本發(fā)明涉及氣體調(diào)壓穩(wěn)壓裝置,屬于自動(dòng)調(diào)節(jié)輸氣壓力穩(wěn)定輸出氣壓的技術(shù)領(lǐng)域,具體地說一種自壓力加載式調(diào)壓器,它特別適合在天然氣、液化氣、煤氣以及CNG調(diào)壓站等輸氣管線上安裝使用,對(duì)提高輸配送氣體壓力穩(wěn)定性能具有非常明顯的技術(shù)效果。
背景技術(shù):
我們知道,隨著我國石油天然氣事業(yè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)的高速發(fā)展,極大地推進(jìn)了城市輸配送燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)程。據(jù)調(diào)查了解:目前,在我國大部份城市都已基本建成較為完善的輸配送燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng),這對(duì)在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)和居民生活中推行“煤改氣” 環(huán)保工程都發(fā)揮了積極作用。對(duì)于輸氣工作主管部門來說,向用戶提供壓力穩(wěn)定的燃?xì)猱a(chǎn)品是確?!鞍踩蜌?、安全用氣”的一項(xiàng)重要的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。但是,在輸配送燃?xì)庾鳂I(yè)過程中,輸氣管網(wǎng)設(shè)備不可避免地會(huì)受到上端氣源、管道周邊地質(zhì)環(huán)境等客觀因素的影響而引起輸氣壓力發(fā)生波動(dòng),當(dāng)氣壓波動(dòng)幅度過大超出設(shè)計(jì)許可范圍時(shí)就容易釀成生產(chǎn)安全事故。為了解決這個(gè)問題,在現(xiàn)行輸氣行業(yè)中最常使用的技術(shù)措施是在輸氣管線上安裝一套調(diào)壓控制裝置,它的調(diào)壓工作原理是:將管內(nèi)壓力波動(dòng)信號(hào)反饋至調(diào)壓控制裝置,再由調(diào)壓控制裝置對(duì)輸送管線進(jìn)行調(diào)壓作業(yè)將輸出氣體壓力波動(dòng)值調(diào)控至許可范圍內(nèi)并使之趨于穩(wěn)定。經(jīng)過檢索:中國專利CN202884159U就公開了一種名稱為“超高壓間接作用式調(diào)壓器”(ZL201220454000.5)的發(fā)明專利技術(shù),它是由安裝于輸氣主管上的主閥和一組信號(hào)管連接的指揮器組成,信號(hào)管將輸氣主管內(nèi)的壓力波動(dòng)信號(hào)導(dǎo)入指揮器作用于調(diào)壓膜片使其改變節(jié)流開度,再由指揮器向主閥膜盒內(nèi)輸入調(diào)壓信號(hào)來調(diào)節(jié)主閥的開啟程度,即可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)穩(wěn)定輸出壓力的目的??陀^地說,這種調(diào)壓器產(chǎn)品已在輸氣行業(yè)成熟使用多年,它對(duì)維護(hù)輸氣管網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行發(fā)揮了一定作用。但是,我們?cè)陂L(zhǎng)期從事調(diào)壓器產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)調(diào)查中也發(fā)現(xiàn),這種傳統(tǒng)的調(diào)壓器產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)行中仍存在一些技術(shù)性缺陷,其主要表現(xiàn)為: 第一.由于它是將輸氣主管內(nèi)的壓力介質(zhì)只經(jīng)單個(gè)指揮閥一次節(jié)流后就導(dǎo)入主閥膜盒內(nèi)進(jìn)行調(diào)壓作業(yè),導(dǎo)入主閥膜盒內(nèi)用作調(diào)壓信號(hào)氣介的壓力瞬時(shí)變化幅度較大(即是說,用作調(diào)壓氣介的壓變平順平穩(wěn)性較差),這會(huì)對(duì)主調(diào)膜片形成劇烈的沖擊破壞力。這正是現(xiàn)行調(diào)壓器的主調(diào)膜片容易被較大的瞬變壓力沖擊破損而縮短工作壽命的一個(gè)主要原因,同時(shí),由于導(dǎo)入主閥膜盒內(nèi)的調(diào)壓信號(hào)的壓變平順平穩(wěn)性差,也會(huì)影響調(diào)壓器對(duì)輸出氣體壓力的調(diào)壓穩(wěn)定性能。第二.由于現(xiàn)行調(diào)壓器的關(guān)閉密封是依靠閥芯壓貼于閥口上端面的密封圈來實(shí)現(xiàn)的,在調(diào)壓作業(yè)過程中密封圈會(huì)受到高壓高速氣流的沖刷腐蝕損壞而失效,特別是在密封圈表面還容易粘附滯留氣介中的雜質(zhì)而降低密封性能,這正是現(xiàn)行調(diào)壓器長(zhǎng)期存在“關(guān)閉密封性能較差”的一個(gè)主要原因。這也是現(xiàn)行調(diào)壓器產(chǎn)品長(zhǎng)期存在“即使處于關(guān)閉狀態(tài),有時(shí)也仍會(huì)有少量燃?xì)庑孤┯谙掠喂艿馈钡穆猬F(xiàn)象,但是,由于這種“漏氣現(xiàn)象”時(shí)隱時(shí)現(xiàn)且泄漏燃?xì)鈹?shù)量較小,長(zhǎng)期以來,在調(diào)壓器行業(yè)中一直未引起高度重視,事實(shí)上,這是一種潛在于輸氣管網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)中極具危險(xiǎn)性的安全生產(chǎn)陷患。這是現(xiàn)行調(diào)壓器產(chǎn)品還需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的技術(shù)課題,本發(fā)明正是想要解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足之處而提出一種調(diào)壓精度高、穩(wěn)壓效果好、在關(guān)閉時(shí)具有極高密封性能的自壓力加載式調(diào)壓器。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提出的一種自壓力加載式調(diào)壓器,它包括調(diào)壓主閥、調(diào)壓控制器KZ,所述的調(diào)壓主閥包括主閥體、安裝于主閥體上的主閥蓋、皮膜墊環(huán)和配裝于閥腔內(nèi)的主閥口、主閥套、主調(diào)閥芯、主調(diào)閥桿,在皮膜墊環(huán)與主閥蓋之間配裝主調(diào)皮膜組件分隔為主調(diào)上膜腔、主調(diào)下膜腔,在主調(diào)上膜腔內(nèi)配裝有支承主調(diào)皮膜組件的主調(diào)彈簧,所述的主調(diào)閥芯滑配于主閥套內(nèi)形成芯內(nèi)氣腔結(jié)構(gòu),在主調(diào)閥芯內(nèi)設(shè)置有連通主閥進(jìn)氣腔與芯內(nèi)氣腔的平衡氣孔,所述主調(diào)閥桿固定連接安裝于主調(diào)閥芯上,主調(diào)閥桿的頂端固定連接于主調(diào)皮膜組件,在主閥體上連接安裝有連通主調(diào)下膜腔的主調(diào)信號(hào)管,在主閥蓋上連接安裝有連通主調(diào)上膜腔的后壓回流管,后壓回流管的另一端連接于輸出主管,所述的調(diào)壓控制器KZ由指揮閥和穩(wěn)壓閥組成,指揮閥包括下閥體、中閥體、上閥體、指揮調(diào)節(jié)彈簧、指揮螺帽和與指揮螺帽螺紋連接的指揮調(diào)節(jié)螺桿,在上閥體與中閥體之間配裝指揮皮膜組件構(gòu)成指揮下膜腔,在中閥體壁體內(nèi)設(shè)置有連通指揮下膜腔的后壓進(jìn)氣通道、后壓出氣通道,在指揮皮膜組件上由指揮螺栓連接安裝有底座,所述指揮調(diào)節(jié)彈簧支承于底座與壓簧板之間,指揮調(diào)節(jié)螺桿的底端頂貼于壓簧板上,在中閥體上固定安裝有連通后壓進(jìn)氣通道的后壓信號(hào)管,后壓信號(hào)管的進(jìn)氣端連接于輸出主管,其特征在于:在中閥體壁體內(nèi)設(shè)置有指揮氣室和與指揮氣室相通的節(jié)流出氣腔、節(jié)流出氣通道,在指揮氣室內(nèi)配裝有指揮節(jié)流閥瓣和支承于指揮節(jié)流閥瓣的指揮節(jié)流彈簧,在下閥體壁體內(nèi)設(shè)置有與指揮氣室連通的指揮進(jìn)氣通道,所述主調(diào)信號(hào)管的進(jìn)氣端固定連接安裝于中閥體與節(jié)流出氣通道相連通,所述的穩(wěn)壓閥包括穩(wěn)壓閥體、穩(wěn)壓閥蓋、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧和與穩(wěn)壓閥蓋螺紋連接的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿,在穩(wěn)壓閥體與穩(wěn)壓閥蓋之間配裝穩(wěn)壓皮膜組件分隔為穩(wěn)壓上膜腔、穩(wěn)壓下膜腔,在穩(wěn)壓閥蓋壁體內(nèi)設(shè)置有連通穩(wěn)壓上膜腔的后壓引入通道,所述的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧支承于穩(wěn)壓皮膜組件與穩(wěn)壓板之間,穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿的底端頂貼于穩(wěn)壓板上,在穩(wěn)壓閥體壁體內(nèi)設(shè)置有與穩(wěn)壓下膜腔相通的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道、穩(wěn)壓氣室,在穩(wěn)壓氣室內(nèi)配裝有穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣和支承于穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣的穩(wěn)壓節(jié)流彈簧,所述的穩(wěn)壓閥由連接螺栓固定連接安裝于指揮閥的下閥體、中閥體,穩(wěn)壓閥的后壓引入通道、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道分別對(duì)接于指揮閥的后壓出氣通道、指揮進(jìn)氣通道形成“密閉連通的對(duì)接氣道結(jié)構(gòu)”,在穩(wěn)壓閥體上固定連接安裝有與穩(wěn)壓氣室相通的前壓信號(hào)管,前壓信號(hào)管的進(jìn)氣端連接于主閥進(jìn)氣腔。它顯著的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:在指揮閥上固定連接配裝穩(wěn)壓閥組成一體化整體結(jié)構(gòu)的調(diào)壓控制器,將穩(wěn)壓閥的后壓引入通道、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道對(duì)接于指揮閥的后壓出氣通道、指揮進(jìn)氣通道形成“密閉連通的對(duì)接氣道結(jié)構(gòu)”;在指揮閥的指揮氣室、穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓氣室內(nèi)分別配裝指揮節(jié)流閥瓣、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣串聯(lián)成對(duì)調(diào)壓信號(hào)氣源進(jìn)行二次節(jié)流穩(wěn)壓和雙重關(guān)閉的復(fù)式調(diào)壓穩(wěn)壓結(jié)構(gòu);在穩(wěn)壓閥內(nèi)配裝有支承穩(wěn)壓節(jié)流彈簧的穩(wěn)壓板和與穩(wěn)壓閥蓋螺紋連接的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿組成穩(wěn)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別方便于管理人員根據(jù)實(shí)際工況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)重新修改設(shè)定額定輸出壓力值的操作,它較好地克服了傳統(tǒng)穩(wěn)壓器“只在出廠時(shí)進(jìn)行一次性設(shè)定而不能現(xiàn)場(chǎng)修改”的弊端。當(dāng)輸氣管線壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí),它會(huì)在閥前、閥后壓力波動(dòng)信號(hào)的共同作用下對(duì)導(dǎo)入的調(diào)壓信號(hào)氣源進(jìn)行二次節(jié)流雙重穩(wěn)壓作業(yè),再經(jīng)主調(diào)信號(hào)管向調(diào)壓主閥的主調(diào)下膜腔內(nèi)輸入平順平穩(wěn)的調(diào)壓信號(hào)來調(diào)節(jié)主閥套的節(jié)流口開度,即可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出氣體壓力并使之趨于穩(wěn)定的發(fā)明目的。特別是本發(fā)明在調(diào)壓主閥關(guān)閉時(shí),它能由串聯(lián)的指揮節(jié)流閥瓣、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣同時(shí)封閉前壓信號(hào)氣源進(jìn)行雙重關(guān)閉,徹底杜絕主閥進(jìn)氣腔內(nèi)的前壓氣源經(jīng)前壓信號(hào)管、穩(wěn)壓閥、指揮閥再由后壓信號(hào)管泄流至下游輸出主管的漏氣事故,對(duì)確保下游用戶用氣安全具有非常顯著的技術(shù)效果。
為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,它還具有如下的技術(shù)特征:
在主調(diào)閥桿的桿體內(nèi)設(shè)置有連通主調(diào)上膜腔、主調(diào)下膜腔的阻尼微孔形成緩泄氣道結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效改善主調(diào)下膜腔內(nèi)調(diào)壓信號(hào)氣介的壓變平順性和平穩(wěn)性,可極大地減緩由于調(diào)壓信號(hào)氣介的壓力瞬變幅度過大對(duì)主調(diào)膜片形成劇烈的沖擊破壞力,它能有效地控制主調(diào)下膜腔與主調(diào)上膜腔的壓差,避免因上、下膜腔壓差過大對(duì)主調(diào)皮膜所造成的破壞,對(duì)保護(hù)主調(diào)膜片延長(zhǎng)工作壽命和提高調(diào)壓穩(wěn)壓性能具有非常明顯的技術(shù)效果。
控制阻尼微孔緩泄氣道的進(jìn)口、出口兩端之間的壓力差為0.05MPa—0.10MPa 。經(jīng)試用表明:這種對(duì)阻尼微孔的阻尼壓降控制在0.05MPa—0.10MPa之間的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有極佳的泄流緩釋作用,可有效緩釋平順主調(diào)下膜腔內(nèi)調(diào)壓氣介的壓力瞬變幅度,能極大地改善主調(diào)下膜腔內(nèi)調(diào)壓氣介的壓變平順性、平穩(wěn)性,提高調(diào)壓器的調(diào)壓精度和輸出氣壓的穩(wěn)壓能力。
在主調(diào)閥芯的底端由螺釘固定連接安裝壓圈底板構(gòu)成內(nèi)裝密封圈的嵌裝結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由壓圈底板壓裝嵌配的密封圈與主閥口上端面的硬質(zhì)合金形成調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封副,壓圈底板能有效阻擋高速氣流直接沖刷密封圈,也能防止氣介中的雜質(zhì)粘附滯留于密封圈表面,對(duì)密封圈具有很好的保護(hù)作用進(jìn)而延長(zhǎng)它的有效密封壽命,對(duì)提高調(diào)壓器的關(guān)閉密封性能具有一定的技術(shù)效果。
主調(diào)閥芯的上端受壓面積大于主閥口的內(nèi)通孔截面積。它是利用主調(diào)閥芯內(nèi)設(shè)置的平衡氣孔將主閥進(jìn)氣腔內(nèi)的氣介導(dǎo)入芯內(nèi)氣腔并加載作用于主調(diào)閥芯的上端面,即可在調(diào)壓主閥關(guān)閉時(shí)對(duì)主調(diào)閥芯施以一個(gè)向下作用力來增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能。它的原理是:在調(diào)壓主閥關(guān)閉時(shí),主調(diào)閥芯的下端受壓面積即為主閥口的內(nèi)通孔截面積,雖然主調(diào)閥芯的上下端面受到的壓強(qiáng)P是相同的,但是,由于主調(diào)閥芯的上端受壓面積S上>下端受壓面積S下,即有:PS上 > PS下的關(guān)系式,而PS上 與 PS下之差即為主調(diào)閥芯在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)所受到的用于增強(qiáng)關(guān)閉密封性能的向下作用力。本發(fā)明有目的地采用這種“主調(diào)閥芯上端受壓面積大于主閥口內(nèi)通孔截面積”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能極大地提高調(diào)主閥的關(guān)閉密封性能,可徹底消除在調(diào)壓器行業(yè)中長(zhǎng)期存在“即使關(guān)閉狀態(tài),有時(shí)仍會(huì)有少量氣體泄漏于下游管道”的漏氣事故隱患。
控制主調(diào)閥芯的上端受壓面積為主閥口的內(nèi)通孔截面積的1.05—1.15倍。這種將主優(yōu)化倍率是將主調(diào)閥芯的上端受壓面積S上控制在1.05×S下至1.15×S下之間,經(jīng)試用表明:這種主調(diào)閥芯上、下端受壓面積的優(yōu)化倍率結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可在不影響調(diào)壓穩(wěn)壓精度的情況下,進(jìn)一步增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能。
在指揮閥的指揮螺栓的底部設(shè)置有導(dǎo)向孔,指揮節(jié)流閥瓣的定位軸滑配于指揮螺栓的導(dǎo)向孔內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)指揮節(jié)流閥瓣具有很好的定位導(dǎo)向作用,它能確保指揮節(jié)流閥瓣只能沿導(dǎo)向孔上下垂直移動(dòng)而不會(huì)發(fā)生歪斜,能有效防止因指揮皮膜組件頻繁的上下移動(dòng)而引起指揮節(jié)流閥瓣發(fā)生歪斜現(xiàn)象,因?yàn)橹笓]節(jié)流閥瓣一旦發(fā)生歪斜后就會(huì)影響指揮閥的節(jié)流效果,特別是在調(diào)壓器關(guān)閉時(shí),還會(huì)嚴(yán)重影響指揮節(jié)流閥瓣封閉前壓信號(hào)氣源的嚴(yán)密性能。經(jīng)試用表明:這種定位導(dǎo)向孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能極大地提高指揮閥在調(diào)壓器關(guān)閉時(shí)對(duì)前壓信號(hào)氣源的嚴(yán)密封閉性能,即是說,它能在調(diào)壓器關(guān)閉時(shí)由指揮節(jié)流閥瓣嚴(yán)密封閉前壓信號(hào)氣源,可有效防止“調(diào)壓器呈關(guān)閉狀態(tài)有時(shí)仍有少量前壓氣源經(jīng)前壓信號(hào)管、調(diào)壓控制器、主調(diào)信號(hào)管、主調(diào)下膜腔、阻尼微孔、主調(diào)上膜腔、后壓信號(hào)管泄流至下游輸出主管”的漏氣事故。
在穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓皮膜組件上固定安裝有穩(wěn)壓螺栓,在穩(wěn)壓螺栓的底部設(shè)置有穩(wěn)壓定位孔,穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣的穩(wěn)壓軸滑配于穩(wěn)壓螺栓的穩(wěn)壓定位孔內(nèi)。與上述同理,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣也具有很好的定位導(dǎo)向作用,使穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣只能沿穩(wěn)壓定位孔上下垂直移動(dòng)而不會(huì)發(fā)生歪斜。經(jīng)試用表明:它也能極大地提高穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣在調(diào)壓器關(guān)閉時(shí)對(duì)前壓信號(hào)氣源的嚴(yán)密封閉性能,也能有效防止“調(diào)壓器呈關(guān)閉狀態(tài)有時(shí)仍有少量前壓氣源經(jīng)前壓信號(hào)管、調(diào)壓控制器、主調(diào)信號(hào)管、主調(diào)下膜腔、阻尼微孔、主調(diào)上膜腔、后壓信號(hào)管泄流至下游輸出主管”的漏氣事故。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步:
本發(fā)明首創(chuàng)了一種在指揮閥上固定配裝穩(wěn)壓閥組成一體化調(diào)壓控制器對(duì)調(diào)壓主閥進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓作業(yè)的自壓力加載式調(diào)壓器,它是在指揮閥的指揮氣室、穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓氣室內(nèi)分別配裝指揮節(jié)流閥瓣、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣串聯(lián)成對(duì)調(diào)壓信號(hào)氣源進(jìn)行二次節(jié)流穩(wěn)壓和雙重關(guān)閉的“復(fù)式調(diào)壓穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)”,經(jīng)二次節(jié)流穩(wěn)壓后再向主調(diào)下膜腔輸入平順平穩(wěn)的調(diào)壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓作業(yè),即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出氣壓并使之趨于穩(wěn)定的發(fā)明目的。它還在主調(diào)閥桿內(nèi)設(shè)置連通主調(diào)上膜腔、主調(diào)下膜腔的阻尼微孔形成“緩泄氣道結(jié)構(gòu)”,能明顯改善主調(diào)下膜腔內(nèi)調(diào)壓氣介的壓變平順性和平穩(wěn)性,可極大地緩減因氣介壓力瞬變幅度過大對(duì)主調(diào)膜片造成的沖擊力,對(duì)主調(diào)膜片具有很好的保護(hù)作用;特別是“主調(diào)閥芯上端受壓面積大于主閥口的內(nèi)通孔截面積”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),它能在調(diào)壓主閥關(guān)閉時(shí)將主閥進(jìn)氣腔內(nèi)的壓力引入芯內(nèi)氣腔,即可利用氣介壓力自行加載作用于主調(diào)閥芯的上端面對(duì)主調(diào)閥芯施以一個(gè)向下作用力來增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能,由對(duì)接氣道結(jié)構(gòu)串聯(lián)的指揮節(jié)流閥瓣、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣也能同時(shí)對(duì)前壓信號(hào)氣源進(jìn)行雙重關(guān)閉,徹底杜絕前壓氣源經(jīng)前壓信號(hào)管、穩(wěn)壓閥、指揮閥再由主調(diào)信號(hào)管、主調(diào)下膜腔、阻尼微孔、主調(diào)上膜腔、后壓信號(hào)管泄流至下游輸出主管而引發(fā)燃?xì)庑孤┦鹿剩瑢?duì)確保下游用氣安全具有非常顯著的技術(shù)效果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,也作摘要附圖。
圖2是本發(fā)明的調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)示意圖(放大),展示穩(wěn)壓閥由一組連接螺栓固定連接安裝于指揮閥形成“密閉對(duì)接氣道結(jié)構(gòu)”的示意圖。
圖3是調(diào)壓控制器的指揮閥的結(jié)構(gòu)示意圖(放大)。
圖4是調(diào)壓控制器的穩(wěn)壓閥的結(jié)構(gòu)示意圖(放大)。
圖5是圖3的A—A視圖,展示在中閥體上連接安裝主調(diào)信號(hào)管連通節(jié)流出氣通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖1的Ⅰ局部放大圖(放大),展示在主調(diào)閥桿的桿體內(nèi)設(shè)置阻尼微孔形成連通主調(diào)下膜腔與主調(diào)上膜腔的緩泄氣道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖3的Ⅱ局部放大圖(放大),展示指揮節(jié)流閥瓣的定位軸滑配于指揮螺栓的導(dǎo)向孔內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)向定位的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖4的Ⅲ局部放大圖(放大),展示穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣的穩(wěn)壓軸滑配于穩(wěn)壓螺栓的穩(wěn)壓定位孔內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)向定位的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明的調(diào)壓主閥關(guān)閉狀態(tài)示意圖(放大),展示主調(diào)閥芯上端受壓面積大于主閥口內(nèi)通孔截面積的結(jié)構(gòu)示意圖,進(jìn)而展示由平衡氣孔將主閥進(jìn)氣腔的壓力導(dǎo)入芯內(nèi)氣腔作用于主調(diào)閥芯上端面來提高調(diào)壓主閥關(guān)閉密封性能的工作原理圖。
附圖中的標(biāo)記說明:
1為單實(shí)線箭頭,2為主調(diào)信號(hào)管,3為主調(diào)皮膜組件,4為主閥蓋,5為主調(diào)彈簧,6為主調(diào)上膜腔,7為主調(diào)下膜腔,8為閥腔,9為雙線空心箭頭,10為進(jìn)口管法蘭,11為主閥進(jìn)氣腔,12為主閥體,13為主閥口,14為壓圈底板,15為螺釘,16為密封圈,17為節(jié)流口,18為主閥出氣腔,19為出口管法蘭,20為主閥套,21為主調(diào)閥芯,22為平衡氣孔,23為芯內(nèi)氣腔,24為主調(diào)閥桿,25為皮膜墊環(huán),26為后壓回流管,27為輸出主管,28為后壓信號(hào)管,29為前壓信號(hào)管,30為指揮調(diào)節(jié)螺桿,31為指揮調(diào)節(jié)彈簧,32為指揮皮膜組件,33為指揮螺帽,34為上閥體,35為中閥體,36為后壓進(jìn)氣通道,37為定位軸,38為指揮氣室,39為指揮進(jìn)氣通道,40為下閥體,41為連接螺栓,42為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道,43為穩(wěn)壓閥體,44為穩(wěn)壓軸,45為穩(wěn)壓皮膜組件,46為穩(wěn)壓閥蓋,47為穩(wěn)壓頂蓋,48為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿,49為指揮頂蓋,50為指揮下膜腔,51為底座,52為節(jié)流出氣腔,53為指揮節(jié)流彈簧,54為后壓出氣通道,55為指揮節(jié)流閥瓣,56為指揮螺栓,57為壓簧板,58為穩(wěn)壓上膜腔,59為后壓引入通道,60為穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣,61為穩(wěn)壓氣室,62為穩(wěn)壓節(jié)流彈簧,63為穩(wěn)壓下膜腔,64為穩(wěn)壓螺栓,65為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧,66為穩(wěn)壓板,67為節(jié)流出氣通道,68為阻尼微孔,69為導(dǎo)向孔,70為穩(wěn)壓定位孔,71為上端受壓面積,72為內(nèi)通孔截面積,KZ為調(diào)壓控制器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例:
本發(fā)明提出的一種自壓力加載式調(diào)壓器,它主要由調(diào)壓主閥、調(diào)壓控制器KZ和與之相連接的主調(diào)信號(hào)管2、前壓信號(hào)管29、后壓信號(hào)管28、后壓回流管26組成。所述調(diào)壓主閥主要由主閥體12、安裝于主閥體12上的主閥蓋4、皮膜墊環(huán)25和配裝于閥腔8內(nèi)的主閥口13、主閥套20、主調(diào)閥芯21、主調(diào)閥桿24組成,在皮膜墊環(huán)25與主閥蓋4之間配裝主調(diào)皮膜組件3分隔為主調(diào)上膜腔6、主調(diào)下膜腔7,在主調(diào)上膜腔6內(nèi)配裝有支承主調(diào)皮膜組件3的主調(diào)彈簧5,所述的主調(diào)閥芯21滑配于主閥套20內(nèi)形成芯內(nèi)氣腔23結(jié)構(gòu),在主調(diào)閥芯21內(nèi)設(shè)置有連通主閥進(jìn)氣腔11與芯內(nèi)氣腔23的平衡氣孔22。在主調(diào)閥芯21的底端由螺釘15固定連接安裝壓圈底板14構(gòu)成內(nèi)裝密封圈16的嵌裝結(jié)構(gòu),由壓圈底板14壓裝嵌配于主調(diào)閥芯21底端的密封圈16與主閥口13上端面設(shè)置的硬質(zhì)合金形成關(guān)閉密封副,在調(diào)壓主閥開啟進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓作業(yè)過程中,壓圈底板14能有效阻擋高速氣流直接沖刷密封圈16,對(duì)密封圈16具有很好的保護(hù)作用進(jìn)而延長(zhǎng)有效密封工作壽命。在實(shí)際生產(chǎn)制造時(shí),控制主調(diào)閥芯21的上端受壓面積71要大于主閥口13的內(nèi)通孔截面積72,還可進(jìn)一步優(yōu)化控制主調(diào)閥芯21的上端受壓面積71為主閥口13的內(nèi)通孔截面積72的1.10倍,即能很好地利用導(dǎo)入芯內(nèi)氣腔23內(nèi)的氣介壓力自行加載作用于主調(diào)閥芯21上端面并施以一個(gè)向下作用力來增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能,對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能具有明顯的技術(shù)效果。所述的主調(diào)閥桿24固定連接安裝于主調(diào)閥芯21上,主調(diào)閥桿24的頂端固定連接于主調(diào)皮膜組件3,在主調(diào)閥桿24頂部的桿體內(nèi)設(shè)置有連通主調(diào)上膜腔6、主調(diào)下膜腔7的阻尼微孔68形成“平穩(wěn)緩泄氣道結(jié)構(gòu)”。在實(shí)際生產(chǎn)制造時(shí),可進(jìn)一步優(yōu)化控制阻尼微孔68緩泄氣道的進(jìn)口、出口兩端之間的壓力差為0.06MPa,它對(duì)改善主調(diào)下膜腔7內(nèi)調(diào)壓信號(hào)氣介的壓變平順性和平穩(wěn)性具有極佳的技術(shù)效果,能有效平緩主調(diào)下膜腔7內(nèi)氣介的壓力瞬變幅度,明顯提高調(diào)壓器的調(diào)壓精度和對(duì)輸出氣壓的穩(wěn)壓性能。所述的調(diào)壓控制器KZ是由指揮閥和固定連接安裝于指揮閥的穩(wěn)壓閥組成。所述的指揮閥主要由下閥體40、中閥體35、上閥體34、指揮調(diào)節(jié)彈簧31、指揮螺帽33、指揮頂蓋49和與指揮螺帽33螺紋連接的指揮調(diào)節(jié)螺桿30構(gòu)成,在中閥體35與上閥體34之間配裝指揮皮膜組件32構(gòu)成指揮下膜腔50,在中閥體35的壁體內(nèi)設(shè)置有連通指揮下膜腔50的后壓進(jìn)氣通道36、后壓出氣通道54,在指揮皮膜組件32上由指揮螺栓56連接安裝有底座51,在指揮螺栓56底部設(shè)置有導(dǎo)向孔69。所述的指揮調(diào)節(jié)彈簧31支承于底座51與壓簧板57之間,將指揮調(diào)節(jié)螺桿30的底端頂貼于壓簧板57上面構(gòu)成“指揮調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)”。在中閥體35的壁體內(nèi)還設(shè)置有指揮氣室38和與指揮氣室38相通的節(jié)流出氣腔52、節(jié)流出氣通道67,在指揮氣室38內(nèi)配裝指揮節(jié)流閥瓣55和支承于指揮節(jié)流閥瓣55的指揮節(jié)流彈簧53構(gòu)成“指揮節(jié)流機(jī)構(gòu)”,指揮節(jié)流閥瓣55的定位軸37滑配于指揮螺栓56的導(dǎo)向孔69內(nèi),這種滑配方式對(duì)指揮節(jié)流閥瓣55具有很好的定位導(dǎo)向作用,它能確保指揮節(jié)流閥瓣55在節(jié)流工作過程中只能沿導(dǎo)向孔69上下垂直移動(dòng)而不會(huì)發(fā)生歪斜。在下閥體40壁體內(nèi)設(shè)置有與指揮氣室38相通的指揮進(jìn)氣通道39。所述的穩(wěn)壓閥主要由穩(wěn)壓閥體43、穩(wěn)壓閥蓋46、穩(wěn)壓頂蓋47、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧65和與穩(wěn)壓閥蓋46螺紋連接的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿48構(gòu)成,在穩(wěn)壓閥體43與穩(wěn)壓閥蓋46之間配裝穩(wěn)壓皮膜組件45分隔為穩(wěn)壓上膜腔58、穩(wěn)壓下膜腔63,在穩(wěn)壓皮膜組件45上固定安裝有穩(wěn)壓螺栓64,在穩(wěn)壓螺栓64底部設(shè)置有穩(wěn)壓定位孔70,在穩(wěn)壓閥蓋46壁體內(nèi)設(shè)置有連通穩(wěn)壓上膜腔58的后壓引入通道59,所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧65支承于穩(wěn)壓皮膜組件45與穩(wěn)壓板66之間,將穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿48底端頂貼于穩(wěn)壓板66上面構(gòu)成“穩(wěn)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)”。在穩(wěn)壓閥體43的壁體內(nèi)設(shè)置有與穩(wěn)壓下膜腔63相通的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道42、穩(wěn)壓氣室61,在穩(wěn)壓氣室61內(nèi)配裝有穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60和支承于穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60的穩(wěn)壓節(jié)流彈簧62構(gòu)成“穩(wěn)壓節(jié)流機(jī)構(gòu)”。穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60的穩(wěn)壓軸44滑配于穩(wěn)壓螺栓64的穩(wěn)壓定位孔70內(nèi),這種滑配方式對(duì)穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60具有很好的定位導(dǎo)向作用,使穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60只能沿穩(wěn)壓定位孔70上下垂直移動(dòng)而不會(huì)發(fā)生歪斜現(xiàn)象。所述的穩(wěn)壓閥是由一組連接螺栓41固定連接安裝于指揮閥的下閥體40、中閥體35上構(gòu)成調(diào)壓控制器KZ整體結(jié)構(gòu),穩(wěn)壓閥的后壓引入通道59、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)氣道42分別對(duì)接于指揮閥的后壓出氣通道54、指揮進(jìn)氣通道39形成“密閉連通的對(duì)接氣道結(jié)構(gòu)”。
本發(fā)明是按如下方式進(jìn)行安裝操作的:
首先將主閥體12的進(jìn)口管法蘭10、出口管法蘭19分別固定連接于輸入主管、輸出主管27,如雙線空心箭頭9所示,即可構(gòu)成由輸入主管經(jīng)調(diào)壓主閥至輸出主管27向下游供氣的“主輸氣管路通道”。將前壓信號(hào)管29的進(jìn)氣端固定連接于主閥體12上與主閥進(jìn)氣腔11相連通,再將前壓信號(hào)管29出氣端連接安裝于穩(wěn)壓閥體43上與穩(wěn)壓氣室61相連通;將主調(diào)信號(hào)管2的一端固定連接安裝于指揮閥的中閥體35上與節(jié)流出氣通道67相連通,再將主調(diào)信號(hào)管2的另一端連接安裝于主閥體12上與主調(diào)下膜腔7相連通;將后壓回流管26的一端固定連接安裝于主閥蓋4上與主調(diào)上膜腔6相連通,后壓回流管26的另一端連接于輸出主管27,將后壓信號(hào)管28固定連接于輸出主管27與主閥出氣腔18相連通,后壓信號(hào)管28的另一端固定連接安裝于指揮閥的中閥體35上與后壓進(jìn)氣通道36相連通,如單實(shí)線箭頭1所示,即可構(gòu)成會(huì)同時(shí)受到主閥進(jìn)氣腔11內(nèi)輸入壓力波動(dòng)、主閥出氣腔18內(nèi)輸出壓力波動(dòng)共同影響作用的“調(diào)壓信號(hào)氣源通道”。
它是這樣進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓作業(yè)的:
輸氣作業(yè)管理人員首先根據(jù)《輸配送燃?xì)夤芾聿僮饕?guī)程》進(jìn)行設(shè)定操作:打開指揮頂蓋49、穩(wěn)壓頂蓋47后,精確操作指揮調(diào)節(jié)螺桿30、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)螺桿48,將輸出主管27內(nèi)的輸出氣壓調(diào)至額定輸出壓力值。這時(shí):調(diào)壓主閥的主調(diào)皮膜組件3會(huì)在主調(diào)彈簧5和主調(diào)上膜腔6、主調(diào)下膜腔7內(nèi)氣壓的共同作用下處于平衡位置狀態(tài),與此同時(shí),主調(diào)閥芯21與主閥套20的節(jié)流口17開度均處于正常輸氣作業(yè)的平衡位置狀態(tài);指揮閥的指揮皮膜組件32、指揮節(jié)流閥瓣55會(huì)在指揮調(diào)節(jié)彈簧31、指揮節(jié)流彈簧53和指揮下膜腔50、指揮氣室38內(nèi)氣壓的共同作用下處于平衡位置狀態(tài);穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓皮膜組件45、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60會(huì)在指穩(wěn)壓調(diào)節(jié)彈簧65、穩(wěn)壓節(jié)流彈簧62和穩(wěn)壓上膜腔58、穩(wěn)壓下膜腔63、穩(wěn)壓氣室61內(nèi)氣壓的共同作用下處于平衡位置狀態(tài)。
當(dāng)調(diào)壓主閥下端輸出氣壓因下游用戶用氣數(shù)量增加而下降時(shí),后壓回流管26、后壓信號(hào)管28會(huì)將主閥出氣腔18內(nèi)的閥后輸出壓力下降的波動(dòng)信號(hào)分別反饋輸入主調(diào)上膜腔6、指揮閥的指揮下膜腔50和穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓上膜腔58內(nèi),這時(shí),指揮閥內(nèi)的指揮皮膜組件32的平衡位置狀態(tài)被破壞,指揮皮膜組件32會(huì)在指揮調(diào)節(jié)彈簧31的推動(dòng)下向下位移并帶動(dòng)指揮節(jié)流閥瓣55向下移動(dòng)來增大指揮節(jié)流的開度,即可將“增大的調(diào)壓信號(hào)”由指揮氣室38經(jīng)過節(jié)流出氣腔52、節(jié)流出氣通道67、主調(diào)信號(hào)管2輸入主調(diào)下膜腔7并加載作用于主調(diào)皮膜組件3下表面,由于導(dǎo)入主調(diào)上膜腔6內(nèi)的后壓信號(hào)也是下降的,這時(shí),“增大的調(diào)壓信號(hào)”將會(huì)推動(dòng)主調(diào)皮膜組件3上移并通過主調(diào)閥桿24帶動(dòng)主調(diào)閥芯21向上移動(dòng),在主調(diào)閥芯21上移時(shí)會(huì)增大主閥套20的節(jié)流口17的開度,即可增大調(diào)壓主閥的輸出流量壓力直至使輸出壓力趨于穩(wěn)定并達(dá)到設(shè)定的額定輸出壓力值。特別需要說明的是:輸入主調(diào)下膜腔7內(nèi)的“增大的調(diào)壓信號(hào)”是由前壓信號(hào)管29將主閥進(jìn)氣腔11內(nèi)的前壓信號(hào)氣源導(dǎo)入穩(wěn)壓閥經(jīng)穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60一次穩(wěn)壓節(jié)流、再進(jìn)入指揮閥經(jīng)指揮節(jié)流閥瓣55二次調(diào)壓節(jié)流作業(yè)后形成的“調(diào)壓信號(hào)”,更進(jìn)一步地說,在一次穩(wěn)壓節(jié)流、二次調(diào)壓節(jié)流作業(yè)的全過程中還會(huì)同時(shí)受到反饋輸入指揮下膜腔50、穩(wěn)壓上膜腔58內(nèi)的閥后輸出壓力下降波動(dòng)信號(hào)的共同影響作用而形成的“增大的調(diào)壓信號(hào)”。雖然,輸入主調(diào)下膜腔7內(nèi)的調(diào)壓信號(hào)是“增大的”,但是,這種“增大的調(diào)壓信號(hào)”是由穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60、指揮節(jié)流閥瓣55串聯(lián)成的復(fù)式調(diào)壓穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)依次經(jīng)過一次穩(wěn)壓節(jié)流、二次調(diào)壓節(jié)流后所形成的,它在輸入主調(diào)下膜腔7內(nèi)進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)壓作業(yè)時(shí)卻具有極佳的“壓變平順性和平穩(wěn)性”。經(jīng)試用表明:本發(fā)明能極大地平緩調(diào)壓信號(hào)氣介的壓力瞬變幅度,可有效緩減對(duì)主調(diào)膜片形成的沖擊破壞力,它對(duì)保護(hù)主調(diào)膜片延長(zhǎng)工作壽命和提高調(diào)壓器的調(diào)壓穩(wěn)壓工作性能都具有非常明顯的技術(shù)效果。
當(dāng)調(diào)壓主閥下端輸氣管線因“爆管事故”而導(dǎo)致下游壓力急劇下降時(shí),由后壓信號(hào)管28導(dǎo)入指揮閥和穩(wěn)壓閥內(nèi)的氣壓也會(huì)快速下降,這時(shí),指揮節(jié)流彈簧53、穩(wěn)壓節(jié)流彈簧62會(huì)推動(dòng)指揮節(jié)流閥瓣55、穩(wěn)壓節(jié)流閥瓣60向上移動(dòng)關(guān)閉指揮閥和穩(wěn)壓閥快速切斷前壓信號(hào)氣源。與此同時(shí),主調(diào)皮膜組件3也會(huì)在主調(diào)彈簧5的推動(dòng)下快速向下移動(dòng)并通過主調(diào)閥桿24帶動(dòng)主調(diào)閥芯21向下移動(dòng)封閉主閥套20的節(jié)流口17,即可快速關(guān)閉調(diào)壓主閥進(jìn)行安全保護(hù)。特別是本發(fā)明采用“主調(diào)閥芯上端受壓面積大于主閥口的內(nèi)通孔截面積”的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在調(diào)壓主閥關(guān)閉時(shí),它能將主閥進(jìn)氣腔11內(nèi)的氣介壓力引入芯內(nèi)氣腔23內(nèi),即可利用氣介壓力自行加載作用于主調(diào)閥芯21的上端面并對(duì)主調(diào)閥芯21施以一個(gè)向下作用力來增強(qiáng)調(diào)壓主閥的關(guān)閉密封性能。
反之,當(dāng)調(diào)壓主閥下端的輸出氣壓因下游用戶用氣數(shù)量減少而上升時(shí),后壓回流管26、后壓信號(hào)管28會(huì)將主閥出氣腔18內(nèi)的閥后輸出壓力上升的波動(dòng)信號(hào)分別反饋輸入主調(diào)上膜腔6、指揮閥的指揮下膜腔50和穩(wěn)壓閥的穩(wěn)壓上膜腔58內(nèi),與上述同理:指揮皮膜組件32會(huì)在指揮下膜腔50內(nèi)的氣壓推動(dòng)下向上移動(dòng),這時(shí),指揮節(jié)流閥瓣55會(huì)在指揮節(jié)流彈簧53推動(dòng)下向上移動(dòng)來減小指揮節(jié)流的開度,即可將“減小的調(diào)壓信號(hào)” 由指揮氣室38經(jīng)過節(jié)流出氣腔52、節(jié)流出氣通道67、主調(diào)信號(hào)管2輸入主調(diào)下膜腔7內(nèi),由于導(dǎo)入主調(diào)上膜腔6內(nèi)的后壓信號(hào)也是上升的,主調(diào)皮膜組件3在主調(diào)彈簧5和主調(diào)上膜腔6內(nèi)氣壓的共同作用下快速向下移動(dòng)來減小主閥套20的節(jié)流口17的開度,即可減小調(diào)壓主閥的輸出流量壓力直至使輸出壓力趨于穩(wěn)定并達(dá)到設(shè)定的額定輸出壓力值。