效率。本发明将中阀体2位于上阀体1和阀座4之间，需要检修时，中阀体2可水平向外拉出，中阀体2拉出后，在上阀体1和下阀体3之间形成检修腔5。

当需要更换阀座4时，首先控制执行机构13将阀针14运行到中阀体2的上部，使阀针14不会干涉中阀体2的运动。如果中阀体2与上阀体1、下阀体3之间存在连接，先将连接解除后，就可以将中阀体2水平向外拉出形成检修腔5。维修人员可以从检修腔5内进行阀座4和阀针14的更换。更换阀针14时，控制执行机构13动作带动阀针14向下运动，使阀针14完全暴露在检修腔5内进行更换。这样就不需要将卸荷阀进行整体拆除，极大地提升了更换效率。

在上述实施例中并没有限定阀座4与下阀体3之间的连接关系，目前常规的做法阀座4和下阀体3采用的是固定连接，这种连接方式导致在对阀座4进行更换时，需要解除阀座4与下阀体3之间的固定连接。为了进一步的提升阀座4的更换速度，在本实施例中将阀座4与下阀体3之间活动设置。

在下阀体3的中部预设与阀座4形状相匹配的放置槽，将阀座4活动置于放置槽内即可。当卸荷阀工作时，卸荷通道内的压力会将阀座4的上表面压在中阀体2的下表面上使二者紧密接触，中阀体2限制阀座4位移量以保证阀座4与下阀体3间密封可靠；阀座4推力通过中阀体2传递到上阀体1，上阀体1传递到固定结构。该固定结构可以是上阀体1与下阀体3之间的固定，也可以是中阀体2与上阀体1、下阀体3之间分别固定。对于该固定结构的形式在后续实施例中会进行详细介绍。

另外，在阀座4的下部与下阀体3之间设置有密封结构22进行密封，阀座4与下阀体3之间始终保持密封状态。

在上述实施例的基础上，在本实施例中重点对上阀体1、中阀体2以及下阀体3之间的几种连接形式进行重点介绍。

第一种形式：如图1所示，将上阀体1、中阀体2和下阀体3从上到下依次设置在固定框架6内，利用固定框架6来限制上阀体1、中阀体2以及下阀体3的位置，固定框架6可以采用挡圈23固定，这种结构形式，中阀体2与上阀体1、下阀体3之间无连接。

当阀座4受到卸荷通道的压力时，阀座4受到的推力通过中阀体2传递给上阀体1，上阀体1会将推力传递到与其接触的固定框架6上，由固定框架6来承受整体系统的推力。上阀体1、下阀体3与固定框架6之间的连接可以采用多种多样的形式，可以将上阀体1从固定框架6顶部的安装孔直接穿出后卡接即可，如图8所示也可以将上阀体1与固定框架6之间螺纹连接，或者将上阀体1与固定框架6一体设置也可以。

第二种形式：如图6所示，上阀体1外侧设置有上法兰座7，下阀体3外侧设置有下法兰座8，上法兰座7和下法兰座8之间通过螺杆9连接。这种结构形式由外侧的多个螺杆9来承受系统推力，同时利用螺杆9来限制上阀体1与下阀体3之间的距离。

第三种形式：如图7所示，上阀体1外侧设置有上法兰座7，下阀体3外侧设置有下法兰座8，中阀体2的上下两端均设置有中法兰座，上下两端的中法兰座分别与上法兰座7、下法兰座8连接。

这种结构形式将中阀体2与上阀体1、下阀体3分别连接，当需要进行检修时，就需要对中阀体2与上阀体1、下阀体3的连接结构进行解除后，才能将中阀体2拉出，形成检修腔5。而第一种形式和第二种形式中阀体2与上阀体1、下阀体3之间并没有连接结构，需要检修时，可以直接将中阀体2拉出形成检修腔5。

上述几种形式均能够实现上阀体1、中阀体2以及下阀体3之间的连接，但是并不限于这几种结构形式，只要完成能够承受高压卸荷过程中的巨大推力且检修时，方便中阀体2拉出即可。本发明优先的选择第一种形式。这种形式的在检修时，中阀体2可以快速拉出，极大地缩短维修时间。

上述实施例中重点介绍的是中阀体2、上阀体1以及下阀体3的连接形式，为了方便检修时，能够将中阀体2拉出，在中阀体2与上阀体1、下阀体3之间的接触面上不能设置密封结构22。但是在实际使用过程中，中阀体2与上阀体1、下阀体3之间的接触面处会有介质渗出。考虑到上述情况，将中阀体2与上阀体1、下阀体3之间的密封结构22设置在外侧，具体结构如下：

上阀体1靠近中阀体2的一端设置第一密封圈15，中阀体2的上下两端分别设置第二密封圈16和第三密封圈17，下阀体3靠近中阀体2的一端设置有第四密封圈18，第一密封圈15和第二密封圈16的外侧设置有第一定位卡套19，第三密封圈17和第四密封圈18的外侧设置有第二定位卡套20，第一定位卡套19和第二定位卡套20可沿中阀体2外圆周上下滑动。

如图4-图5所示，第一定位卡套19和第二定位卡套20处于闭合状态，第一定位卡套19将第一密封圈15和第二密封圈16封闭在内侧，第二定位卡套20将第三密封圈17和第四密封圈18封闭在内侧。这种结构的密封形式不会影响中阀体2的向外拉出。如图1所示，当需要将中阀体2拉出时，先将第一定位卡套19和第二定位卡套20滑动到打开状态后，这样第一定位卡套19和第二定位卡套20就不会限制中阀体2的运动。直接就可以将中阀体2向外拉出，拆卸非常方便。

第一定位卡套19和第二定位卡套20主要作用是用来固定第一密封圈15、第二密封圈16、第三密封圈17以及第四密封圈18，同时第一定位卡套19和第二定位处于闭合状态时，也能起到一定的限位作用，可以一定程度上限制中阀体2与上阀体1、下阀体3之间的横向移动。

上述几个实施例中的执行机构13可采用气动驱动机构，或液压驱动机构，或许机械驱动机构。本发明中优选的采用液压驱动机构。

本发明的卸荷阀主要应用在超高压设备上，因此本发明保护的另外一个技术方案是超高压设备：包括一个用于处理物料的高压腔体，高压腔体的外侧设置有卸荷阀，该卸荷阀采用采用上述描述的任一个高压卸荷阀，利用该高压卸荷阀完成高压腔体的泄压动作。

在超高压设备上使用本发明的高压卸荷阀后，能够极大地缩短阀针14以及下阀座4的维修更换时间，从而提升整个超高压设备的利用效率。

在本发明的描述中，“超高压”是指压力大于等于100MPa，例如高达1000 MPa的压力。优选地，超高压的压力大于等于300 MPa，更优选的范围是400 MPa-900 MPa，例如，超高压的压力可以为300 MPa ，400 MPa，600 MPa，900 MPa等。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。