憋压式调压器的制作方法

本实用新型涉及一种气体调压稳压装置，具体地说是一种憋压式调压器，它特别适合在输送天然气、煤气、液化石油气以及CNG调压站的中高压燃气管道上安装使用，能精确调节所输送气体的压力并维持输出气压保持稳定状态。

背景技术：

近年来，为了保护城市生态环境、提高人民群众生活水平，我国政府积极推行 “煤改气”市政工程建设。迄今为止，我国大部份城市都已经建成能够基本满足居民生活和工业生产用气的输配送燃气管网系统，有的地方还建有一批用于交通运输的CNG调压站。作为城市输气管理部门而言，面向广大客户供给稳定输出压力的优质燃气是确保“输气设备安全、客户用气安全”的一项重要工作。输气管理部门为了提升服务质量确保供应燃气的输出气压稳定，现行采用的主要技术措施是在输气管线上加装调压器装置。所谓调压器是对输气管网系统进行调压稳压的一种专用设备，它能在输气管线受到外界因素影响发生压力波动时，自动增大或减小出口开度进行“削峰填谷”，即可自动调节输出压力并将其稳定在设定的许可范围内。根据调查了解：在现行输气行业中使用最为普遍的调压器是由膜盒式调压阀和前置安装控制调压阀的指挥阀组成。它的基本结构和调压原理是：在调压阀的阀体上安装膜盒并在膜盒内配装弹性膜片分隔为上、下膜腔调压结构，将调压阀串装于输气主管上，由信号管将输气主管内的压力波动信号导入指挥阀进行节流处理后再输入调压阀的膜腔内进行调压作业，弹性膜片会在压力波动信号的作用下向上或向下移动并通过阀杆带动阀芯上下移动，由于阀芯的上下移动可增大或减小调压阀的出口开度，即可对波动压力进行“削峰填谷”式的调压作业。虽然这种由“膜盒式调压阀”和“前置安装指挥阀”组成的调压器产品已经在输气行业成熟使用多年并对维护输气设备安全发挥了一定作用。但是，我们在长期从事调压器产品研发和市场调查中也发现，这种传统结构的调压器产品在实际运行中仍存在一些技术性缺陷，其主要表现为：调压器在运行作业过程中，由于它的弹性膜片会在压力波动信号作用下一直处于频繁的上下交替运动状态，弹性膜片受力运动状态非常恶劣，它极易在“频繁的上下交替移动反复折叠”形成的剪切破坏力作用下受到折损伤害，弹性膜片一旦出现折损漏气就会严重影响调压稳压精度。据调查了解：这种传统的膜盒式调压阀一般只在2.5MPa以下进行调压作业时有较好的使用效果，当使用于2.5MPa—16MPa的中高压介质时，弹性膜片就会发生快速折损现象，严重时会使整个调压器失去调压功能。这正是现行“膜盒式调压阀”长期存在“故障较多维修费用高、适用压力低工作寿命较短”的一个主要原因；另外，由于现行调压器是采用“前置指挥阀”的配置安装结构，它是将指挥阀前置配装于调压器的膜盒前端，由信号管将压力波动信号导入指挥阀节流后再输入调压阀的膜腔内进行调压作业。这种“前置指挥阀”调压方式所输入膜腔内用作调压介质的压变平顺平稳性较差，即是说，由于调压介质的压力瞬变幅度较大，对膜片形成较为强烈的冲击破坏作用力，这不仅会加重膜片的折损程度，还会严重影响调压器的调压反应速度、调压精度和稳压性能，这正是现行调压器产品长期以来一直存在“调压反应灵敏度较低、调压精度和稳压性能较差”的一个主要原因；最后，由于现行调压器一般只在出厂时进行一次性设定而不能现场进行修改，要对输出压力进行现场设定和修改的操作较为困难。这正是现行调压器还需要进一步改进和完善的地方，本实用新型正是想要解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在克服现行调压器存在的上述不足之处而提出一种采用“后置指挥阀”配装结构的憋压式调压器。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

本实用新型提出的一种憋压式调压器，它包括连接于输入主管、输出主管的调压主阀、憋压指挥阀和与之相连接的一组信号管，所述的调压主阀包括主阀体、阀盖和配装于阀腔内的阀座、阀套，在阀套的壁体上设置一组节流窗口，所述的憋压指挥阀包括憋压阀体、上端盖、下端盖和滑配于憋压阀体内的憋压调节轴，在憋压阀体与上端盖之间配装上膜片组件分隔为调压上腔、调压下腔，在调压上腔内配装有支承于上膜片组件的调压弹簧，在憋压阀体与下端盖35之间配装下膜片组件分隔为节流腔、后压腔，在后压腔内配装有支承于下膜片组件的回复弹簧，所述的憋压调节轴的两端分别固定连接于上膜片组件、下膜片组件，其特征在于：在调压主阀的阀套内滑配主调阀芯，所述的阀盖固定连接安装于主阀体上端围成主调憋压腔，在主调憋压腔内配装有支承于主调阀芯的预压紧弹簧，在阀盖上固定连接配装有与主调憋压腔相通的前压信号管、后置憋压管，前压信号管的进口端固定连接安装于输入主管，在前压信号管上串装有角式针形调节阀,憋压指挥阀的憋压阀体左侧壁体内设置有与节流腔相连通的进气孔、进气接口，在进气孔的出口端配装有节流气嘴形成调压节流结构，所述后置憋压管的出口端固定连接配装于进气接口，在憋压阀体的右侧壁体内设置有连通节流腔与调压下腔的分压孔和连通于分压孔的出气接口形成分压回流结构，在出气接口内固定连接配装回流管，在下端盖底端设置有与后压腔相通的后压接口，在后压接口内固定连接配装后压信号管，所述的后压信号管、回流管的另一端固定连接安装于输出主管。其显著的结构特点是：在主阀体上固定安装阀盖围成可调节一组节流窗口开度的主调憋压腔，将连接于输入主管的前压信号管直接连接于主调憋压腔输入端，将憋压指挥阀配置于调压主阀后端并由后置憋压管连接于主调憋压腔输出端，即可形成从输入主管经前压信号管、主调憋压腔、再经后置憋压管进入憋压指挥阀内的调压节流结构、分压回流结构、回流管至输出主管的“前压信号气介通道结构”。当前压信号气介流经主调憋压腔时，相当于在主调憋压腔内形成了一个作用于主调阀芯的“压缩空气弹簧”，前压信号气介在流经憋压指挥阀内要依次经过“调压节流结构”进行节流、经“分压回流结构”分压后再回流至输出主管。而“调压节流结构”的开度是随着导入憋压指挥阀内作用于下膜片组件的“后压波动信号”的变化而改变的。即是说，当输出气压发生波动时，“后压波动信号”会引起“调压节流结构”的开度发生变化进而引起流经憋压指挥阀的前压介质的流量、压力也随之改变。对于整个“前压信号气介通道结构”来说相当于改变了配置于调压主阀后端的憋压指挥阀的“阻尼”。这个后端“阻尼”将由后置憋压管及时反馈至主调憋压腔内并对主调憋压腔形成“憋压”作用进而改变主调憋压腔内的气压（相当于改变了主调憋压腔内“压缩空气弹簧”的刚度）。这时，主调阀芯会随着主调憋压腔内气压的变化而上下移动来增大或者减小节流窗口的开度，即可实现自动调节输出压力和流量并使之趋于稳定的发明目的。

本实用新型还具有如下技术特征：

在调压主阀的阀座上由阀套压嵌配装密封圈，在主调阀芯底端面对应密封圈的位置处设置硬质合金环形成密封副结构。这种密封副结构设计能极大地提高调压主阀的关闭密封性能和抵抗气流冲刷的能力。

在憋压指挥阀的下膜片组件上对应节流气嘴的位置处配装有耐冲刷垫层。这种结构设计对进一步提高下膜片组件抵抗气流冲刷的能力有一定作用。

在憋压指挥阀的调压弹簧上端配装有压簧支座，与上端盖螺纹连接的调节螺杆底端顶置于压簧支座形成调节机构。这种调节机构特别方便于管理人员对调压弹簧进行预压力设定的操作。

在憋压指挥阀的上端盖壁体内设置有与调压上腔相通的对外平衡孔。它能使上端盖内的调压上腔与外界大气沟通处于等压状态，能极大地减小上膜片组件在上下移动时的阻力，对进一步提高调压反应速度和调压稳压精度有一定的技术效果。

本实用新型同现有技术相比具有如下优点：

本实用新型首创了一种采用后置配装指挥阀的憋压式调压器,它是在调压主阀后端配置憋压指挥阀形成“先将前压信号气介输入主调憋压腔、再经憋压指挥阀进行节流”的调压气介通道结构。由导入憋压指挥阀内的“后压波动信号”调节改变“调压节流结构”的开度进而改变流经憋压指挥阀的前压气介的流量、压力，再由后置憋压管将前压气介流量、压力的变化信号反馈至主调憋压腔内并对主调憋压腔形成“憋压”作用，即可改变主调憋压腔内的气压。主调阀芯将随着主调憋压腔内气压的变化而上下移动随之增大或者减小节流窗口的开度，即可自动调节输出压力和流量并使之趋于稳定。特别是本实用新型的调压阀不再沿用传统的膜盒式结构，彻底克服了传统结构的膜盒式调压阀在运行中存在“故障较多维修费用高、适用压力低工作寿命较短”的使用缺陷，它能完美地胜任在中高压介质（指2.5MPa—16MPa）输气管道上进行调压稳压作业；经过试用表明：这种由后置指挥阀节流再将节流后的流量、压力变化信号反馈至主调憋压腔形成“憋压”作用的憋压式调压器，能有效改善主调憋压腔内气压瞬变的平顺平稳性能，可极大地平缓调压瞬变气流的冲击作用；本实用新型确实具有结构简捷、生产容易制造成本低、调压灵敏度高反应速度快、调压精度高、稳压性能好、运行安全可靠、工作寿命长的突出优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，也作摘要附图。

图2是本实用新型的憋压指挥阀的结构示意图（放大），展示在憋压阀体内设置节流气嘴、分压孔形成调压节流结构、分压回流结构和由后置憋压管对主调憋压腔反馈憋压进行调压稳压作业的示意图。

附图中的标记说明：

1为角式针形调节阀，2为单实线箭头，3为预压紧弹簧，4为阀盖，5为主调憋压腔，6为前压信号管，7为阀腔，8为密封圈，9为硬质合金环，10为阀座，11为阀套，12为空心箭头，13为输入主管，14为进口法兰，15为主阀体，16为进气腔，17为底阀盖，18为出口法兰，19为输出主管，20为出气腔，21为后压信号管，22为回流管，23为一组节流窗口，24为主调阀芯，25为后置憋压管，26为一组连接螺栓，27为调压弹簧，28为进气孔，29为憋压阀体，30为进气接口，31为下膜片组件，32为调压节流结构，33为耐冲刷垫层，34为回复弹簧，35为下端盖，36为后压接口，37为节流气嘴，38为后压腔，39为节流腔，40为一组连接螺钉，41为憋压调节轴，42为分压孔，43为出气接口，44为上膜片组件，45为调压下腔，46为对外平衡孔，47为调压上腔，48为上端盖，49为压簧支座，50为调节螺杆，ZH为憋压指挥阀。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的实施例：

一种憋压式调压器，它主要由连接于输入主管13、输出主管19的调压主阀和后置配装于调压主阀后端的憋压指挥阀ZH组成，所述的调压主阀主要由主阀体15、阀盖4、底阀盖17和配装于阀腔7内的阀座10、阀套11、主调阀芯24、预压紧弹簧3构成，所述的阀盖4由一组连接螺栓26固定连接安装于主阀体15上端围成主调憋压腔5，所述的主调阀芯24滑配于阀套11内，在阀套11的壁体上设置一组节流窗口23形成主调节流结构，在主调憋压腔5内配装有支承于主调阀芯24的预压紧弹簧3，在阀座10上由阀套11压嵌配装有密封圈8，在主调阀芯24底端面对应密封圈8的位置处设置硬质合金环9形成密封副结构，它能极大地提高调压主阀的关闭密封性能。在阀盖4上固定连接配装有与主调憋压腔5相通的前压信号管6、后置憋压管25，在前压信号管6上串装有角式针形调节阀1，所述的憋压指挥阀ZH主要由憋压阀体29、上端盖48、下端盖35、调压弹簧27、调节螺杆50、回复弹簧34和滑配于憋压阀体29内的憋压调节轴41构成，所述的上端盖48、下端盖35是由一组连接螺钉40固定安装于憋压阀体29的上、下端面，在憋压阀体29与上端盖48之间配装上膜片组件44分隔为调压上腔47、调压下腔45，所述的调压弹簧27配装于调压上腔47内并支承于上膜片组件44上端面，在调压弹簧27上端配装有压簧支座49，所述的调节螺杆50螺纹连接于上端盖48顶端的螺纹孔内，调节螺杆50的底端顶置于压簧支座49形成调节机构。在上端盖48的壁体内设置有与调压上腔47相通的对外平衡孔46，它能使调压上腔47与外界大气沟通并与外界大气处于等压状态，可极大地减小上膜片组件44在上下移动时的阻力，对提高调压反应速度和调压精度有一定作用。在憋压阀体29与下端盖35之间配装下膜片组件31分隔为节流腔39、后压腔38，所述的回复弹簧34配装于后压腔38内并支承于下膜片组件31底端面，所述的憋压调节轴41的两端分别固定连接于上膜片组件44、下膜片组件31，在憋压阀体29左侧壁体内设置有与节流腔39相连通的进气孔28、进气接口30，所述的后置憋压管25的出口端固定连接配装于进气接口30，在进气孔28的出口端配装有节流气嘴37形成调压节流结构32，在下膜片组件31上端面对应节流气嘴37的位置处配装有耐冲刷垫层33，它对提高下膜片组件31抵抗气流冲刷能力有一定作用。在憋压阀体29的右侧壁体内设置有连通节流腔39与调压下腔45的分压孔42和连通于分压孔42的出气接口43形成分压回流结构，在出气接口43内固定连接配装回流管22，在下端盖35底端设置有与后压腔38相通的后压接口36，在后压接口36内固定连接配装后压信号管21。

它是按如下方式进行安装作业的：在关闭输气主管后，将主阀体15两端的进口法兰14、出口法兰18固定连接于输入主管13、输出主管19；在关闭角式针形调节阀1后，将前压信号管6的进口端固定连接安装于输入主管13，再将后压信号管21、回流管22的另一端固定连接安装于输出主管19。经过认真检查无误后开启输气主管，输入主管13内的高压气体随即进入调压主阀的进气腔16内并向上推开主调阀芯24。如空心箭头12所示，即可形成由输入主管13经调压主阀的进气腔16、节流窗口23至输出主管19向下游供气的“主输气管路通道”。这时，后压信号管21会将出气腔20内的输出气压导入后压腔38内并作用于下膜片组件31底端面。再缓缓开启角式针形调节阀1，前压信号气介将如单实线箭头2所示的，由输入主管13经前压信号管6进入调压主阀的主调憋压腔5内、再经后置憋压管25导入憋压指挥阀的进气孔28、经过节流气嘴37形成的调压节流结构32节流后进入节流腔39、再经分压孔42导入调压下腔45内并作用于上膜片组件44下端面，最后由回流管22输至输出主管19内。

它是按如下方式调节设定输出压力的：工作人员按照《输配送燃气管理操作规程》的规定，缓缓转动配装于前压信号管6上的角式针形调节阀1，精确调节导入前压信号气介的流量；同时操作憋压指挥阀ZH的调节螺杆50，精确调节调压弹簧27的预压力，直至将出气腔20内的输出气压调节至《操作规程》所要求的额定输出压力值为止，即完成对调压器额定输出压力的设定操作。这时，主调阀芯24会在预压紧弹簧3、主调憋压腔5内气压和进气腔16内气压的共同作用下处于平衡位置状态，与此同时，憋压指挥阀ZH的上膜片组件44、下膜片组件31也会在调压弹簧27、回复弹簧34、调压上腔47、调压下腔45、节流腔39、后压腔38内气压的共同作用下处于平衡位置。这时，主调阀芯24在平衡位置与节流窗口23形成主调节流结构的开度即为使输出气压达到额定输出压力值进行正常输气作业的平衡位置开度。

它是这样进行调压稳压作业的：

当调压主阀后端出气腔20内的输出气压因下游用户用气数量增加而下降时，后压信号管21会将输出气压下降的波动信号导入后压腔38内并作用于下膜片组件31的下端面，这时，下膜片组件31原有的平衡位置状态被破坏而向下移动，在下膜片组件31下移时会增大由节流气嘴37形成的调压节流结构32的开度，在调压节流结构32的开度增大时会随即增大流经憋压指挥阀的前压气介的流量（相当于减小了憋压指挥阀ZH的“阻尼”， 即是说，减轻了后置的憋压指挥阀ZH对主调憋压腔5的“憋压”作用），后置憋压管25会将“增大流量减轻憋压作用”的调压信号及时反馈至主调憋压腔5而使主调憋压腔5内的气压随之下降。这时，主调阀芯24原有的平衡位置状态被破坏而向上移动，当主调阀芯24上移时会增大它与节流窗口23形成的主调节流结构的开度来增大调压主阀的输出流量、压力，即可使出气腔20内的输出气压上升至所设定的额定输出压力值并使之趋于稳定来维持正常的输气作业。

反之，当调压主阀后端出气腔20内的输出气压因下游用户用气数量减少而上升时，后压信号管21会将输出气压上升的波动信号导入后压腔38内并作用于下膜片组件31的下端面，这时，下膜片组件31原有的平衡位置状态被破坏而向上移动，在下膜片组件31上移时会减小由节流气嘴37形成的调压节流结构32的开度，随即减小流经憋压指挥阀的前压气介的流量，（相当于增大了憋压指挥阀ZH的“阻尼”， 即是说，增强了后置的憋压指挥阀ZH对主调憋压腔5的“憋压”作用），同理，后置憋压管25会将“减小流量增强憋压作用”的调压信号反馈至主调憋压腔5而使主调憋压腔5内的气压随之上升。主调阀芯24会下移随即减小主调节流结构的开度来减小调压主阀的输出流量、压力，即可使出气腔20内的输出气压下降至所设定的额定输出压力值并使之趋于稳定来维持正常的输气作业。

需要说明的是：本实用新型在前压信号管6上串装角式针形调节阀1的新型设计，特别方便于对调压器进行在线修改重新设定输出压力值的操作，只需微调角式针形调节阀1，精确调节制由前压信号管6导入前压信号气介的流量，将出气腔20内的输出气压调节至修改后的压力值时，再将角式针形调节阀1的调节轴固定即可。

在调压器停运时，只需关闭角式针形调节阀1即可有效防止输入主管13内的高压气体经“前压信号气介通道结构”泄漏至输出主管19，具有极高的安全保护性能。