專利名稱：爆管限流閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于介質管道上的控制裝置，具體涉及一種當管道發(fā)生爆管事故后，能有效控制管道內介質流速的爆管限流閥。
背景技術：
長距離介質輸出管道，比如大型供水管道，供水管道沿地理長距離敷設。現(xiàn)有管路控制設計均采用常規(guī)的閥門開閉等布置控制閥門。當管線上出現(xiàn)管道破裂，爆管等事故時，管道中的介質會迅速從破裂，爆管處噴出，從而造成管淹水事故；同時管道中的壓力急劇的改變，會在管道內產生極大地沖擊，對于輸水管道，則會產生水錘沖擊，影響管道其他部件的安全。如何解決上述問題，即當大型供水管道上發(fā)生爆管后，能實現(xiàn)供水管道內的壓力緩慢的變化，甚至能自動將大型供水管道關閉，對于閥門制造、使用者而言均是急需解決的問題，特別是在沒有電源的地區(qū)，如何解決上述問題，現(xiàn)有技術中均沒有相關的技術使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在管路介質輸送時，當發(fā)生爆管后，能夠實現(xiàn)管路內介質壓力緩慢釋放，甚至關閉管道的爆管限流閥，從而解決上述問題。本發(fā)明爆管限流閥的技術方案是它包括兩端開設有介質流通管的閥體，閥體殼體上設有安裝孔，安裝孔外設有閥蓋與閥體密封，它還包括閥體內設的導流體，所述導流體迎著介質流動方向設置在閥體殼體構成的腔體內，所述導流體的導流面與閥體殼體內壁、閥蓋內壁間形成導流流道；限流體，所述限流體與所述導流體相背連接設置，所述限流體限流面與所述閥體殼體內壁、閥蓋內壁間形成限流流道；支撐移動結構，所述導流體和所述限流體支撐在支撐移動結構之間；滑塊，與所述導流體和所述限流體連接；滑桿，與所述滑塊連接； 它還包括設在閥體外的滑塊移動的阻尼器件，與所述的滑桿的一端連接；滑塊移動的受拉觸發(fā)結構，所述受拉觸發(fā)結構與所述的滑桿的另一端連接。本技術方案中閥體內設設置的導流體保證當管線正常運行時，介質經過爆管限流閥時，導流體一方面承受介質的正常壓力，另一方面，它與閥體殼體內壁、閥蓋間形成導流流道最大限度的降低介質壓力的沿程損失；同時當爆管事故發(fā)生后，導流體承受介質劇烈增加壓力。閥體內設設置的限流體與閥體殼體內壁、閥蓋內壁間形成限流流道；在正常介質輸送時，限流流道最大限度的降低介質壓力的沿程損失保證介質的正常輸送；當爆管事故發(fā)生后，限流體的移動，使得限流體與閥體殼體內壁、閥蓋間形成限流流道變窄小，對介質的流動形成阻尼作用，較少介質的外泄流量，限流體的移動過程實現(xiàn)介質壓力的緩慢變化，從而解決爆管后，管道內介質壓力的劇烈變化，實現(xiàn)節(jié)流，防止爆管介質壓力的劇烈變化的沖擊，對于輸水管道而言，解決管道內的水錘產生問題，避免爆管水錘事故的發(fā)生。支撐移動結構實現(xiàn)導流體和限流體在閥體空腔內的支撐，同時實現(xiàn)導流體和限流體在閥體空腔內的直線移動。滑塊可將介質的壓力傳動出去，同時可隨導流體和限流體的直線移動而移動。滑桿用于傳遞介質的壓力?；瑝K移動的阻尼器件的作用是在承受到滑桿的傳遞介質的壓力后，對滑桿及滑塊實施反作用力，阻礙滑塊的移動，即阻礙導流體和限流體的移動，降低介質壓力的巨變?；瑝K移動的受拉觸發(fā)結構保證用在發(fā)生爆管之后，滑塊及與滑塊連接的導流體和限流體才能移動；在管道正常運行時，滑塊移動的受拉觸發(fā)結構對導流體承受的介質正常的壓力實施反作用力，避免導流體和限流體在管道正常運行時移動。滑塊移動的受拉觸發(fā)結構可以采用無電源的機械式結構；也可以采用有電源的傳感器檢測結構，如采用拉力傳感器檢測拉力，當拉力大于設定閾值后，切斷滑桿的約束。導流體和限流體形狀類似于子彈頭形狀，有利于減少介質流動時的阻力。進一步優(yōu)化的結構導流體與限流體的形狀相同。相同形狀的設置一方面可以降低加工成本，同時便于安裝，不存在安裝反向的問題。本發(fā)明中的導流體與限流體在單向防止爆管時起到各自的功能作用；也可以在雙向防止爆管時，起到作用，即當爆管限流閥的后端的管道爆管時，導流體起導流承載作用，限流體起移動限流作用；當爆管限流閥的前端的管道爆管時，導流體起移動限流作用，限流體起導流承載作用。上述功能的實現(xiàn)可以通過導流體與限流體的同形狀實現(xiàn)。進一步優(yōu)化的結構，所述閥體殼體上設有導向筒，所述滑桿穿出導向筒，滑桿與導向筒之間設有密封裝置。該結構解決了滑桿的移動導向問題，同時解決了滑桿在穿出閥體過程中的密封問題。閥蓋、前閥體和后閥體的結構有利于閥體內部結構的安裝連接。進一步優(yōu)化的結構，所述支撐移動結構包括固定在閥體內的支撐軌道，設置于支撐軌道上的移動部件，所述移動部件與所述導流體和所述限流體連接的連接，支撐移動結構上設有行程限位結構。限位結構使管道被爆管限流閥限制流速至設定流量。所述的移動部件可有多種結構，比如采用單一與軌道連接的滑塊結構，或帶滾輪的小車結構等。支撐移動結構可依據(jù)管徑承載的大小設置一個或多個。進一步優(yōu)化的結構，所述滑桿包括第一滑桿和第二滑桿，所述滑塊開設有第一連接孔和第二連接孔；第一滑桿穿過第一連接孔與滑塊一端面限位連接，第二滑桿穿過第二連接孔與滑塊另一端面限位連接。上述結構解決滑桿與滑塊的連接力的傳遞問題，同時，也為實現(xiàn)雙向爆管限流時，導流體與限流體作用互換提供結構基礎。進一步優(yōu)化的結構，所述第一滑桿的另一端與滑塊移動的第一受拉觸發(fā)結構連接，所述第一受拉觸發(fā)結構的另一端固定；所述第二滑桿的另一端與滑塊移動的第二阻尼器件連接。
進一步優(yōu)化的結構，所述第一觸發(fā)結構包括與滑桿端部連接的受拉力斷裂塊，受拉力斷裂塊的另一端固定，所述受拉力斷裂塊的徑向截面面積小于滑桿端部徑向截面面積，所述受拉力斷裂塊上套設有承壓加強套筒。該機械式觸發(fā)結構，其實質是在滑桿上連接一個拉力承載的薄弱段，當介質壓力大于受拉力斷裂塊能承受的拉力極限后，受拉力斷裂塊斷裂，激發(fā)導流體與限流體移動。它可以通過采用承拉較小的材料和/或較小承拉截面實現(xiàn)，通過結構的變化實現(xiàn)拉力承載的薄弱段，便于與滑桿端部的連接。承壓加強套筒可增加拉力承載的薄弱段的承壓能力，在具有雙向爆管限流功能時，保證此處的承壓傳遞阻尼。進一步優(yōu)化的結構，所述第一滑桿包括與滑塊的第一連接孔間隙配合的的滑動的導向段，滑塊移動限位段，滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階；所述第二滑桿包括與滑塊的第二連接孔間隙配合的的滑動的導向段，滑塊移動限位段；滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階。該結構在發(fā)生爆管后，滑塊能在沒有阻尼的作用下快速移動一段距離，限流體在導流體承受的介質壓力下，快速移動減少限流流道的流道面積，實現(xiàn)一端快速節(jié)流，降低介質的外泄流量。其結構簡單，連接方便。進一步優(yōu)化的結構，它還包括支架，所述支架一端與導流體連接，所述支架的另一端與限流體連接，所述支架與滑塊連接。支架設置在導流體和限流體之間，將導流體和限流體連接成整體總成，同時有利于減少對管道介質的壓力損失。進一步優(yōu)化的結構，所述受拉力斷裂塊的兩端分別與法蘭連接。進一步優(yōu)化的結構，所述受拉力斷裂塊的兩端設有連接凸臺；所述受拉力斷裂塊的一部分卡接連接在滑桿的端部內，所述受拉力斷裂塊的另一部分伸出滑桿的端部固定。爆管限流閥工作原理如下1、當管線正常運行時，系統(tǒng)流速小，流質向流動方向作用于導流體的推力較小，此時滑塊移動的受拉觸發(fā)結構的抗拉強度足夠，拉住導流體處于中間水損系數(shù)最小的位置，此時閥門阻力小，減小系統(tǒng)水損；2、當閥后某處管段發(fā)生爆管時，管線流速迅速提高，流質作用于導流體的推力大大升高，滑塊移動的受拉觸發(fā)結構抗拉強度遠遠不足，拉力元件被拉斷，導流體在水力作用下沿支撐移動結構前進(導軌及支撐單元采用滾輪結構，阻力很小)，限流體隨之移動，減小限流流道的截面積，減小介質的外泄流量；在此過程中阻尼裝置可對導流體和限流體的移動產生阻尼；3、導流體前進至行程限位單元設定的位置時，停止前進，此時管道被爆管限流閥限制流速至設定流量；4、當維護人員發(fā)現(xiàn)爆管事故時，關閉爆管限流閥前安裝的檢修閥，同時手動操作液壓阻尼裝置，將導流體推至閥門中間位置，同時更換滑塊移動的受拉觸發(fā)結構(所有拉力元件力學性能偏差小于1%)，閥門復位；當閥前爆管時，工作原理與3、4條相同，只是方向變過來。爆管限流閥主要技術要點在于整個閥體以及導流體結構為海豚狀流線型結構，水力損失很小；感應爆管實行限流關閥的受拉觸發(fā)結構力學單元為拉力斷裂單元，可靠性高，不存在意外因素；
閥門爆管限流的動作從爆管滑塊移動的受拉觸發(fā)結構斷裂至自由運動至限流快關至限流慢關，多級運動關閉，有效限制爆管流速同時消除關閥水錘；閥門運動完全依靠水力自身特性，無任何外力驅動，用于大型管線野外安裝，對環(huán)境、條件依耐性低；閥門關到位后的開度可調，甚至可以完全關閉。閥門可具有雙向作用的特點，不管是閥前爆管還是閥后爆管均可以對管道進行有效限流。該閥門結構設置合理簡單，動作靈活，特別適用于無電源地區(qū)大型水管道的爆管限流。


圖1爆管限流閥結構主視示意圖。圖2滑塊與滑桿連接示意圖。圖3滑塊移動的受拉觸發(fā)結構I示意圖。圖4滑塊移動的受拉觸發(fā)結構II示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是基于爆管發(fā)生后，阻止管道內介質壓力、流量急劇變化，控制管道內介質壓力、流量緩慢變化而提出的。在本發(fā)明技術方案之下有多種具體實施方式
，下列實施例僅以說明本發(fā)明具體的實施結構，本發(fā)明的保護范圍不限于下列具體實施結構，本領域的技術人員在本發(fā)明公開的技術方案內實施不同于下列具體實施結構的結構也在本發(fā)明的保護范圍之內。如圖1所示，閥體包括前閥體101和后閥體102，前閥體101和后閥體102之間通過前閥體101和后閥體102上設置的法蘭結構103連接密封。前閥體101包括前端部設施介質(水)進入導管段104，后閥體102包括后端部設施介質(水)流出導管段105。前閥體101的后端與和后閥體102的前段構成閥體內結構的安裝空腔106。閥體殼體上設有安裝孔113，安裝孔113外設有閥蓋109，閥蓋109與閥體通過螺栓112密封連接。該結夠方便閥體內部零件的安裝。安裝空腔106內設置有支撐移動結構，本實施例中依據(jù)管徑，所受承載，在安裝空腔106上下部，左右部(圖1)均設有支撐移動結構構成穩(wěn)定的移動支撐。也可根據(jù)管徑，所受承載在安裝空腔106只設置一個或兩個或三個支撐移動結構。支撐移動結構包括固定在閥體內的支撐軌道201，設置于支撐軌道上的移動部件202。移動部件202可采用與支撐軌道201滑塊，也可采用下車結構。本實施例中采用下車結構，下車結構包括連接支撐板203，連接支撐板203上連接有滾輪204，該結構連接支撐更加穩(wěn)定，同時移動阻力小。支撐軌道201與移動部件202之間可以設置有行程限位結構，可采用限位塊，擋塊等結構(圖中未示)。安裝空腔106內設導流體301，導流體的形狀是一部分的橢圓體形狀；或是由多個圓弧段相切形成的旋轉體形狀；或是由多個圓弧段相切形成的旋轉體，旋轉體的末端與圓柱體或圓臺體相切構成的形狀；或是球冠體形狀；或是由球冠體與圓柱體或圓臺體相切構成的形狀。本實施例中導流體301的形狀是由多個圓弧段相切形成的旋轉體形狀，如同子彈頭。安裝空腔106內設限流體302，限流體的形狀是一部分的橢圓體形狀；或是由多個圓弧段相切形成的旋轉體形狀；或是由多個圓弧段相切形成的旋轉體，旋轉體的末端與圓柱體或圓臺體相切構成的形狀；或是球冠體形狀；或是由球冠體與圓柱體或圓臺體相切構成的形狀。本實施例中限流體302的形狀是由多個圓弧段相切形成的旋轉體形狀，如同子彈頭。本實施例中導流體301和限流體302的外形形狀相同，對于爆管限流閥前端、后端均需要實施爆管限流時，導流體301和限流體302的作用可以互換。導流體301和限流體302向背設置；支架303設在導流體301和限流體302之間；支架303前端與導流體301連接，支架303的后端與限流體302連接。導流體301迎著介質流動方向設置在閥體殼體構成的腔體內，導流體301的導流面與閥體殼體內壁、閥蓋109內壁間形成導流流道110。限流體302限流面與所述閥體殼體內壁、閥蓋109內壁間形成限流流道111。閥體內壁與導流體和/或限流體之間設有導流體、限流體移動限位結構，對于雙向爆管限流的結構閥體內壁與導流體和限流體之間設有導流體、限流體移動限位結構；對于單向爆管限流的結構閥體內壁與限流體之間設有限流體移動限位結構。移動限位結構可以是限位塊。支架303上下端與滑塊304連接。與滑塊304相對位置的前閥體101和后閥體102上設有導向筒107，導向筒108 ；第一滑桿401穿過導向筒107并與之密封。密封結構可采用第一滑桿401與導向筒107的接觸面之間設置密封圈。第二滑桿402穿過導向筒108并與之密封。密封結構可采用第二滑桿402與導向筒108的接觸面之間設置密封圈。對于爆管限流閥前端、后端均需要實施爆管限流的結構第一滑桿401的外端部連接有滑塊移動的受拉觸發(fā)結構501，受拉觸發(fā)結構501的另一端連接有滑塊移動的阻尼器件601 ;第二滑桿402外端部連接有滑塊移動的受拉觸發(fā)結構502，受拉觸發(fā)結構501的另一端連接有滑塊移動的阻尼器件602。受拉觸發(fā)結構501、502 ;滑塊移動的阻尼器件601、602未在圖中顯示。阻尼器件實現(xiàn)滑桿的緩慢的移動，可采用阻尼油缸，阻尼油缸結構簡單，便于在閥體上布置；優(yōu)選具有多級阻尼作用的阻尼油缸，如ZL2010101502736閥門緩開緩閉阻尼裝置。對于只要求爆管限流閥后端實施爆管限流的結構，只需要在第一滑桿401的外端部連接有滑塊移動的受拉觸發(fā)結構501，受拉觸發(fā)結構501的另一端固定；第二滑桿402外端部連接有滑塊移動的阻尼器件602即可(未有圖示)。同時，第一滑桿401和第二滑桿402可以是一根整體桿件?；瑝K304與第一滑桿401、第二滑桿402的連接結構如圖2所示滑塊304開設有第一連接孔405和第二連接孔406 ;第一滑桿401穿過第一連接孔405與滑塊一端面限位連接，本實施例中第一滑桿401穿過第一連接孔405的端部連接有限位連接結構407 ;限位連接結構407可以是與第一滑桿401連接的限位塊或與第一滑桿401連接的限位鎖緊螺母。第一滑桿401的結構包括與滑塊的第一連接孔間隙配合的的滑動的導向段403，滑塊移動限位段404，滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階412。該結構可以實現(xiàn)受拉觸發(fā)結構502斷裂觸發(fā)時，滑塊304在沒有阻尼的作用下快速移動到限位臺階412處，其后滑塊304再在阻尼器件601的作用下緩慢移動。限位連接結構407的作用是在另一方向需要爆管限流時，滑塊304對限位連接結構407實施拉力，水的壓力傳遞到第一滑桿401，對第一滑桿401施加拉力。第二滑桿402穿過第二連接孔406與滑塊一端面限位連接，本實施例中第二滑桿402穿過第二連接孔406的端部連接有限位連接結構408 ;限位連接結構408可以是與第二滑桿402連接的限位塊或與第二滑桿402連接的限位鎖緊螺母。第二滑桿402的結構包括與滑塊的第二連接孔間隙配合的的滑動的導向段409，滑塊移動限位段410，滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階411。該結構可以實現(xiàn)受拉觸發(fā)結構501斷裂觸發(fā)時，滑塊304在沒有阻尼的作用下快速移動到限位臺階411處，其后滑塊304再在阻尼器件602的作用下緩慢移動。限位連接結構408的作用是在另一方向需要爆管限流時，滑塊304對限位連接結構408實施拉力，水的壓力傳遞到第二滑桿402，對第二滑桿402施加拉力。對于只需要單向爆管限流的閥，可以將受拉觸發(fā)結構側的滑桿與滑塊固定連接。受拉觸發(fā)結構如圖3所示，包括與滑桿端部連接的受拉力斷裂塊510，受拉力斷裂塊510的另一端固定。受拉力斷裂塊的徑向截面面積小于滑桿端部徑向截面面積。受拉力斷裂塊上套設有承壓加強套筒514。對于雙向爆管限流的結構受拉力斷裂塊，受拉觸發(fā)結構501與受拉觸發(fā)結構502的結構相同，以第一滑桿401的連接結構加以說明對于雙向爆管限流的結構受拉力斷裂塊510—端連接法蘭511，法蘭511與第一滑桿401上的法蘭512連接。受拉力斷裂塊510的另一端連接法蘭513，法蘭513與阻尼器件601連接(與阻尼油缸的活塞桿603連接)。該結構便于連接更換。受拉力斷裂塊510的徑向截面面積小于第一滑桿401端部徑向截面面積。受拉力斷裂塊510上套設承壓加強套筒514。如圖4所示，受拉力斷裂塊的另一種結構及連接，第二種結構的受拉力斷裂塊包括拉斷部分521，拉斷部分521的兩端設有連接凸臺522和523，第一滑桿401的端部開設有卡槽413，卡槽413包括與受拉力斷裂塊的凸臺522配合的連接段414，和與受拉力斷裂塊的拉斷部分521配合的導向段415。拉斷部分521伸出導向段415，受拉力斷裂塊的另一凸臺523及拉斷部分521的另一段與固定軸420連接。固定軸420的軸端內開設有第二卡槽421，第二卡槽421包括與受拉力斷裂塊的凸臺523配合的連接段422，和與受拉力斷裂塊的拉斷部分521配合的導向段423。固定軸420的端面與第一滑桿401的端面接觸。對于單向爆管限流結構固定軸420是固定不動的，如與閥體的殼體連接成整體。對于雙向爆管限流的結構，固定軸420是段過渡連接軸，固定軸420的另一端與阻尼器件連接。第二滑桿402與第二種結構的受拉力斷裂塊連接結構與上述結構相同。對于需要限流直至關閉的閥體結構，在閥體內設置與導流體和/或限流體配合密封的閥座。
本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求
1.一種爆管限流閥，它包括兩端開設有介質流通管的閥體，其特征在于閥體殼體上設有安裝孔，安裝孔外設有閥蓋與閥體密封，它還包括 閥體內設的 導流體，所述導流體迎著介質流動方向設置在閥體殼體構成的腔體內，所述導流體的導流面與閥體殼體內壁、閥蓋內壁間形成導流流道； 限流體，所述限流體與所述導流體相背連接設置，所述限流體限流面與所述閥體殼體內壁、閥蓋內壁間形成限流流道； 支撐移動結構，所述導流體和所述限流體支撐在支撐移動結構之間； 滑塊，與所述導流體和所述限流體連接； 滑桿，與所述滑塊連接； 它還包括設在閥體外的 滑塊移動的阻尼器件，與所述的滑桿的一端連接； 滑塊移動的受拉觸發(fā)結構，所述受拉觸發(fā)結構與所述的滑桿的另一端連接。
2.如權利要求1所述爆管限流閥，其特征在于所述閥體殼體上設有導向筒，所述滑桿穿出導向筒，滑桿與導向筒之間設有密封裝置。
3.如權利要求1所述爆管限流閥，其特征在于所述支撐移動結構包括固定在閥體內的支撐軌道，設置于支撐軌道上的移動部件，所述移動部件與所述導流體和所述限流體連接的連接，支撐移動結構上設有行程限位結構。
4.如權利要求1或2所述爆管限流閥，其特征在于所述滑桿包括第一滑桿和第二滑桿，所述滑塊開設有第一連接孔和第二連接孔；第一滑桿穿過第一連接孔與滑塊一端面限位連接，第二滑桿穿過第二連接孔與滑塊另一端面限位連接。
5.如權利要求4所述爆管限流閥，其特征在于所述第一滑桿的另一端與滑塊移動的第一受拉觸發(fā)結構連接，所述第一受拉觸發(fā)結構的另一端固定；所述第二滑桿的另一端與滑塊移動的第二阻尼器件連接。
6.如權利要求1或5所述爆管限流閥，其特征在于所述第一觸發(fā)結構包括與滑桿端部連接的受拉力斷裂塊，受拉力斷裂塊的另一端固定，所述受拉力斷裂塊的徑向截面面積小于滑桿端部徑向截面面積，所述受拉力斷裂塊上套設有承壓加強套筒。
7.如權利要求4所述爆管限流閥，其特征在于所述第一滑桿包括與滑塊的第一連接孔間隙配合的的滑動的導向段，滑塊移動限位段，滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階；所述第二滑桿包括與滑塊的第二連接孔間隙配合的的滑動的導向段，滑塊移動限位段；滑塊移動限位段與導向段之間具有限位臺階。
8.如權利要求1所述爆管限流閥，其特征在于它還包括支架，所述支架一端與導流體連接，所述支架的另一端與限流體連接，所述支架與滑塊連接。
9.如權利要求6所述爆管限流閥，其特征在于所述受拉力斷裂塊的兩端分別與法蘭連接。
10.如權利要求6所述爆管限流閥，其特征在于所述受拉力斷裂塊的兩端設有連接凸臺；所述受拉力斷裂塊的一部分卡接連接在滑桿的端部內，所述受拉力斷裂塊的另一部分伸出滑桿的端部固定。
全文摘要
本發(fā)明屬于介質管道上的控制裝置，具體涉及一種當管道發(fā)生爆管事故后，能有效控制管道內介質流速的爆管限流閥。它包括兩端開設有介質流通管的閥體，閥體殼體上設有安裝孔，安裝孔外設有閥蓋與閥體密封，它還包括閥體內設的導流體、限流體、支撐移動結構、滑塊、滑桿，它還包括設在閥體外的滑塊移動的阻尼器件、滑塊移動的受拉觸發(fā)結構。本發(fā)明結構設置合理簡單，動作靈活，特別適用于無電源地區(qū)大型水管道的爆管限流。
文檔編號F16K17/24GK103016805SQ20121058083
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者李習洪, 何銳 申請人:武漢大禹閥門股份有限公司