專利名稱：控制管道增壓速率和最大壓力泄放閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及液體管道系統(tǒng)安全的保護裝置。
在長距離液體輸送管道系統(tǒng)中，經(jīng)常發(fā)生強烈的水擊。如突然關(guān)閥，中間泵站非正常停止運轉(zhuǎn)。水擊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。
據(jù)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，但對管道系統(tǒng)的最大壓力沒有控制，對管道的安全可靠性還需配備專門的壓力最大值限制裝置。
本發(fā)明的目的是要提供一種既限制控制點的最大壓力值，又能控制管道壓力增長速度的雙功能泄放閥，整個泄放閥是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，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)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在橡膠套閥外套一個環(huán)形橡膠氣囊。氣囊外圍液體經(jīng)控制器與管道內(nèi)液體連通，氣囊外圍液體同時作用于橡膠套(15)外側(cè)，橡膠套內(nèi)側(cè)進(jìn)口段直接與管道液體接觸。當(dāng)水擊壓力作用到泄放閥時，橡膠套外的液壓由于氣囊的緩沖和控制器的節(jié)流作用，其上升速度滯后于橡膠套內(nèi)側(cè)進(jìn)口段壓力上升速度，橡膠套內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生壓力差。當(dāng)壓差達(dá)到一定數(shù)值時，液體頂開橡膠套泄放液體，消除高壓;當(dāng)橡膠套內(nèi)外側(cè)壓力同步上升時，閥停止泄放。由于在增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥前設(shè)置了一個最大壓力安全導(dǎo)閥，當(dāng)泄壓閥的進(jìn)口壓力達(dá)到一定值時，最大壓力安全導(dǎo)閥關(guān)閉，氣囊(6)內(nèi)的氣壓和橡膠套外側(cè)液壓都保持在同一定值上，超過定值部分的壓力頂開橡膠套泄放液體，直到泄放閥進(jìn)口壓力從定值下降時，停止泄放，最大壓力安全導(dǎo)閥打開恢復(fù)原態(tài)。
本發(fā)明因為壓力緩沖機構(gòu)與橡膠套閥合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，特別是緩沖機構(gòu)中有最大壓力安全導(dǎo)閥和增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥，提高了泄放的可靠性，增加了一般安全泄放不具有的最大壓力控制功能。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及附圖給出。


圖1、2是根據(jù)本發(fā)明提出的控制管道增壓速率和最大壓力的泄放閥的結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合圖，詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
該泄放閥是由主體和控制器兩大部分組成，并由過渡接頭連接。
閥主體由閥體、橡膠套閥、充氣蓄能系統(tǒng)三部分構(gòu)成。閥體(圖1)由進(jìn)油法蘭(1)、出油法蘭(7)、閥筒體(5)構(gòu)成，支撐在支架(19)上。橡膠套閥由閥芯(17)、(8)、定心密封環(huán)(12)、連接螺桿(11)、橡膠套(14)、有數(shù)孔的橡膠套限位導(dǎo)油筒(15)構(gòu)成，其中閥芯分左右兩半，其壁上有很多軸向槽孔(10)、(16)，進(jìn)出孔由定心密封環(huán)(12)和緊套在閥芯上的橡膠套(14)隔開，形成進(jìn)入腔室(18)和排出腔室(9)。
過渡接頭(2)將控制器(3)連接在閥筒體(5)上，其內(nèi)有液體通道，在與控制器并聯(lián)通道上設(shè)回流活門(4)。
控制器由(圖2)最大壓力安全導(dǎo)閥和增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥組成，二者串聯(lián)在進(jìn)油道與蓄能系統(tǒng)之間。最大壓力安全導(dǎo)閥是由半球活門(22)、半球活門膠墊(21)、活門座(23)、活門桿(20)、隨動活塞(24)、彈簧(25)、最大壓力值指示器(26)、最大壓力調(diào)節(jié)軸(27)構(gòu)成。增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥由增壓速率調(diào)節(jié)軸(28)、增壓速率指示器(29)、節(jié)流活塞(30)、節(jié)流體(31)和節(jié)流體座(32)構(gòu)成。
本發(fā)明安裝在低粘度液體管道上，在泄壓閥投入使用前，將氣囊(6)充氣至略大于該處管線的穩(wěn)定工作壓力。在輸油穩(wěn)定狀態(tài)下，閥芯進(jìn)入腔邊的橡膠套(14)的內(nèi)外壓力都等于閥的進(jìn)壓，閥芯排出腔邊橡膠套外部等于進(jìn)壓，內(nèi)部壓力等于或接近于零。即橡膠套的這兩部分受到壓差的作用和橡膠套本身張力的作用，橡膠套將閥芯排出腔的槽孔和定心密封環(huán)外環(huán)槽嚴(yán)密的封閉。
在閥進(jìn)口壓力緩慢上升的情況下，閥筒體(5)內(nèi)部的液壓和閥芯進(jìn)入腔液壓同步增長，橡膠套不會鼓起泄放，且閥芯排出側(cè)的內(nèi)外壓差更大，封閉更嚴(yán)。
當(dāng)進(jìn)口壓力上升較快，側(cè)閥筒體(5)內(nèi)部液壓上升因控制器的節(jié)流和氣囊的緩沖作用的影響而滯后，閥芯進(jìn)入側(cè)的橡膠套(6)在壓差作用下鼓起，當(dāng)壓差達(dá)到一定數(shù)值時，膠套鼓起到打開閥芯排出側(cè)槽孔而泄放液體。之后，閥體內(nèi)液壓緩慢上升，橡膠套(6)逐漸收縮，發(fā)生關(guān)閉效應(yīng)，減少泄放，使進(jìn)口壓力提高。當(dāng)閥筒體(5)內(nèi)液壓跟蹤閥進(jìn)口壓力(在允許最大壓力值范圍)，上升至進(jìn)入閥芯處壓差基本消失時，停止泄放。此時，若管線內(nèi)壓力不因其他因素而波動，則系統(tǒng)處于新的穩(wěn)定工作狀態(tài)。
當(dāng)閥進(jìn)入口壓力上升到所限制的最大值時，在液壓作用下，半球活門(22)關(guān)閉，切斷閥筒體內(nèi)腔的進(jìn)油通道，使得筒體內(nèi)液壓不能再跟蹤進(jìn)入閥芯處的液壓。橡膠套在壓差作用下鼓起，繼續(xù)并增加泄放量，以保證管線壓力不超過定值。
當(dāng)閥筒體(5)內(nèi)液壓低于閥進(jìn)口內(nèi)液壓時，筒體內(nèi)的液體經(jīng)回流活門(4)暢快地回流到進(jìn)入口，故筒體內(nèi)液壓能夠基本上同步地隨閥進(jìn)入口液壓的下降而下降，使閥總是處于調(diào)節(jié)增壓速率的初始狀態(tài)，并使最大壓力安全導(dǎo)閥關(guān)閉后可在液壓降低到定值以下時重新開啟，恢復(fù)到初始狀態(tài)。
增壓速率和限壓值可以用擰動相應(yīng)調(diào)節(jié)軸(27)、(28)的方法進(jìn)行調(diào)整。增壓速率低對防止水擊型超壓有利。但泄放量和不穩(wěn)定工況的時間將增大和延長。
權(quán)利要求
1.在液體輸送管道上，控制增壓速率和最大壓力泄放閥，由泄放閥主體和控制器(3)組成，其特征在于閥主體有一個裝在閥主體內(nèi)的環(huán)形橡膠氣囊(6)，環(huán)形橡膠氣囊(6)外部與該閥的進(jìn)液口相通的控制器聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泄放閥，其特征在于控制器(3)是由最大壓力安全導(dǎo)閥和增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥，串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的泄放閥，其特征在于在過渡接頭(2)上有一球形回流活門(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的泄放閥，其特征在于環(huán)形橡膠氣囊(6)中的充氣壓力略高于安裝點管道系統(tǒng)的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的泄放閥，其特征在于閥芯(17)、(8)為兩個相同的零件，其間加一個定心密封環(huán)(12)，定心密封環(huán)(12)外壁上有一道環(huán)槽(13)，與排出閥芯(8)內(nèi)腔連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的泄放閥，其特征在于控制器(3)的增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥的節(jié)流體(31)上有數(shù)個小孔，可以調(diào)節(jié)節(jié)流活塞(30)，實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)。
全文摘要
控制管道增壓速率和最大壓力泄放閥，是涉及液體管道系統(tǒng)安全的保護裝置。即能控制管道增壓速率。又能限制控制點的最大壓力值，整個泄放閥是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、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)。泄放閥由主體和控制器組成，閥主體內(nèi)裝有一環(huán)形橡膠氣囊，起液壓緩沖作用，最大壓力安全導(dǎo)閥和增壓速率調(diào)節(jié)導(dǎo)閥串聯(lián)在泄放閥進(jìn)口與閥筒體之間，增壓速率、最大壓力值可以調(diào)整。
文檔編號F16K17/06GK1042979SQ8810806
公開日1990年6月13日 申請日期1988年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月21日
發(fā)明者蒲家寧, 張偉明, 譚春榮, 李維強, 王世高 申請人:中國人民解放軍后勤工程學(xué)院