專利名稱：控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥。
在長距離液體管道系統(tǒng)中，經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈的水擊。如突然關(guān)閥、中間泵站非正常運轉(zhuǎn)等，水擊增壓波在管道中以聲速向上游傳遞，并迭加在原系統(tǒng)壓力上，致使壓力保護(hù)裝置還未及動作或減壓波未來得及超前減壓，管道就發(fā)生破裂。為了防止系統(tǒng)壓力迅速增大，英國和意大利的調(diào)節(jié)器公司為原蘇聯(lián)的“友誼管道”研制了電子－液力泄放系統(tǒng)，利用電子裝置控制快動作液力傳動閥，控制增壓速率。美國專利3272470，3306569，4050669介紹的橡膠套泄放閥，需要專門的蓄能裝置與之配套使用。上述泄放裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于應(yīng)用于輕便型和小口徑管路上，而且僅對增壓速率進(jìn)行控制，對管道系統(tǒng)的最大壓力沒有控制。管道安全可靠地運行還需要配備專門的壓力最大值限制裝置。中國人民解放軍后勤工程學(xué)院研制了控制管道增壓速率和最大壓力泄放閥，據(jù)中國專利申請?zhí)枮?8108065·9介紹的控制管道增壓速率和最大壓力泄放閥，滿足了控制增壓速率和限制最大壓力功能，并集兩項功能于一體，但不足的是閥體積較大，自身質(zhì)量大；蓄能裝置采用的環(huán)繞橡膠套閥蕊的環(huán)形橡膠氣囊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，加工制造較困難；橡膠套閥蕊的橡膠套本身存在易老化、易疲勞變形、耐低溫性能差的不足，增壓速率阻力控制不能自動調(diào)節(jié)，增壓速率控制明顯呈非線性；氣囊變形情況無法監(jiān)視。
本實用新型的目的是要提供一種既限制增壓極植，又控制管道增壓速率的雙功能泄壓閥。整個泄壓閥是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，不用外部能源的單個裝置，不需要配套設(shè)施，直接安裝到低粘度液體管道系統(tǒng)?？刂乒艿涝鰤核俾屎拖拗圃鰤簶O值雙功能泄壓閥的蓄能器采用球形蓄能器；主調(diào)節(jié)閥為彈簧復(fù)位金屬閥蕊調(diào)節(jié)閥；增壓速率控制器具有阻力自動補(bǔ)償功能。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥由主調(diào)節(jié)閥、蓄能器、控制器和監(jiān)視器四部分組成，其具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖給出。附


圖1是本實用新型提出的總體裝配圖，附圖2是增壓速率控制器、增壓極值控制器和功能控制器的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附
圖1、2詳細(xì)說明本實用新型具體結(jié)構(gòu)和工作情況。主調(diào)節(jié)閥由閥體(1)、閥座(18)、主閥蕊(16)、閥蕊密封墊(17)、主閥彈簧(14)組成。主閥蕊(16)在彈簧作用下，將閥蕊密封墊(17)緊壓在閥座(18)上，將主調(diào)節(jié)閥分隔成進(jìn)入腔(2)和排出腔(15)。主閥蕊(16)和閥蕊密封墊(17)等構(gòu)成閥蕊組合件。
蓄能器由金屬球形殼體(11)、蓄氣膠囊(12)、蓄能器蓋(10)等組成。
監(jiān)視器由膠囊復(fù)位引導(dǎo)繩(5)、膠囊復(fù)位指標(biāo)件(7)、窺視器(9)、彈簧(6)、護(hù)帽(8)等組成。
控制器(4)由增壓速率控制器、增壓極值控制器和功能控制器組成。增壓速率控制器與增壓極值控制器串聯(lián)后再與功能控制器并聯(lián)。它們都裝在控制器殼體(31)內(nèi)。速率調(diào)節(jié)螺套(20)、調(diào)節(jié)桿(21)、速率調(diào)節(jié)彈簧(19)、調(diào)節(jié)套(23)、調(diào)節(jié)體(24)、組合密封(22)等組成增壓速率控制器。調(diào)節(jié)體(24)上有兩個矩形小孔(25)，調(diào)節(jié)套(23)上有一三角形孔(26)，調(diào)節(jié)體(24)可在調(diào)節(jié)套(23)中沿軸向移動，調(diào)節(jié)體(24)在調(diào)節(jié)套(23)中的位置不同，則調(diào)節(jié)體(24)上的矩形孔(25)與調(diào)節(jié)套(23)上的三角形孔(26)所構(gòu)成的過流面積不等；調(diào)節(jié)體(24)與調(diào)節(jié)套(23)之間用組合密封(22)密封；調(diào)節(jié)體(24)一側(cè)受速率調(diào)節(jié)彈簧(19)的張力，另一側(cè)受蓄能器中的液體壓力。增壓極值控制器由極值控制螺套(32)、套在極值控制螺套內(nèi)的定值導(dǎo)桿(33)和定值彈簧(34)、固定在定值導(dǎo)桿前端的密封膜片(30)、頂在密封膜片上的閥桿(29)、密封墊(28)組成。功能控制器是一單向活門(27)。
主調(diào)節(jié)閥和蓄能器用法蘭連接，二者之間用膜片(13)隔開，在主調(diào)節(jié)閥進(jìn)入腔和蓄能器之間串聯(lián)有控制器，用來控制進(jìn)出蓄能器的液流速度和液流量。控制器分別用引流管(3)與主調(diào)節(jié)閥和蓄能器連通。監(jiān)視器直接安裝在蓄能器上部。
本實用新型的工作過程是閥投入使用前將蓄氣膠囊充氣至略大于監(jiān)控點的穩(wěn)態(tài)工作壓力。
在輸油穩(wěn)定狀態(tài)下，閥進(jìn)入腔和蓄能器內(nèi)的液體壓力相等，閥蕊組件在膜片上方所受的液壓力與閥蕊組件在閥進(jìn)入腔所受的液壓力相等。閥蕊在彈簧預(yù)緊力和蓄氣膠囊內(nèi)外氣－液壓差力作用下，緊緊地壓在閥座上，形成密封，使主調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。
當(dāng)監(jiān)控點管線壓力緩慢上升(實際增壓速率低于或等于增壓速率控制器的整定值)時，蓄能器內(nèi)的液壓作用在閥蕊組件上的合力略大于下部所受壓力，加之彈簧預(yù)緊力作用，主調(diào)節(jié)閥仍然關(guān)閉不泄放液體。
如果閥進(jìn)入腔壓力上升較快(實際增壓速率大于增壓速率控制器的整定值)，則蓄能器內(nèi)的液壓由于增壓速率控制器的節(jié)流和蓄氣膠囊的緩沖作用而滯后于閥進(jìn)入腔壓力的增長速率。閥蕊在上下壓力差作用下，向上抬起，開始泄放液體。同時，由于閥進(jìn)入腔和蓄能器內(nèi)壓力差的存在，液體繼續(xù)充入蓄能器，使其內(nèi)壓力增高。此壓力同時作用于增壓速率調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)體上。若此壓力大于彈力，則調(diào)節(jié)體沿軸向移動，減小調(diào)節(jié)體和與調(diào)節(jié)套所構(gòu)成的過流面積，增大阻力，減少流入蓄能器中的液體。蓄能器中的液壓作用于閥蕊上部，產(chǎn)生關(guān)閥效應(yīng)，減少泄放，致使閥進(jìn)入腔壓力又提高。如此相互作用，直到蓄能器內(nèi)和閥進(jìn)入腔壓差基本消失時，閥蕊關(guān)閉，停止泄放。此時，管線內(nèi)的壓力若不因其它因素而波動，則系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定工況。
若閥進(jìn)入腔壓力上升到增壓極值的整定值，在液壓作用下，增壓極值控制器關(guān)閉，切斷蓄能器進(jìn)液通道，蓄能器內(nèi)壓力保持在增壓極值控制的整定值不再升高。閥蕊在進(jìn)入腔和蓄能器內(nèi)液壓的壓差作用下保持(或增大)泄放量，以保證管線運行在所整定的安全壓力范圍以內(nèi)。
若閥進(jìn)入腔壓力降低到蓄能器內(nèi)氣壓以下時，蓄能器內(nèi)的液體迅速經(jīng)功能控制器活門(27)返回閥進(jìn)入腔，蓄能器氣壓緊隨閥進(jìn)入腔內(nèi)液壓而降低。當(dāng)蓄能器中液壓低于增壓極值控制器的整定值時，增壓極值控制器在彈簧壓力作用下打開通道，使閥處于備用狀態(tài)。
增壓速率和增壓極值可通過相應(yīng)的控制器進(jìn)行調(diào)整。增壓速率整定得低些，對防止水擊超壓更為有利，但泄放量增加，達(dá)到穩(wěn)定的時間延長。使用時，可根據(jù)管線的實際情況整定增壓速率值，一般可將其調(diào)整在中間位置。
監(jiān)視器的作用是監(jiān)視蓄氣膠囊的變形情況，當(dāng)蓄氣膠囊受液壓作用產(chǎn)生變形時，膠囊復(fù)位指示件在彈簧的作用下，向上移動；若蓄氣膠囊中氣壓高于蓄能器中的液壓，由蓄氣膠囊通過膠囊復(fù)位引導(dǎo)繩帶動膠囊復(fù)位指示件，克服彈簧力向下移動。去掉護(hù)帽后，通過有機(jī)玻璃窺視器可直接觀察到膠囊復(fù)位指示件的位置，從而得知蓄氣膠囊的變形情況。
權(quán)利要求1.控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥，由主調(diào)節(jié)閥、蓄能器、增壓速率控制器、增壓極值控制器、功能控制器和監(jiān)視器組成，增壓速率控制器、增壓極值控制器和功能控制器組成控制部份，串聯(lián)在主調(diào)節(jié)閥進(jìn)口和蓄能器之間，其特征在于主調(diào)節(jié)閥由閥體(1)、閥座(18)、主閥蕊(16)、閥蕊密封墊(17)、主閥彈簧(14)構(gòu)成，蓄能器由球形殼體(11)、套在球形殼體內(nèi)的蓄氣膠囊(12)和與蓄能器配合密閉蓄氣膠囊的蓄能器蓋(10)構(gòu)成。
2.權(quán)利要求1所述控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥，其特征在于增壓速率控制器由速率調(diào)節(jié)螺套(20)和套在調(diào)節(jié)螺套中的調(diào)節(jié)桿(21)、套在調(diào)節(jié)桿與速率調(diào)節(jié)螺套間的速率調(diào)節(jié)彈簧(19)、調(diào)節(jié)體(23)，固定調(diào)節(jié)體的調(diào)節(jié)套(24)、組合密封(22)組成，增壓極值控制器由極值控制螺套(32)、套在極值控制螺套內(nèi)的定值導(dǎo)桿(33)和定值彈簧(34)、固定在定值導(dǎo)桿前端的密封膜片(30)、頂在密封膜片上的閥桿(29)、密封墊(28)組成。
3.權(quán)利要求1、2所述控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥，其特征在于增壓速率控制器的調(diào)節(jié)體(24)上有兩個矩形孔(25)，調(diào)節(jié)套(23)上有一三角形孔(26)，調(diào)節(jié)體(24)可在調(diào)節(jié)套(23)內(nèi)軸向移動，使矩形孔和三角形孔構(gòu)成大小不等的過流面積，液體流動阻力改變，阻力的大小由作用在調(diào)節(jié)體(24)一側(cè)的液壓(即蓄能器中的液壓)和調(diào)節(jié)體(24)另一側(cè)的彈簧力之差確定。
專利摘要控制管道增壓速率和限制增壓極值雙功能泄壓閥，是涉及液體管道系統(tǒng)安全的保護(hù)裝置。增壓速率控制可實現(xiàn)阻力自動補(bǔ)償。整個泄壓閥由主調(diào)節(jié)閥、蓄能器、控制器和監(jiān)視器組成；主調(diào)節(jié)閥是彈簧復(fù)位金屬閥芯式直通單座閥；蓄能器是球形；監(jiān)視器直接安裝到蓄能器蓋上；控制器由增壓速率控制器、增壓極值控制器和功能控制器組成。泄壓閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、不用外部能源，不需要配套設(shè)施，直接安裝到低粘度液體管道系統(tǒng)。
文檔編號F16K17/00GK2173334SQ9320692
公開日1994年8月3日 申請日期1993年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月16日
發(fā)明者張偉明, 蒲家寧, 譚春榮, 易曉斌 申請人:后勤工程學(xué)院