本发明有关泄压阀，特别是有关平衡式先导控制的安全泄压阀，该阀有一个主阀，主阀包括有一个具有不同截面的阶梯型活塞，从而不需要安装防反流装置。 具有不同截面活塞式的泄压阀有一个主阀活塞，活塞靠在一个阀座上，以密封一个加压管路或容器，主阀活塞可滑动地装在一个压力室或腔中，主压力管线中的压力通过一个先导阀进入压力腔，在一般情况下，压力腔中的压力与主压力管线中的压力相等。因为该活塞在压力腔中的面积大于由阀座所限定的面积，所以，只要压力腔中的压力与主管线中的压力相等，压力腔中的压力使阀活塞紧靠阀座。
连接在主管线和压力腔之间的先导阀的作用是，当主管线的压力达到一个预定值时，将压力腔中的压力泄压，压力腔的泄压使主管线地压力迫使活塞脱离阀座，从而使主管线的压力泄至排放管线，当主压力管线中的压力降至一个预定值时，先导阀使压力腔增压，从而迫使活塞压向阀座，关闭主阀。
传统的泄压阀活塞的缺点是，在阀座处排放管线侧的活塞面积受到排放管线中的反压作用，该反压与压力腔的压力相反，由于暴露在主管线中的活塞面积加上暴露在排放管线中的活塞面积大致等于压力腔中的活塞面积，高于主管线压力的排放管线压力加上主管线的压力将与压力腔中的压力相抵消并使活塞离开阀座，从而使排放管线中的压力泄至主管线中，为了防止这种情况发生，以前设计的泄压阀包括有一个防反流装置，使主阀在排放管线的高反压情况下主阀仍可保持密封。
在先有技术中的泄压阀必须要有防反流装置，因为简单地减少暴露在排放管线中的活塞面积必然会增加暴露在主管线中的活塞面积。由于暴露在主管线中的活塞面积接近了压力腔中的活塞面积，压力差会减少到使阀座的密封不严。
因此，为了减少传统先导控制安全泄压阀的成本和复杂性，必须改进主阀从而不必安装防反流装置。
本发明是一个平衡式先导控制的安全泄压阀，该阀有一个主阀，主阀带有一个具有不截面的阶梯型活塞，该阀不必安装防反流装置。
本发明的阶梯型活塞有一个缩小面积端部分，与在主压力管线和排放管线之间的阀座密封，活塞向上的阶梯式的加大面积端部分可滑动地装在压力腔内。压力腔包括一个由套筒和装在主阀壳体上的顶板所限定的圆筒形空腔，该套筒包括有一个加大直径的内孔形成上述空腔以放置活塞的加大面积端部分，和一个缩小直径的内孔，活塞的缩小面积端部分装在其中被导向至阀座，在活塞的缩小面积端部与套筒缩小直径的内孔之间设有一个密封，以防上排放管线中的反向压力作用在压力腔中活塞的加大面积端部上。当主阀活塞座落在阀座上时，阀座在排放管线一侧的活塞面积暴露在反向压力中。然而，这个面积可以减小到零，因为阶梯型活塞在阀座处暴露在主管线中的面积始终保持小于暴露在压力腔中的系统压力下的加大的活塞面积。因此，可以显著地减小暴露在排放管线的反压中的活塞面积，而不会降低使活塞与阀座密封的力，其结果是不再需要安装另外的防反流装置。
为了更全面地了解本发明及其进一步的优点，下面将结合附图，参照所标注的参考符号详细描述本发明的较佳实施例，其中：
图1是一个先有技术的先导控制安全泄压阀的垂直剖面图，其中显示了按传统方法设计的主阀;
图2是一个平衡式先导控制安全泄压阀的垂直剖面图，其中显示了本发明带有不同截面的阶梯型活塞的主阀。
参见图1，图中为一个按传统方法设计的先导控制安全泄压阀，其中显示了由本发明所克服了的问题，安全泄压阀10包括有一个主压力管线12，与一个加压容器或管路连接（未示出）。安全泄压阀10还包括一个压力排放管路14以及安置在阀座18上的阀活塞16，以使主压力管线12与压力排放管线14之间密封。
主压力管线12中的压力通过压力检拾信号线路19，再通过先导阀20传到压力室或腔22内。压力室22以套筒21，顶板23和活塞16为界。活塞16可滑动地装在套筒21内。可在压力室内设置螺旋弹簧24或其它偏压装置，以将活塞16压向阀座18，压力室22中的压力P作用在活塞16的面积A2上，使活塞16与阀座18之间形成严密的密封。设置一个密封，例如O型密封环26，使压力室22中的压力P2与压力排放管线12密封。在一般情况下，主压力管线12中的压力P1与压力室22中的压力P2相等。因此，由于面积A2大于面积A1，作用在活塞16上的净压力迫使活塞16与阀座18密封，另外，随着压力P1增加，活塞16作用在阀座18上的力也随着增加，从而保持严密的密封。
当主管线12中的压力超过预定的限值时，先导阀20起作用，将压力室22中的压力P泄压。随着压力室22的泄压，主管线中作用在面积A上的压力P迫使活塞16离开阀座18，使主管线12与排放管线14相通。当压力P降到预定值以下时，先导阀20关闭压力室22，从而使活塞16回到阀座18上。
如图1所示，按传统方法设计的平衡先导控制安全阀，在阀座18的排放管线一侧，活塞16上的面积A3受到排放管线14内的反向压力P3的作用。作用在面积A3上的压力P3和作用在面积A1上的压力P1一起与压力室22内作用在面积A2上的压力P2方向相对。由于面积A1与面积A3之和大致等于面积A2，大于主管线压力P1的反向压力P3将会使活塞16离开阀座18，使反向排放压力P3通入主管线12。这是极力避免发生的现象，因此如图1所示的这种安全阀必须设置一个分开的防反流装置（未示出），以保证活塞16与阀座18的密封不受排放管线14内压力P3的值的影响。
如图2中所示的本发明的安全泄压阀30，不需要分开的防流装置。安全泄压阀30包括有一个主压力管线32，一个排放管线34和一个具有不同截面的阶梯形活塞36，活塞36安置在阀座38上，使主压力管线32与压力排放管线14之间密封。主管线中的压力P4作用在活塞16的面积A4上，且通过压力检拾信号线路39，再通过先导阀40传到压力室或腔42内。压力腔42以套筒41，顶板43以及活塞36为界，活塞36可滑动地装在套筒41内。套筒41有一个加大的内孔，以形成压力腔42和一个缩小的内孔与压力腔42相通。可在压力腔42内设置一个螺旋弹簧44或其它偏压装置，以将活塞16压向阀座38。压力腔42中的压力P5作用在活塞36的面积A5上，使活塞36与阀座38之间形成严密的密封。设置一个密封，例如O型密封环26，当活塞36在套筒41中往复移动时密封压力腔42中的压力P5。
本发明的活塞36设计成具有不同截面的阶梯形，缩小截面端部分装在套筒41的缩小的内孔中，其面积A4靠在阀座38上;加大面积端部分具有面积A5，该部分整个限制在压力腔42内。另外有一个密封48，该密封可以包括例如一个O型环，一个隔膜或波纹管，以防止排放管线34中的压力P6作用在套筒41中的加大面积部分的活塞上。与图1中所示安全泄压阀10中的活塞16相反，在阀座38的排放管线一侧上的阶梯型活塞36的面积A6可以减小到零。既使A6的面积为零，面积A4可仍然小于面积A5，因此作用在压力腔42中面积A5上的压力P5（通常等于压力P4）可提供一个净压力保持阶梯型活塞36与阀座38紧密密封。另外，反向压力P6仅仅作用在很小（或为零）的面积A6上，以抵抗压力腔42中的压力P5。因此，压力P6必须远远大于主管线压力P4时才会使活塞36脱离阀座38。其结果是，阶梯型活塞36可以防止压力P6反流入主管线，而不需要另外的防反流装置。
尽管上面根据具体的实施例描述了本发明，显然本领域技术人员可提出各种改变和改进，而本发明意图将这些改变和改进包括在后面权利要求所述的范围内。