专利名称：一种通水封气阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种封气阀，尤其是一种通水封气阀，属于煤气管路安全设施技术领域。
背景技术：
随着节能减排工作的不断深入，煤气放散率持续降低，煤气系统压力波动的可能性也大大增加，尤其当煤气输送压力在高位时，如瞬间遇到一些特殊情况，很容易引起煤气的压力波动，结果，煤气管道沿途的水封就会瞬间产生因超压而冲破的问题。目前，煤气储气罐在煤气系统中承担着煤气系统压力调节的作用当煤气压力低时，排气；压力高时，储气。但当煤气压力瞬间升高时，很难发挥作用。另外，煤气放散阀虽然可起排放作用，当煤气压力超过额定高限时，自动打开阀门放散煤气，但在长期“零”放散情况下，煤气放散阀因长期不用，很难保证每次放散成功。据申请人了解，国内使用的煤气水封有U型水封和多流程水封，前一种安装时已确定了其水封高度，后一种通过增加流程提高封水的高度。总起来说，当封水被冲破，瞬间没有抵御煤气压力的作用力时，就存在煤气泄漏问题。因此，如何保证煤气管路在出现异常高压时，依然能够可靠防止煤气泄漏，成为煤气供应和燃用系统的一大关键研究课题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有煤气输送管路的安全需求，提出一种能够在水封被高压冲破后，能够迅速关闭通道，可靠防止煤气泄漏的通水封气阀，并且该阀当补水高度达到要求时，能自动打开，从而使水封正常发挥作用。为了达到以上目的，本发明的通水封气阀呈漏斗状，上部具有溢流口，下部的锥形外壳底端延伸出的进口管通过接管与煤气输送管路中的U形管连通；所述进口管内的阀座孔上装有阀芯，所述阀芯上方通过向上延伸的阀杆与浮球连接；所述锥形外壳中通过径向延伸的导流叶与锥形罩固连，所述锥形外壳与锥形罩之间形成被导流叶分隔的环锥形流道；所述阀杆与锥形罩底端的定位中心孔成动配合，所述浮球位于锥形罩内。正常工作时，由于U形管中注有水，因此可以当煤气压力在一定范围波动时，防止其外泄。当出现异常高压时，煤气将推动U形管内的水，从溢流口中溢出而使水封被冲破。 此时，由于水流经过环锥形流道，因此根据流体力学原理，将对浮球的上方产生回流力，使阀芯同时在自重以及回流力的共同作用下，克服高压，迅速关闭阀座，从而防止煤气外泄。 之后，U形管内逐渐补水，当补水高度达到要求时，浮球将自动浮起，从而打开阀门，使水封正常发挥作用。本发明进一步的完善是，所述锥形罩的锥角在80-120°范围内，这样可以更为有效的产生回流力。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图1为本发明一个实施例的总体结构示意图。图2为图1实施例中通水封气阀的放大结构示意图。图3为图2中圆锥部分的放大结构示意图。图4为图3中锥形罩的放大结构示意图。图中1-进口法兰；2-补水管；3-阀座；4-阀芯；5-重量调整片；6_旋紧螺母； 7-阀杆；8-定位中心孔；9-旋转导流叶；10-中心锥形罩；10-1-锥形罩沟槽；11-空心浮球；12-阀门壳体；13-溢水口 ； 14-排放和观察孔；15-进口管；16-阀芯浮标；17-U形管； 18-排水管；19-排水阀；20-U形水封联箱；21-联箱放水门。
具体实施例方式实施例一本实施例的通水封气阀如图2所示，阀门壳体12的外形呈漏斗状，上部一侧具有溢流口 13，下部的锥形外壳底端延伸出的进口管15，该管通过接管与煤气输送管路中的U 形管17连通。接管由U形水封联箱20和排水管18构成，所述进口管15的下端与U形水封联箱 20的一处连通，该联箱的另一处通过向上延伸的排水管18与煤气输送管路中U形管17的最低处连通。进口管15内的阀座3中心具有通孔，该孔上装有底面为球冠面的阀芯4，该阀芯上方通过向上延伸的阀杆7与浮球11连接。为了可以调节自重，阀芯4上还固定有重量调整片5。阀门壳体下部的锥形外壳中通过径向延伸的若干导流叶9与锥形罩10固连，锥形外壳与锥形罩10之间形成被导流叶9分隔的环锥形流道。阀杆7与锥形罩底端的定位中心孔8成动配合，浮球11位于锥形罩10内，其顶部高出锥形罩，并固定有带刻度的浮标16。 补水口 2在通往进口管15的同时，还通往阀门壳体顶部的观察孔14处。本实施例产生作用于浮球回流力的理论依据是在流体力学中，流体流经障碍物后，在障碍物后会产生回流负压。当无粘性流体绕流圆柱时，由于后部发生流动分离，压强不能恢复到与前部相同的水平，因此保持负值(表压)。实验测得，圆柱表面压强系数的边界分离点约在80°左右，边界层转捩为湍流后发生分离的分离点约在120°左右，因此所述锥形罩的锥角在80-120°范围内(本实施例约为90° )，这样可以更为有效的产生回流力。此外，流体经过导流叶旋转射流切向速度的分布情况与不旋转的自由射流的情况不同，其轴心附近的速度反而小，而且常是负值。这是因为旋转气流卷吸周围气体越来越多，而气流的动量是一定的，所以速度必然越来越小，并以切向速度的衰减为快。据此，为了形成有利于产生回流力的旋流，各导流叶9与锥形罩之间形成30-60° (最好是45° )的螺旋角(参见图2)。具体设计时，锥形罩10的上边缘高出浮球中心为宜，且沿锥形罩母线镂出四条沟槽10-1 (参见图4)，作为漏水之用，有利于进一步消除浮球的下落阻力。每条沟槽外加焊遮挡板。旋转导流叶布置在中心锥形罩和阀门壳体锥形外壳组成环锥形流道内，旋转导流叶数量大于8片为宜，沿环均布。试验表明，在煤气水封冲破的情况下，煤气封水管道中原有封水被流动的煤气所替代，煤气进入本实施例的通水封气阀，绕过阀体中心锥形罩分流和旋转导流叶旋转导向， 在中心锥形罩和空心浮球后(上部)形成了回流，使浮球失去浮力，受阀门的阀芯连接组件自身重力的作用，沿阀杆定位中心孔向下移动，带动阀杆和阀芯下移与阀座接触，从而关闭阀门，切断通路，防止气体外泄。阀门关闭后，水封补水经过补水口向阀门进水管内补水。当封水高度达到封水要求或进口管进满水后，补水进入阀门，阀门满水后空心浮球再次浮起，带动阀杆、阀芯上移， 即自动打开阀门，待溢水口出水，水封的封水作用即可正常发挥。试验证明，采用本事实例提高了低压煤气水封、放水系统的安全可靠性，有效解决了煤气水封冲破后的自动补水问题。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种通水封气阀，通水封气阀呈漏斗状，上部具有溢流口，下部的锥形外壳底端延伸出的进口管通过接管与煤气输送管路中的U形管连通；所述进口管内的阀座孔上装有阀芯，所述阀芯上方通过向上延伸的阀杆与浮球连接；所述锥形外壳中通过径向延伸的导流叶与锥形罩固连，所述锥形外壳与锥形罩之间形成被导流叶分隔的环锥形流道；所述阀杆与锥形罩底端的定位中心孔成动配合，所述浮球位于锥形罩内。
2.根据权利要求1所述的通水封气阀，其特征在于所述锥形罩的锥角为80-120°。
3.根据权利要求2所述的通水封气阀，其特征在于所述导流叶与锥形罩之间形成 30-60°的螺旋角。
4.根据权利要求1、2或3所述的通水封气阀，其特征在于所述锥形罩的母线镂出漏水用的沟槽，所述沟槽外加遮挡板。
5.根据权利要求4所述的通水封气阀，其特征在于所述锥形罩的上边缘高出浮球中心。
6.根据权利要求5所述的通水封气阀，其特征在于所述接管由U形水封联箱和排水管构成，所述进口管的下端与U形水封联箱的一处连通，所述联箱的另一处通过向上延伸的排水管与煤气输送管路中U形管的最低处连通。
7.根据权利要求6所述的通水封气阀，其特征在于所述阀芯上还固定有重量调整片。
8.根据权利要求7所述的通水封气阀，其特征在于补水口在通往所述进口管的同时， 还通往阀门壳体顶部的观察孔处。
全文摘要
本发明涉及一种通水封气阀，属于煤气管路安全设施技术领域。该阀呈漏斗状，上部具有溢流口，下部的锥形外壳底端延伸出的进口管通过接管与煤气输送管路中的U形管连通；进口管内的阀座孔上装有阀芯，阀芯上方通过向上延伸的阀杆与浮球连接；锥形外壳中通过径向延伸的导流叶与锥形罩固连，锥形外壳与锥形罩之间形成被导流叶分隔的环锥形流道；阀杆与锥形罩底端的定位中心孔成动配合，浮球位于锥形罩内。本发明可以当煤气出现异常高压时，使阀芯同时在自重以及回流力的共同作用下，克服高压，迅速关闭阀座，从而防止煤气外泄。之后，U形管内逐渐补水，当补水高度达到要求时，浮球将自动浮起，从而打开阀门，使水封正常发挥作用。
文档编号F16K31/22GK102374332SQ201010256479
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者乐江平, 刘婕, 周洪月, 李庆军, 陈玉华 申请人:上海梅山钢铁股份有限公司