可控燃氣閥門設計方案

摘 要

摘要：分析了機械式可控閥門、磁式可控閥門、可快速測壓閥門的技術設計方案(已取得中國專利)。關鍵詞：可控閥門；機械式可控閥門；磁式可控閥門；可快速測壓閥門Design Scheme of Con
摘要：分析了機械式可控閥門、磁式可控閥門、可快速測壓閥門的技術設計方案(已取得中國專利)。
關鍵詞：可控閥門；機械式可控閥門；磁式可控閥門；可快速測壓閥門
Design Scheme of Controllable Gas Valve
YAN Rongjie，LIN Jianfen
Abstract：The technical design schemes of mechanically controlled valve，magnetically controlled valve and quick pressure valve are analyzed.The Chinese patents of these valves have been obtained.
Key words：controllable valve；mechanically controlled valve；magnetically controlled valve；quick pressure valve
   燃氣閥門研發(fā)、制造、銷售企業(yè)提供安全燃氣閥門的技術設計方案是促進燃氣行業(yè)安全管理、平穩(wěn)運行的有效措施。本文闡述的幾種安全燃氣閥門技術設計方案是我們公司通過自主研發(fā)獲得國家實用新型專利的產品[1～6]，專利權人屬于寧波志清實業(yè)有限公司。
1 可控式燃氣閥門技術設計方案
    可控式是指閥門啟閉裝置可根據(jù)需求來設置開關狀態(tài)。
   ① 機械式可控燃氣閥門
   通過將閥門啟閉驅動結構設計為非標式、鉛封式、形狀改變式等，且不可隨意拆卸，只能夠采用專用開啟工具或破壞驅動結構才能夠開關閥門，達到不可擅自操作閥門、避免人為誤操作、防止盜氣等目的。該閥門公稱壓力不大于2.5MPa，工作溫度為-20～120℃。
    圖1～4所示閥門，屬于非標式結構，可實現(xiàn)閥門關閉不可開或開啟不可關或可自由開關的功能。
圖1、2所示閥門，在普通燃氣閥門的基礎上改變控制閥門開關手柄結構。該結構關鍵技術在于手柄下端分別設有一扇形凹槽和方形凹槽。當閥體上凸臺與手柄上方形凹槽配合時，手柄與閥體互相限位不能轉動，實現(xiàn)關閉不可開的功能，手柄與閥桿通過非標螺母連接固定，使用專用工具操作。當閥體上凸臺與手柄上扇形凹槽配合時，手柄可在90°范圍內旋轉定位，自由控制球閥開關，即可實現(xiàn)普通閥門功能。例如用戶未及時繳費或出現(xiàn)用氣異常等情況，均可設置閥門手柄為關閉不可開狀態(tài)；用戶用氣正常等情況，可設置閥門手柄為自由開關的狀態(tài)。產品出廠時一般設置為可自由開關狀態(tài)，用戶和燃氣供應企業(yè)根據(jù)需求可自行設置功能。
 

如圖3所示，閥門可設置為開啟不可關功能或關閉不可開功能或可自由開關的功能。該結構的關鍵技術在于閥體凸頸部與手柄分別設有死穴區(qū)域。當閥門需要在關閉狀態(tài)設置為開啟不可關功能或關閉不可開功能時，只需將非標螺釘使用專用工具安裝在手柄與閥體配合死穴區(qū)域，即可實現(xiàn)；當閥需要可自由開關功能時，只需將手柄與閥體配合死穴區(qū)域中的非標螺釘拆卸，不進行安裝，即可實現(xiàn)普通閥門自由開關功能。一般公共事業(yè)的管網(wǎng)建設環(huán)境閥門設置為關閉不可開狀態(tài)或開啟不可關狀態(tài)，新用戶未入住開戶前等情況閥門設置為關閉不可開狀態(tài)，入住開戶后等情況閥門非標螺釘不安裝即為自由開關的狀態(tài)。產品出廠時一般設置為關閉不可開狀態(tài)。
    圖4所示閥門屬于啟閉雙鉛封結構方案，可實現(xiàn)閥門關閉不可開或開啟不可關或可自由開關的功能。
    閥門的開啟與關閉狀態(tài)均可設置為用栓系鉛封線控制閥的自由開關狀態(tài)。該結構的關鍵技術在于在閥體限位孔和兩個蝶翼手柄上設置栓系鉛封線孔。當閥需要在開啟狀態(tài)處于開啟不可關時，只需將蝶形手柄蝶翼栓系鉛封位置1上的孔與閥體限位孔進行鉛封線栓系，即可實現(xiàn)；閥需要在關閉狀態(tài)處于關閉不可開功能時只需將蝶形手柄蝶翼栓系鉛封位置1或2上的孔與閥體限位孔進行鉛封線栓系，即可實現(xiàn)；若需實現(xiàn)閥開啟與關閉狀態(tài)均可自由開關，只需閥體限位孔和手柄蝶翼的鉛封線不進行栓系，即可實現(xiàn)普通閥門自由開關功能。閥門出廠時一般設置為自由開關狀態(tài)。

    圖5、6所示閥門屬于形狀改變式結構方案，可實現(xiàn)閥門關閉不可開或開啟不可關或可自由開關的功能。
    閥從開啟到關閉狀態(tài)或從關閉到開啟狀態(tài)須通過安裝匹配的專用手柄控制閥的自由開關狀態(tài)。該結構的關鍵技術在于閥桿的頭部設計為“心”形、“齒”形、“梅花”形、“◇”形、“△”形、“口”形等，且閥桿頭部需內藏于閥體內部使其他工具及手柄無法連接，專用手柄的形狀與內藏于閥體內部的閥桿頭部工作區(qū)域配合，即閥桿頭部與專用手柄凹凸配合。當閥需要從開啟到關閉狀態(tài)或從關閉到開啟狀態(tài)后不允許閥實現(xiàn)自由開關動作，只需要將閥的手柄進行拆卸并安裝防塵蓋后，手柄可由用戶或燃氣供應企業(yè)保管，即可實現(xiàn)；當閥需要從開啟到關閉狀態(tài)或從關閉到開啟狀態(tài)允許閥實現(xiàn)自由開關動作，只需安裝形狀與閥桿相匹配的手柄，同時用螺釘進行緊固，即可實現(xiàn)普通閥門自由開關功能。產品出廠時一般設置為可自由開關的狀態(tài)。
   ② 磁式可控燃氣閥門
   閥門開關驅動結構利用磁場“同性相斥，異性相吸”的原理設計，且不可隨意拆卸，只能夠采用專用開啟工具或破壞驅動結構才能夠啟閉閥門。該閥門公稱壓力不大于2.5MPa，工作溫度為-20～80℃，用于較為干燥的環(huán)境。
 

    圖7～9所示閥門屬于磁式結構方案，可實現(xiàn)閥門可關不可開、可自由開關與可關不可開互換、止退可關不可開的功能。
    圖7閥門為可實現(xiàn)可關不可開功能的單用磁式閥門，閥門關閉后只能通過專用開啟工具才能實現(xiàn)自由開啟。該結構關鍵技術在于閥體有扇形凸臺，在扇形凸臺的軸向端和徑向端分別設置相垂直的兩個盲孔，手柄按閥體扇形凸臺徑向和軸向相垂直盲孔對應位置分別開設相對應的盲孔。閥體扇形凸臺上軸向和徑向盲孔和手柄內的磁銷、彈簧能準確地按對應預設盲孔插入，即可實現(xiàn)可關不可開功能。當閥門需要正常工作時，只能通過專用開啟工具內的強磁與閥內的磁銷通過磁場“同性相斥，異性相吸”的原理實現(xiàn)自由開啟閥門。產品出廠時一般設置為開啟狀態(tài)。
    圖8所示閥門為可實現(xiàn)可關不可開或可自由開關與可關不可開互換功能的雙用磁式產品，當閥門處于可關不可開狀態(tài)時，須通過專用開啟工具才能實現(xiàn)自由開關。該結構關鍵技術在于閥體凸頸部有兩凸臺，凸臺上有平行凸頸中心線的盲孔，手柄正上端面設有A和B標志的兩螺紋孔以及帶強磁的A和B的螺塞。當閥門需要從關閉到開啟狀態(tài)實現(xiàn)可關不可開的功能時，只需通過專用開啟工具將手柄上A螺紋孔安裝B螺塞或B螺紋孔安裝A螺塞或A、B螺塞任意去掉其中一個或A、B螺塞都不安裝，即可實現(xiàn)；當閥門需要實現(xiàn)可自由開關與可關不可開互換的功能，只需通過專用開啟工具將手柄上A螺紋孔安裝A螺塞或B螺紋孔安裝B螺塞，利用磁場“同性相斥，異性相吸”的原理，即可實現(xiàn)作為普通閥門自由開關功能。產品出廠一般設置為可關不可開的狀態(tài)。
    圖9所示的閥門，針對市場普通的可控式燃氣閥門在完全關閉狀態(tài)前球閥已經(jīng)密封但未完成進入可控區(qū)域時，用戶還可以逆時針開啟球閥的缺陷而設計。該閥門是可實現(xiàn)提前角度可關不可開功能的止退磁式產品。球閥開啟狀態(tài)時手柄與管道軸線呈0°，球閥關閉狀態(tài)時手柄與管道軸線呈90°，手柄應順時針關閉球閥，逆時針開啟球閥，手柄在球閥已密封但未完全關閉狀態(tài)位置與關閉狀態(tài)手柄位置形成的角度即為提前角度。止退指關閉過程中只能夠順時針操作。閥門關閉狀態(tài)必須通過專用開啟工具才能實現(xiàn)可自由開啟。該結構關鍵技術在于閥體凸頸沿徑向對稱兩側面各外伸一個凸臺，在兩凸臺分別開設通孔，分別在通孔一端封閉且設有磁銷和彈簧；閥桿外側壁的相對兩側面上分別開設兩個盲孔，盲孔設有限位槽以及提前角度止退結構。當閥從開啟轉向關閉狀態(tài)過程中，閥體與閥桿配合進入預設提前角度止退區(qū)域時(符合歐洲BS EN 331：1998《建筑物燃氣供應設備用手動球閥和密封底部錐體旋塞閥》規(guī)定的8°±1°夾角要求)，閥體凸臺兩通孔內設置的磁銷通過彈簧力進入鎖定且止退狀態(tài)直至完全鎖定狀態(tài)，實現(xiàn)提前角度止退可關不可開的功能；當閥從關閉到開啟狀態(tài)，需要通過專用開啟工具內的強磁與閥內的磁銷通過磁場“同性相斥，異性相吸”的原理方可開啟閥門。產品出廠時一般設置為開啟狀態(tài)。
2 可快速測壓燃氣閥門設計方案
   ① 可快速測壓灶前閥
圖10、11所示閥門為可實現(xiàn)不用關閉或切斷管道燃氣的情況下進行快速測壓的燃氣閥門。不要測壓時，灶前閥處于開啟狀態(tài)，測壓裝置處于常自閉狀態(tài)，即密封狀態(tài)。需要測壓時，只需逆時針擰下螺帽組件，將快速專用測壓接頭連接到測壓接口，使快速專用測壓接頭接觸預設測壓工作區(qū)域，并逐步順時針擰緊，推動閥芯壓縮彈簧向內移動，使測壓接口內的密封口脫離密封臨界設置同時達到無外泄漏，從而使燃氣順利流動。當測壓完畢后，將快速專用測壓接頭逆時針擰出測壓接口，密封墊在彈簧的作用下迅速歸位，達到無泄漏狀態(tài)，擰緊螺帽組件進行保險密封，可以實現(xiàn)快速、安全地進行測壓作業(yè)。該產品公稱壓力不大于1.6MPa，工作溫度為-20～120℃。
 

   ② 可測壓表接頭
   如圖12所示，可測壓表接頭是安裝于燃氣計量表進出口端的產品。在普通表接頭的基礎上研制出可測壓表接頭，可測壓表接頭上帶有一個具有凸頸的側孔，能夠方便地將測壓儀表通過凸頸安裝在表接頭上。通常情況下該側孔采用密封圈、螺釘及防護套堵住，保證管道密封性。當需要測壓時，去掉密封圈、螺釘及防護套，打開側孔，安裝上測壓儀表即可測量壓力。測完之后，拆下測壓儀表，再采用密封圈、螺釘及防護套將側孔堵住，保證普通表接頭原有功能。
參考文獻：
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[5] 寧波志清實業(yè)有限公司.可快速測壓的灶前閥組件：中國，ZL 2011 2 0208758.6[P].2012-02-O1.
[6] 寧波志清實業(yè)有限公司.可測壓表接頭：中國，ZL 2007 2 0303060.6[P].2008-09-03.
 
(本文作者：嚴榮杰 林建芬 寧波志清實業(yè)有限公司 浙江寧波 315600)