一种爆管切断阀的制作方法

本实用新型属于阀门技术领域，具体涉及一种爆管切断阀。

背景技术：

输水管网大部分埋设于地下，基本无法实施日常保养与维护，长期埋设在地下的供水管道由于受到土壤腐蚀和电化学腐蚀的作用，会造成管壁变薄、强度降低，从而增加发生爆管事故的几率。此外，因管道结垢而造成的过水断面减小、通水能力降低、管道阻力增大、管道超负荷运行等也容易引起爆管。对于管龄过长的管道，在腐蚀、结垢的交互作用下，管壁疲劳，再加上地面载荷的变化、季节温度的变化，爆管就几乎难以避免。一旦爆管，既是对介质本身的巨大浪费，更重要的是还可能造成次生灾害，损毁公共设施、冲毁桥梁路段，特别是在医院、学校、加油站等地段，一旦发生爆管，甚至可能会引发社会问题。

现有的爆管切断阀一般为蝶式，阀门运行通过测速装置与外控部件等组成，作为核心部件的阀板需通过外部系统的控制传导才能执行闭阀动作，可靠性较低，特别是在阀门安装于地沟、阀井等不便维护保养的场合，一旦发生水淹、杂物入侵等情况，过长、过多的、处于阀门外部的传动机构，难以长期保持可靠的运行来应对随机发生的爆管情况。同时现有爆管切断阀主要是应对下游爆管的情况，对上游发生爆管无法实现切断功能。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单、动作可靠的、环境适应能力强，上、下游爆管均可截断的爆管切断阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的一种技术方案是：一种爆管切断阀，包括：

主阀体，所述主阀体内部设置有阀腔，并且于阀腔的一侧设置有第一进水口、另一侧设置有第一出水口，所述主阀体上穿设有一阀杆，所述阀杆穿过阀腔并于阀腔内固定设置有一阀板，所述阀板的尺寸小于阀腔并大于第一进水口和第一出水口，从而在随阀杆沿其轴向运动时可闭合第一进水口或第一出水口；

后阀体，安装于主阀体上并连通第一出水口，所述后阀体上设置有沿阀杆轴向布置的第一活塞腔，所述第一活塞腔内安装有感应活塞，并且所述第一活塞腔靠近阀杆的一端设置有可供阀杆穿入而抵接感应活塞的穿入孔，所述后阀体上还设置有感应通道，所述感应通道连通第一活塞腔背离阀杆的一端；

电磁导阀系统和/或机械导阀系统，其连通感应通道，并在感应通道内的压力值达到设定值或大于设定值时自动开启，以便于感应活塞在阀杆的作用下向靠近感应通道的一端移动而使阀板闭合第一出水口。

优选的，该爆管切断阀还包括一复位检修主阀，所述复位检修主阀连接第一进水口，用于控制阀板与第一出水口闭合后的开启复位。

优选的，所述机械导阀系统设置有一机械感应导阀，所述机械感应导阀设置有第二进水口、第二出水口和常态下隔断第二进水口与第二出水口的弹簧活塞机构，所述第二进水口连通感应通道，所述弹簧活塞机构在感应通道内的压力大于自身压力值时可导通第二出水口与第二进水口。

优选的，所述机械导阀系统还设置有一旁通管路和一三通接头，该三通接头设置于机械感应导阀和感应通道之间，而旁通管路的一端连接三通接头，另一端连接复位检修主阀的进水端管路，并且旁通管路上设置有第一复位针阀，所述第一复位针阀用于控制旁通管路的开闭。

优选的，所述机械感应导阀具有一感应导阀体，所述感应导阀体内设置有第二活塞腔和弹簧腔，所述第二活塞腔与弹簧腔之间通过一隔板隔开，所述弹簧活塞机构包括活塞和复位弹簧，所述活塞包括安装于第二活塞腔内的活塞头部和连接活塞头部并穿过隔板延伸于弹簧腔内的柄部，所述复位弹簧安装于弹簧腔内并顶推柄部的末端，所述第二进水口连接第二活塞腔背离弹簧腔的一端并被活塞头部闭合，所述第二出水口连接于第二活塞腔靠近第二进水口的侧面，所述活塞头部与第二活塞腔之间构成密封副而于活塞头部与隔板之间形成一平衡腔，并且所述活塞头部始终隔断第二出水口与平衡腔。

优选的，所述机械导阀系统还设置有第二复位针阀、调试针阀和第一泄水针阀，所述第二复位针阀设置于复位检修主阀和主阀体之间，所述调试针阀一端连接平衡腔、另一端连接第一出水口，所述第一泄水针阀连接第二出水口。

优选的，所述感应导阀体于弹簧腔背离第二活塞腔的一端穿设有调节螺栓，所述调节螺栓抵接复位弹簧，以用于调节复位弹簧的压缩量。

优选的，所述电磁导阀系统设置有plc系统和电磁感应导阀，所述电磁感应导阀连通感应通道并电性连接plc系统。

优选的，所述电磁导阀系统还设置有第一压力传感器、第二压力传感器和流量传感器，所述第一压力传感器设置于第一进水口处，所述第二压力传感器和流量传感器设置于第一出水口处，且所述第一压力传感器、第二压力传感器和流量传感器均电性连接plc系统。

优选的，所述主阀体包括左阀体和右阀体，所述左阀体的一端设置有左阀座，所述第一进水口设置于左阀座上，且左阀座上开设有左导向孔，所述右阀体的一端设置有右阀座，所述第一出水口设置于右阀座上，且右阀座上开设有右导向孔，所述左阀体与左阀座相对的一端连接右阀体与右阀座相对的一端，所述阀杆穿设于左导向孔和右导向孔内。

本实用新型的有益效果是：

本爆管切断阀既可以在上游发生爆管时实现水流截断，也可以在下游发生爆管时实现水流截断，并且截断效率高、工作可靠。同时因结构简单而生产成本较低，因传动较少而动作可靠性高，环境适应能力强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是爆管切断阀的一种结构示意图；

图2是机械感应导阀的一种结构示意图；

图3是下游爆管时的工作示意图；

图4是上游爆管时的工作示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

参照图1、图3和图4，本实用新型提供一种爆管切断阀，包括：

主阀体100，所述主阀体100内部设置有阀腔，并且于阀腔的一侧设置有第一进水口101、另一侧设置有第一出水口102，所述主阀体100上穿设有一阀杆103，所述阀杆103穿过阀腔并于阀腔内固定设置有一阀板104，所述阀板104的尺寸小于阀腔并大于第一进水口101和第一出水口102，从而在随阀杆103沿其轴向运动时可闭合第一进水口101或第一出水口102；

后阀体300，安装于主阀体100上并连通第一出水口102，所述后阀体300上设置有沿阀杆103轴向布置的第一活塞腔301，所述第一活塞腔301内安装有感应活塞302，并且所述第一活塞腔301靠近阀杆103的一端设置有可供阀杆103穿入而抵接感应活塞302的穿入孔，所述后阀体300上还设置有感应通道303，所述感应通道303连通第一活塞腔301背离阀杆103的一端；

电磁导阀系统和/或机械导阀系统，其连通感应通道303，并在感应通道303内的压力值达到设定值或大于设定值时自动开启，以便于感应活塞302在阀杆103的作用下向靠近感应通道303的一端移动而使阀板104闭合第一出水口102。

在正常工作时，确保阀板104所受压力与感应通道303内压力相等并与电磁导阀系统和/或机械导阀系统的设定值相等。在下游爆管时，出水量增大，阀板104所受推力增大而通过感应活塞302增大感应通道303内的压力，电磁导阀系统和/或机械导阀系统自动开启泄压，使感应活塞302可移动而使得阀板104可向第一出水口102处移动并闭合第一出水口102，实现切断。而在上游爆管时，下游的水会出现回流，推动阀板104向第一进水口101处移动而闭合第一进水口101，实现切断。因此，本实施例中的爆管切断阀在上游、下游出现爆管时均能实现水流截断功能，并且结构较传统的蝶式阀门加外控组件的结构形式更为简单，工作更为可靠，安全性高。

如图1所示，本实施例中的主阀体100包括左阀体107和右阀体108，所述左阀体107的一端设置有左阀座105，所述第一进水口101设置于左阀座105上，且左阀座105上开设有左导向孔，所述右阀体108的一端设置有右阀座106，所述第一出水口102设置于右阀座106上，且右阀座106上开设有右导向孔，所述左阀体107与左阀座105相对的一端通过螺栓连接右阀体108与右阀座106相对的一端而围成阀腔，所述阀杆103穿设于左导向孔和右导向孔内。并且左阀体107和右阀体108形成阀腔的内壁为弧面，从而在阀板104的周侧与阀腔的侧壁之间形成一环形通道，便于水流通过。为了增强阀板104对第一进水口101和第一出水口102的密封，可以在阀板104的两侧对应第一进水口101和第一出水口102设置密封圈，又或者在第一进水口101和第一出水口102的位置对应阀板104设置密封圈。

所述机械导阀系统设置有一机械感应导阀500，所述机械感应导阀500设置有第二进水口511、第二出水口512和常态下隔断第二进水口511与第二出水口512的弹簧活塞机构，所述第二进水口511连通感应通道303，所述弹簧活塞机构在感应通道303内的压力大于自身压力值时可导通第二出水口512与第二进水口511。

如图2所示，所述机械感应导阀500具有一感应导阀体508，所述感应导阀体508内设置有第二活塞腔514和弹簧腔515，所述第二活塞腔514与弹簧腔515之间通过一隔板510隔开，所述弹簧活塞机构包括活塞509和复位弹簧516，所述活塞509包括安装于第二活塞腔514内的活塞头部和连接活塞头部并穿过隔板510延伸于弹簧腔515内的柄部，所述活塞509的活塞头部和柄部的面积差，与感应活塞302的最大截面面积一致。所述复位弹簧516安装于弹簧腔515内并顶推柄部的末端，所述第二进水口511连接第二活塞腔514背离弹簧腔515的一端并被活塞头部闭合，所述第二出水口512连接于第二活塞腔514靠近第二进水口511的侧面，所述活塞头部与第二活塞腔514之间构成密封副而于活塞头部与隔板510之间形成一平衡腔513，并且所述活塞头部始终隔断第二出水口512与平衡腔513。其中，在活塞头部与第二活塞腔514之间、隔板与柄部之间以及活塞头部的端面与第二进水口511之间均可以设置密封圈来增加密封性。同时所述感应导阀体508于弹簧腔515背离第二活塞腔514的一端穿设有调节螺栓517，所述调节螺栓517抵接复位弹簧516，以用于调节复位弹簧516的压缩量。

感应通道303内优选采用水压，即感应通道303和第一活塞腔301内注入水。为了确保感应通道303内的水压与第一进水口101处的水压一致，本实施例中爆管切断阀进一步设置一复位检修主阀200，所述复位检修主阀200连接第一进水口101，用于控制阀板104与第一出水口102闭合后的开启复位。并且所述机械导阀系统还设置有一旁通管路507和一三通接头505，该三通接头505设置于机械感应导阀500和感应通道303之间，而旁通管路507的一端连接三通接头505，另一端连接复位检修主阀200的进水端管路，并且旁通管路507上设置有第一复位针阀501，所述第一复位针阀501用于控制旁通管路507的开闭。

进一步的，所述机械导阀系统还设置有第二复位针阀502、调试针阀503和第一泄水针阀506，所述第二复位针阀502设置于复位检修主阀200和主阀体100之间，所述调试针阀503一端连接平衡腔513、另一端连接第一出水口102，所述第一泄水针阀506连接第二出水口512。

为了方便检修，在三通接头505与感应通道303之间设置有检修针阀504，从而可单独拆卸机械感应导阀500进行检修。

如图1所示，所述电磁导阀系统设置有plc系统400和电磁感应导阀401，所述电磁感应导阀401连通感应通道303并电性连接plc系统400。并且该电磁感应导阀401的输出端连接有第二泄水针阀405，以通过泄水流速来控制阀门关闭速度。

并且所述电磁导阀系统还设置有第一压力传感器402、第二压力传感器403和流量传感器404，所述第一压力传感器402设置于第一进水口101处，所述第二压力传感器403和流量传感器404设置于第一出水口102处，且所述第一压力传感器402、第二压力传感器403和流量传感器404均电性连接plc系统400。实际安装过程中，该流量传感器404可以设置于后阀体300上。

本实施例中的爆管切断阀的工作机制如下：

初始状态时，关闭复位检修主阀200，截断第一进水口101的水流压力，打开第一复位针阀501，使上游水流通过旁通管路507、三通接头505和检修针阀504进入感应通道303并充满，同时将感应活塞302推至第一活塞腔301的端部。该充水排气的过程中可通过电磁感应导阀401、第二泄水针阀405检测，当空气排除干净，流出的均为压力水时，关闭电磁感应导阀401、第二泄水针阀405，保持感应通道303内的水流压力。感应活塞302在被推动的过程中通过阀杆103推动阀板104位于阀腔的中间位置，于周侧形成环形通道。

之后匀速打开复位检修主阀200，同时关闭第一复位针阀501，连通爆管切断阀的上下游，水流受阀板104限制向四周分开，通过阀板104外缘与阀腔内壁之间构成的环形通道流入下游，根据流体力学的绕流现象，水流将对阀板104产生推力，根据绕流阻力计算，可计算该作用力的值，阀板104通过阀杆103将作用力反馈至感应活塞302，对感应通道303内的水流产生压力，由于感应通道303密闭，因此该压力会反向通过感应活塞302控制阀板104的位置。当感应通道303内的压力p1处于设定范围内时，机械感应导阀500和电磁感应导阀401保持闭合，使阀板104处于阀腔中间位置，正常流速的水流可均匀的穿过阀腔。

该电磁导阀系统在阀板104的前、后分别设置有第一压力传感器402、第二压力传感器403来感应阀板104前、后水流的压力，并通过流量传感器404测量腔内流量，所有信号汇入plc系统400，当流量处于设定范围内时，即感应通道303内的压力p1处于设定范围内，电磁感应导阀401保持关闭，通过感应活塞302控制阀板104的位置，水流可正常穿过。

而该机械导阀系统设置机械感应导阀500连通感应通道303，在感应通道303内的压力p1小于复位弹簧516的弹簧力所设定的压力值p2时，通过活塞头部闭合第二进水口511，水流可正常穿过。平衡腔513在水流正常穿过时通过调试针阀503连通第一出水口102，从而通过感应通道303平衡感应活塞302的盲板推力，使弹簧力仅与阀板104在流场中所受的绕流阻力比对，而绕流阻力只与水流流速相关，因此通过弹簧力的设定，可直接对阀腔内水流流速进行设定。

在发生下游爆管时，其状态如图3所示，爆管切断阀的运行状况如下：

对于机械导阀系统，当下游发生爆管事故时，阀腔内流速急剧增加，水流对阀板104的推力增大，当通过感应活塞302作用于感应通道303内的压力值p1大于机械感应导阀500内复位弹簧516的弹簧力所设定的压力值p2时，活塞头部下行打开第二进水口511，使之与第二出水口512连通，感应通道303内的水流经第一泄水针阀506排出，其排水速度可通过第一泄水针阀506调控，之后阀板104在水流推动下闭合第一出水口102，截断上游水流，并在上游水流的压力作用下一直保持切断；

对于电磁导阀系统，当下游发生爆管事故时，阀腔内流速急剧增加，水流对阀板104的推力增大，当流量传感器404反馈流量大于plc系统400的设定值时，plc系统400发出指令控制电磁感应导阀401打开，感应通道303内的压力水经第二泄水针阀405排出，并且可通过第二泄水针阀405调控排出速度，之后阀板104在水流推动下闭合第一出水口102，截断上游水流，并在上游水流的压力作用下一直保持切断。

在下游爆管修复后，先关闭复位检修主阀200截断上游压力，关闭机械导阀系统的第一泄水针阀506、打开机械导阀系统的第一复位针阀501，使上游水流通过旁通管路507、三通接头505和检修针阀504进入感应通道303重新充压，并且打开第二复位针阀502，卸除复位检修主阀200与阀板104之间的水流压力，使感应活塞302在上游水压的作用下推动阀杆103带动阀板104与第一出水口102分离而重新开启，开启完毕后关闭第一复位针阀501、第二复位针阀502，缓慢打开复位检修主阀200并打开机械导阀系统的第一泄水针阀506，恢复正常运行。此过程中，直接重新关闭电磁导阀系统的电磁感应导阀401即可实现电磁导阀系统的复位。

在上游发生爆管事故时，其状态如图4所示，下游的水流会出现倒流，从而推动阀板104向第一进水口101处移动，由于阀杆103并未固定连接感应活塞302，因此在此过程中会与感应活塞302分离直至阀板104闭合第一进水口101，截断水流，并在下游水流的压力下始终保持闭合。在上游爆管修复后，上游压力恢复，阀板104自动回到阀腔中间位置，恢复正常供水。

本实施例中的电磁导阀系统和机械导阀系统可以同时设置，也可以仅设置其中一个。在两个都设置的时候，电磁导阀系统具有远控反馈与远程控制功能，而机械导阀系统具有自动控制功能，两者配合工作，可有效提升爆管切断阀的工作可靠性。在仅设置机械导阀系统时，感应通道303还需连接一可控阀门，以便于充入水流时排气，而在仅设置电磁导阀系统时，感应通道303内的充水需要设置机械导阀系统中的旁通管路507等结构。

当然，本实施例中的爆管切断阀也可用于其他的流动介质，并非只局限于水流。

综上所述，本实施例中的爆管切断阀既可以在上游发生爆管时实现水流截断，也可以在下游发生爆管时实现水流截断，并且截断效率高、工作可靠。同时因结构简单而生产成本较低，因传动较少而动作可靠性高，环境适应能力强。

上述实施例只是本实用新型的优选方案，本实用新型还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。