压力平衡装置和压力平衡系统的制作方法

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压力平衡装置和压力平衡系统的制造方法

本发明涉及管道领域,尤其涉及一种压力平衡装置和压力平衡系统。



背景技术:

管道是用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。管道的用途很广泛,主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。管道可能承受许多种外力的作用,包括本身的重量、流体作用在管端的推力、风雪载荷、土壤压力、热胀冷缩引起的热应力、振动载荷和地震灾害等。为了保证管道的强度和刚度,必须设置各种支(吊) 架,更重要是的选择管道的材料和壁厚。在管道上游处设备,突然减流、关闭,或者管道下游处设备突然增流时,都会使上游设备出口侧的管道内压力骤减,从而导致管道内产生负压,而管道因受到大气挤压会破裂。在现有技术中,防止管道负压导致的管道损坏方式一般是增大管道强度,而增加管道强度通常是通过增加管道壁厚来达到增加承压能力的效果,这使得管道材料浪费较为严重。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供一种压力平衡装置和压力平衡系统,主要目的是降低负压对管道的影响,从而减少管壁厚度,节约材料使用,降低成本。

为达到上述目的,本发明主要提供如下技术方案:

一方面,本发明实施例提供了一种压力平衡装置,包括:

管体,具有相对的第一端和第二端,所述第一端具有流入口,所述第二端设有流出口,所述管体内具有腔体,所述腔体内径大于所述流入口和所述流出口直径,所述腔体内设有平衡件,所述平衡件具有通道,所述通道用于连通所述流入口和所述流出口;所述管体侧壁设有槽口;当所述通道内压力减小时,所述平衡件向所述通道挤压,空气从所述槽口进入所述通道。

进一步的,所述槽口设置在所述第一端侧。

进一步的,所述管体截面,由所述第一端向所述第二端逐渐变大。

进一步的,还包括挡板,所述挡板连接于所述流出口,并向所述第一端延伸,用于阻止所述平衡件向所述通道挤压。

进一步的,所述槽口为多个,均匀分布在所述管体侧壁。

进一步的,所述平衡件为橡胶材料制成。

进一步的,所述平衡件为硅胶材料制成。

进一步的,所述平衡件为气囊。

另一方面,本发明实施例还提供一种压力平衡系统,其特征在于,包括:管道、如上所述的压力平衡装置和上级设备,所述上级设备连接于所述流入口,所述流出口连接于所述管道。

进一步的,所述管道和所述压力平衡装置之间为可拆卸连接;所述压力平衡装置和所述上级设备之间为可拆卸连接。

本发明实施例提出的一种压力平衡装置,包括:管体,具有相对的第一端和第二端,第一端具有流入口,第二端设有流出口,管体内具有腔体,腔体内径大于流入口和流出口直径,腔体内设有平衡件,平衡件具有通道,通道用于连通流入口和流出口;管体侧壁设有槽口;当通道内压力减小时,平衡件向通道挤压,空气从槽口进入通道。在现有技术中,防止管道负压导致的管道损坏方式一般是增大管道强度,而增加管道强度通常是通过增加管道壁厚来达到增加承压能力的效果,这使得管道材料浪费较为严重。本发明实施例在通道内压力降低时,外界空气从槽口进入管体,对平衡件进行挤压,使得通道和槽口连通,空气灌入通道,补充通道内压力,使通道内压力增加,从而使得管体受到保护。这样使得管体的制造只需满足正常工作时的强度要求,这样管壁厚度较小,所需材料较少,能够节约成本,同时能够延长使用寿命,有效减少停机维护的时间和费用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种压力平衡装置的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的另一种压力平衡装置的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种压力平衡系统的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的压力平衡装置具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。

如图1、图2所示,一种压力平衡装置,包括:

管体1,具有相对的第一端12和第二端13,上述第一端12具有流入口14,上述第二端13设有流出口15,上述管体1内具有腔体11,上述腔体11内径大于上述流入口14和上述流出口15直径,上述腔体11内设有平衡件2,上述平衡件2具有通道21,上述通道21用于连通上述流入口14和上述流出口15;上述管体1侧壁设有槽口16;当上述通道21内压力减小时,上述平衡件2向上述通道21挤压,空气从上述槽口16进入上述通道21。由于在正常工作时,需要流体在上述通道21内流动,因此对于上述平衡件2和上述管体1之间的密封性要求很高,同时为了保证压力平衡,上述通道21与上述流入口14、上述流出口 15直径相同,从而保证流体进入上述通道21和从上述通道2出去时的压力相等。但是由于上述平衡件2可压缩,为防止上述平衡件2受挤压后从上述流出口15 流走,应使上述槽口16靠近上述第一端12的截面大于上述参考靠近上述第二端13的截面,这样上述平衡件2靠近上述第一端12处受力较大从而变形较大,使上述槽口16和通道21连通,而上述平衡件2靠近上述第二端13处受力较小从而变形较小,使得上述平衡件2卡于上述第二端13,不会从上述流出口15流出。为了减小流体流动的阻力,可以在上述通道21内涂有润滑涂层。虽然上述通道21是光滑的,但是有压力就有阻力,使用上述润滑涂层一方面能够降低上述平衡件2的表面摩擦因数,从而减小流体在上述通道21内的阻力,另一方面也能够提高上述平衡件2表面的润滑性和耐磨性,从而延长上述平衡件2的使用寿命。同时涂层使用方便,注意润滑涂层的补充可以无需频繁更换上述平衡件2。

以下通过本实施例中压力平衡装置的工作过程和原理具体说明本实施例中的压力平衡装置:

正常工作时,流体从上述流入口14进入上述通道21并从上述流出口15流出;当上述通道21内流体压力减小时,上述平衡件2向上述通道21挤压,使得上述槽口16打开,空气从上述槽口16进入上述管体1,当平衡件2变形到一定程度时,上述通道21与上述槽口16连通,空气进入上述通道21内补充气体压力,使得上述平衡件2回复;当上述通道21内压力达到一定值时,上述平衡件2阻断上述通道21和上述槽口16之间的连通。

本发明实施例提出的一种压力平衡装置,包括:管体1,具有相对的第一端 12和第二端13,第一端12具有流入口14,第二端13设有流出口15,管体1 内具有腔体11,腔体11内径大于流入口14和流出口15直径,腔体11内设有平衡件2,平衡件2具有通道21,通道21用于连通流入口14和流出口15;管体1侧壁设有槽口16;当通道21内压力减小时,平衡件2向通道21挤压,空气从槽口16进入通道21。在现有技术中,防止管道负压导致的管道损坏方式一般是增大管道强度,而增加管道强度通常是通过增加管道壁厚来达到增加承压能力的效果,这使得管道材料浪费较为严重。本发明实施例在通道21内压力降低时,外界空气从槽口16进入管体1,对平衡件2进行挤压,使得通道21和槽口16连通,空气灌入通道21,补充通道21内压力,使通道21内压力增加,从而使得管体1受到保护。这样使得管体1的制造只需满足正常工作时的强度要求,这样管壁厚度较小,所需材料较少,能够节约成本,同时能够延长使用寿命,有效减少停机维护的时间和费用。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

为使得上述平衡件2不会从上述流出口15流失,具体的,上述槽口16设置在上述第一端12侧。将上述槽口16设置在上述第一端12侧,可以直接避免空气挤压上述平衡件2近上述第二端13侧,有效防止上述平衡件2的流失。

如图2所示,为使空气更容易从上述第一端12进入上述通道21,具体的,上述管体1截面,由上述第一端12向上述第二端13逐渐变大。这样设置后,上述平衡件2近上述第一端12处厚度明显小于上述上述平衡件2近上述第一端 12处,因此上述平衡件2近上述第一端12处更容易受压力而导致形变,从而使得上述平衡件2近与上述第一端12之间形成间隙,使得上述槽口16和上述通道21连通,从而补充气体压力。

如图1所示,为防止上述平衡件2从上述流失口流失,具体的,还包括挡板17,上述挡板17连接于上述流出口15,并向上述第一端12延伸,用于阻止上述平衡件2向上述通道21挤压。上述挡板17近设置在上述第二端13,使得上述平衡件2近上述第二端13处受到支撑,即使有空气压迫上述平衡件2近上述第二端13处,上述挡板17对上述平衡件2进行支撑,有效防止上述平衡件2 从上述流出口15流失,同时使得上述平衡件2近上述第一端12处受力更大,平衡压力的速度更快。而上述挡板17在近上述第一端12处需注意制作圆角,防止上述平衡件2在向上述通道21挤压时,上述挡板17割伤上述平衡件2。

如图2所示,为了使得受力平衡,具体的,上述槽口16为多个,均匀分布在上述管体1侧壁。多个上述槽口16使得空气能够更快的进行补充,平衡压力,同时也使得上述管体1受力更加均匀,有效防止某处压强过大,是上述管体1 产生破损。同时设置多个上述槽口16使得上述平衡件2受力形变的时间大幅缩短,可有效延长上述平衡件2使用寿命。

上述平衡件2的选择多种多样,具体的,上述平衡件2为橡胶材料制成。橡胶具有很好的耐磨性、很高的弹性、扯断强度及伸长率,特别是合成橡胶,同时橡胶还具有很强的密封性能,还具有良好的抗水性。而橡胶的分类多样,可以适应于不同的流体需求。

上述平衡件2的选择多种多样,具体的,上述平衡件2为硅胶材料制成。硅酸是一种非晶态物质,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等,其中良好的吸附性能使得润滑涂层更加服帖。特别是硅胶中的有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。

上述平衡件2的选择多种多样,具体的,上述平衡件2为气囊。气囊与橡胶、硅胶不同的是,橡胶和硅胶因自身的物理性质,能够实现弹性形变,而气囊则是利用空气的可压缩性。而且空气由很强的流动性,其分子间距大,易变形挤压或者膨胀,同时空气易得,成本极低,但需要注意预留负压工作膨胀量,因气囊在在工作时会受到负压影响会向上述通道21膨胀,但不能将上述通道21 完全堵死,否则进入上述通道21的气体无法流动补充压力。

如图3所示,本发明实施例还提供了一种压力平衡系统,包括:管道3、如上上述的压力平衡装置和上级设备4,上述上级设备4连接于上述流入口14,上述流出口15连接于上述管道3。由于水压骤减会损害上述上级设备4的出口侧,因此将上述压力平衡装置设置在上述上级设备4的出口侧来保护上述管道3 不受到压力损伤,而上述管道3则无需加厚,减少了上述管道3的成本。

为了便于维护和安装,具体的,上述管道3和上述压力平衡装置之间为可拆卸连接;上述压力平衡装置和上述上级设备4之间为可拆卸连接。这样更加便于安装,同时可根据情况而使用,同时也方便对于现有管道系统的改进,无需大量更换管道或者设备。

本发明实施例提出的一种压力平衡装置,包括:管体,具有相对的第一端和第二端,第一端具有流入口,第二端设有流出口,管体内具有腔体,腔体内径大于流入口和流出口直径,腔体内设有平衡件,平衡件具有通道,通道用于连通流入口和流出口;管体侧壁设有槽口;当通道内压力减小时,平衡件向通道挤压,空气从槽口进入通道。在现有技术中,防止管道负压导致的管道损坏方式一般是增大管道强度,而增加管道强度通常是通过增加管道壁厚来达到增加承压能力的效果,这使得管道材料浪费较为严重。本发明实施例在通道内压力降低时,外界空气从槽口进入管体,对平衡件进行挤压,使得通道和槽口连通,空气灌入通道,补充通道内压力,使通道内压力增加,从而使得管体受到保护。这样使得管体的制造只需满足正常工作时的强度要求,这样管壁厚度较小,所需材料较少,能够节约成本,同时能够延长使用寿命,有效减少停机维护的时间和费用。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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