專利名稱：防水擊開關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防水擊開關(guān)閥，具體是一種通過閥芯設(shè)有半橢圓以及半矩 形的組合流體通孔的開關(guān)閥，使之產(chǎn)生的流體水擊壓力上升值最小或小于預(yù)先 給定的值，用于油田采油、機(jī)械輸流領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輸流系統(tǒng)中正常的開關(guān)閥的啟閉、流量調(diào)節(jié)或人員的誤操作均會(huì)使系統(tǒng)內(nèi) 流體處于水力不穩(wěn)定流動(dòng)過程，從而在系統(tǒng)內(nèi)形成往復(fù)傳播的瞬變壓力波。這種 水力瞬變過程又稱為水擊，它可能引起輸流系統(tǒng)的壓力突然升高或降低，以至于 造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或性能上的破壞，引起運(yùn)行事故。油田的開采系統(tǒng)管網(wǎng)復(fù)雜、阻力 元件及節(jié)點(diǎn)相對(duì)較多，相鄰采油節(jié)點(diǎn)相互影響等特點(diǎn)，因而水擊波的傳播更為復(fù) 雜,破壞性也較為嚴(yán)重。研究輸流系統(tǒng)內(nèi)的水力瞬變現(xiàn)象,進(jìn)而提出經(jīng)濟(jì)實(shí)用的 防水擊壓力開關(guān)閥,對(duì)于確保準(zhǔn)確及時(shí)地供應(yīng)流體具有重要意義。
"CN 2436722Y"公開了一種熱水循環(huán)系統(tǒng)管道上的防水擊液控啟閉閥，由 液控口、闊蓋、活塞、彈簧、閥座套、閥桿、閥瓣、閥孔、隔離板、濾網(wǎng)、殼 體、絲堵、水流進(jìn)口、水流出口、出水管、安全閥閥體、閥芯、閥芯彈簧、調(diào) 整螺釘、安全閥進(jìn)水口、安全閥出水口組成，其特征在于安全閥進(jìn)水口在閥瓣 下方與閥體連接，安全閥出水口與出水管連接，濾網(wǎng)設(shè)在水流進(jìn)口一側(cè)，其上 端和殼體頂部連接，下端和殼體底部連接。當(dāng)一定壓力的液體由液控口輸入后， 活塞在液壓力的作用下克服彈簧的彈力向下運(yùn)動(dòng)，并通過閥桿使閥瓣將閥孔開 啟，此時(shí)水流進(jìn)口與水流出口之間導(dǎo)通。當(dāng)液控口處的壓力液體消失時(shí)，活塞在彈簧的彈力下向上運(yùn)動(dòng)，并通過閥桿使閥瓣將閥孔迅速關(guān)閉，此時(shí)閥瓣下面 的水流在慣性力的作用下，壓力瞬間增高，與此同時(shí)，安全閥閥體內(nèi)的閥芯在 高壓水流的沖擊下，克服閥芯彈簧的彈力將安全閥進(jìn)水口開啟，高壓水流通過 安全閥閥體的內(nèi)腔由安全閥出水口進(jìn)入出水管內(nèi)與低壓水混合。當(dāng)高壓水流被 泄出后，閥芯在閥芯彈簧的彈力下迅速復(fù)位，將安全閥進(jìn)水口關(guān)閉，而使液控 啟閉閥處于正常的關(guān)閉狀態(tài)，從而消除了水擊現(xiàn)象。這種方法和裝置存在結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、易出現(xiàn)故障，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不易操作，成本較高等不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種防水擊開關(guān) 閥，包括閥套、帶操作手柄的球形閥芯組成，闊芯上設(shè)有半橢圓以及半矩形的 組合流體通孔，開關(guān)閥的順時(shí)針開啟初期，閥芯的半橢圓形通孔首先與閥套進(jìn) 口相通，可使在一定的開口量下，有助于防止產(chǎn)生直接水擊；開啟后期，閥芯 的半矩形通孔與閥套進(jìn)口相通，實(shí)現(xiàn)快速開啟，有利于保障總的開啟時(shí)間不變； 反之關(guān)閉開關(guān)閥時(shí)，閥芯的半矩形孔與閥套的出口相通，首先實(shí)施關(guān)閉，然后闊 芯的半橢圓形通孔與閥套的出口相通，可使系統(tǒng)中水擊壓力上升值最小或小于 預(yù)先給定的值，進(jìn)行油田采油、機(jī)械輸流領(lǐng)域的一種主動(dòng)防護(hù)水擊的開關(guān)閥，具 有主動(dòng)性、減少防護(hù)措施、節(jié)約工程費(fèi)用、成本低、占地小、限壓效果顯著等 優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是油田采油、機(jī)械輸流領(lǐng)域的 一種主動(dòng)防護(hù)水擊措施通過開關(guān)閥的半橢圓以及半矩形的組合流體通孔實(shí)現(xiàn)開 關(guān)閥在初始階段較慢開啟、關(guān)閉，開啟后期，開啟速度快速進(jìn)行，具體技術(shù)原 理分兩階段如下階段1 :開關(guān)閥的順時(shí)針開啟時(shí)，閥芯的半橢圓形通孔首先與閥套進(jìn)口相 通，可使在一定的開口量下，有助于防止產(chǎn)生直接水擊；開啟后期，閥芯的半 矩形通孔與閥套進(jìn)口相通，實(shí)現(xiàn)快速開啟，有利于保障總的開啟時(shí)間不變。
由于在開關(guān)閥開啟動(dòng)作初始時(shí)間內(nèi)，水擊響應(yīng)周期很長(zhǎng)，閥的啟閉時(shí)間遠(yuǎn) 小于水擊周期，通過閥芯的半橢圓形通孔首先與閥套進(jìn)口相通，可使在一定的 開口量下，閥口后的流體流速是隨著開口量的增加而增加的，可使水擊的反射 波產(chǎn)生的波動(dòng)還沒有到達(dá)開關(guān)閥前的時(shí)刻，流體產(chǎn)生的直接水擊壓力幅值較小； 開啟后期，閥芯的半矩形通孔與閥套進(jìn)口相通，此刻快速啟閉開關(guān)閥，水擊壓 力的變化主要以水擊正向波和水擊反射波的相互作用為主，開口量的變化對(duì)其 影響較小，有利于降低整個(gè)系統(tǒng)的水擊壓力幅值，以及保障總的開啟時(shí)間不變； 從而達(dá)到利用調(diào)節(jié)開關(guān)閥的通孔的不同結(jié)構(gòu)而防止水擊的目的。
階段2:關(guān)閉開關(guān)閥時(shí)，閥芯的半矩形孔首先與閥套的出口相通，實(shí)施快速 關(guān)閉，然后閥芯的半橢圓形通孔與閥套的出口相通，可使系統(tǒng)中水擊壓力上升 值最小或小于預(yù)先給定的值，
本發(fā)明方法的有益效果是，采用系統(tǒng)本身的裝置——開關(guān)閥進(jìn)行系統(tǒng)水擊 的預(yù)防，具有主動(dòng)性以及減少防護(hù)措施、節(jié)約工程費(fèi)用、成本低、限壓效果顯 著等優(yōu)點(diǎn)，既適用于油田開采系統(tǒng)，亦適合于機(jī)械輸流系統(tǒng)的水擊防止問題。


圖1為本發(fā)明的開關(guān)閥結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明對(duì)輸流系統(tǒng)的水擊防止的開關(guān)閥的技術(shù)方案。
如圖1所示，假定開關(guān)閥順時(shí)針方向開啟，閥芯的半橢圓形通孔首先與閥 套進(jìn)口相通，即在開關(guān)閥開啟動(dòng)作初始時(shí)間內(nèi)，水擊響應(yīng)周期很長(zhǎng)，閥的啟閉 時(shí)間遠(yuǎn)小于水擊周期，通過可使在一定的開口量下，閥口后的流體流速是隨著 開口量的增加而增加的，可使水擊的反射波產(chǎn)生的波動(dòng)還沒有到達(dá)開關(guān)閥前的 時(shí)刻，流體產(chǎn)生的直接水擊壓力幅值較??；開啟后期，閥芯的半矩形通孔與閥 套進(jìn)口相通，此刻快速啟閉開關(guān)閥，水擊壓力的變化主要以水擊正向波和水擊 反射波的相互作用為主，開口量的變化對(duì)其影響較小，有利于降低整個(gè)系統(tǒng)的 水擊壓力幅值，以及保障總的開啟時(shí)間不變；
開關(guān)閥逆時(shí)針方向關(guān)閉，閥芯的半橢圓形通孔首先與閥套出口相通，即在 開關(guān)闊關(guān)閉動(dòng)作初始時(shí)間內(nèi)，水擊響應(yīng)周期很長(zhǎng)，閥的啟閉時(shí)間遠(yuǎn)小于水擊周 期，通過可使在一定的開口量下，閥口后的流體流速是隨著開口量的增加而增 加的，可使水擊的反射波產(chǎn)生的波動(dòng)還沒有到達(dá)開關(guān)闊前的時(shí)刻，流體產(chǎn)生的 直接水擊壓力幅值較?。魂P(guān)閉后期，閥芯的半矩形通孔與閥套出口相通，此刻 快速啟閉開關(guān)閥，水擊壓力的變化主要以水擊正向波和水擊反射波的相互作用 為主，開口量的變化對(duì)其影響較小，有利于降低整個(gè)系統(tǒng)的水擊壓力幅值，以 及保障總的開啟時(shí)間不變；從而達(dá)到利用調(diào)節(jié)開關(guān)閥的通孔的不同結(jié)構(gòu)而防止 水擊的目的。
權(quán)利要求
1、一種防水擊開關(guān)閥，其特征在于，針對(duì)輸流系統(tǒng)中由于開關(guān)閥的啟閉動(dòng)作而產(chǎn)生的流體水擊現(xiàn)象，提出一種閥芯設(shè)有半橢圓以及半矩形的組合流體通孔的開關(guān)閥，以使管網(wǎng)中水擊壓力上升值最小或小于預(yù)先給定的值。這種防護(hù)方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、限壓效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的防水擊開關(guān)閥，其特征是，閥芯上設(shè)有半橢圓 以及半矩形的組合流體通孔，開關(guān)閥的順時(shí)針開啟時(shí)，閥芯的半橢圓形通孔首 先與閥套進(jìn)口相通，可使在一定的開口量下，有助于防止產(chǎn)生直接水擊，開啟 后期，閥芯的半矩形通孔與閥套進(jìn)口相通，實(shí)現(xiàn)快速開啟，有利于保障總的開 啟時(shí)間不變；反之關(guān)閉開關(guān)閥時(shí)，閥芯的半矩形孔與閥套的出口相通，首先實(shí)施 關(guān)閉，可使系統(tǒng)中水擊壓力上升值最小或小于預(yù)先給定的值。
全文摘要
防水擊開關(guān)閥用于油田采油、機(jī)械輸流領(lǐng)域。本發(fā)明作為一種主動(dòng)防護(hù)水擊的開關(guān)閥，它包括閥套、帶操作手柄的球形閥芯組成，閥芯上設(shè)有半橢圓以及半矩形的組合流體通孔，開關(guān)閥的順時(shí)針開啟時(shí)，閥芯的半橢圓形通孔首先與閥套進(jìn)口相通，可使在一定的開口量下，有助于防止產(chǎn)生直接水擊，開啟后期，閥芯的半矩形通孔與閥套進(jìn)口相通，實(shí)現(xiàn)快速開啟，有利于保障總的開啟時(shí)間不變；反之關(guān)閉開關(guān)閥時(shí)，閥芯的半矩形孔與閥套的出口相通，首先實(shí)施關(guān)閉，可使系統(tǒng)中水擊壓力上升值最小或小于預(yù)先給定的值。這種結(jié)構(gòu)的防護(hù)水擊開關(guān)閥可以主動(dòng)防止水擊的破壞、減少防護(hù)措施、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占地小、限壓效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K47/02GK101440879SQ200810237229
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者閣 劉, 張賢明, 彬 陳 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)