专利名称：控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀。
在长距离液体管道系统中，经常发生强烈的水击。如突然关阀、中间泵站非正常运转等，水击增压波在管道中以声速向上游传递，并迭加在原系统压力上，致使压力保护装置还未及动作或减压波未来得及超前减压，管道就发生破裂。为了防止系统压力迅速增大，英国和意大利的调节器公司为原苏联的“友谊管道”研制了电子－液力泄放系统，利用电子装置控制快动作液力传动阀，控制增压速率。美国专利3272470，3306569，4050669介绍的橡胶套泄放阀，需要专门的蓄能装置与之配套使用。上述泄放装置，结构复杂，难于应用于轻便型和小口径管路上，而且仅对增压速率进行控制，对管道系统的最大压力没有控制。管道安全可靠地运行还需要配备专门的压力最大值限制装置。中国人民解放军后勤工程学院研制了控制管道增压速率和最大压力泄放阀，据中国专利申请号为88108065·9介绍的控制管道增压速率和最大压力泄放阀，满足了控制增压速率和限制最大压力功能，并集两项功能于一体，但不足的是阀体积较大，自身质量大；蓄能装置采用的环绕橡胶套阀蕊的环形橡胶气囊，结构复杂，体积较大，加工制造较困难；橡胶套阀蕊的橡胶套本身存在易老化、易疲劳变形、耐低温性能差的不足，增压速率阻力控制不能自动调节，增压速率控制明显呈非线性；气囊变形情况无法监视。
本实用新型的目的是要提供一种既限制增压极植，又控制管道增压速率的双功能泄压阀。整个泄压阀是结构简单，质量轻，不用外部能源的单个装置，不需要配套设施，直接安装到低粘度液体管道系统。控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀的蓄能器采用球形蓄能器；主调节阀为弹簧复位金属阀蕊调节阀；增压速率控制器具有阻力自动补偿功能。
本实用新型的目的是这样实现的控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀由主调节阀、蓄能器、控制器和监视器四部分组成，其具体结构由以下实施例及其附图给出。附
图1是本实用新型提出的总体装配图，附图2是增压速率控制器、增压极值控制器和功能控制器的结构图。
以下结合附
图1、2详细说明本实用新型具体结构和工作情况。主调节阀由阀体(1)、阀座(18)、主阀蕊(16)、阀蕊密封垫(17)、主阀弹簧(14)组成。主阀蕊(16)在弹簧作用下，将阀蕊密封垫(17)紧压在阀座(18)上，将主调节阀分隔成进入腔(2)和排出腔(15)。主阀蕊(16)和阀蕊密封垫(17)等构成阀蕊组合件。
蓄能器由金属球形壳体(11)、蓄气胶囊(12)、蓄能器盖(10)等组成。
监视器由胶囊复位引导绳(5)、胶囊复位指标件(7)、窥视器(9)、弹簧(6)、护帽(8)等组成。
控制器(4)由增压速率控制器、增压极值控制器和功能控制器组成。增压速率控制器与增压极值控制器串联后再与功能控制器并联。它们都装在控制器壳体(31)内。速率调节螺套(20)、调节杆(21)、速率调节弹簧(19)、调节套(23)、调节体(24)、组合密封(22)等组成增压速率控制器。调节体(24)上有两个矩形小孔(25)，调节套(23)上有一三角形孔(26)，调节体(24)可在调节套(23)中沿轴向移动，调节体(24)在调节套(23)中的位置不同，则调节体(24)上的矩形孔(25)与调节套(23)上的三角形孔(26)所构成的过流面积不等；调节体(24)与调节套(23)之间用组合密封(22)密封；调节体(24)一侧受速率调节弹簧(19)的张力，另一侧受蓄能器中的液体压力。增压极值控制器由极值控制螺套(32)、套在极值控制螺套内的定值导杆(33)和定值弹簧(34)、固定在定值导杆前端的密封膜片(30)、顶在密封膜片上的阀杆(29)、密封垫(28)组成。功能控制器是一单向活门(27)。
主调节阀和蓄能器用法兰连接，二者之间用膜片(13)隔开，在主调节阀进入腔和蓄能器之间串联有控制器，用来控制进出蓄能器的液流速度和液流量。控制器分别用引流管(3)与主调节阀和蓄能器连通。监视器直接安装在蓄能器上部。
本实用新型的工作过程是阀投入使用前将蓄气胶囊充气至略大于监控点的稳态工作压力。
在输油稳定状态下，阀进入腔和蓄能器内的液体压力相等，阀蕊组件在膜片上方所受的液压力与阀蕊组件在阀进入腔所受的液压力相等。阀蕊在弹簧预紧力和蓄气胶囊内外气－液压差力作用下，紧紧地压在阀座上，形成密封，使主调节阀关闭。
当监控点管线压力缓慢上升(实际增压速率低于或等于增压速率控制器的整定值)时，蓄能器内的液压作用在阀蕊组件上的合力略大于下部所受压力，加之弹簧预紧力作用，主调节阀仍然关闭不泄放液体。
如果阀进入腔压力上升较快(实际增压速率大于增压速率控制器的整定值)，则蓄能器内的液压由于增压速率控制器的节流和蓄气胶囊的缓冲作用而滞后于阀进入腔压力的增长速率。阀蕊在上下压力差作用下，向上抬起，开始泄放液体。同时，由于阀进入腔和蓄能器内压力差的存在，液体继续充入蓄能器，使其内压力增高。此压力同时作用于增压速率调节器的调节体上。若此压力大于弹力，则调节体沿轴向移动，减小调节体和与调节套所构成的过流面积，增大阻力，减少流入蓄能器中的液体。蓄能器中的液压作用于阀蕊上部，产生关阀效应，减少泄放，致使阀进入腔压力又提高。如此相互作用，直到蓄能器内和阀进入腔压差基本消失时，阀蕊关闭，停止泄放。此时，管线内的压力若不因其它因素而波动，则系统达到新的稳定工况。
若阀进入腔压力上升到增压极值的整定值，在液压作用下，增压极值控制器关闭，切断蓄能器进液通道，蓄能器内压力保持在增压极值控制的整定值不再升高。阀蕊在进入腔和蓄能器内液压的压差作用下保持(或增大)泄放量，以保证管线运行在所整定的安全压力范围以内。
若阀进入腔压力降低到蓄能器内气压以下时，蓄能器内的液体迅速经功能控制器活门(27)返回阀进入腔，蓄能器气压紧随阀进入腔内液压而降低。当蓄能器中液压低于增压极值控制器的整定值时，增压极值控制器在弹簧压力作用下打开通道，使阀处于备用状态。
增压速率和增压极值可通过相应的控制器进行调整。增压速率整定得低些，对防止水击超压更为有利，但泄放量增加，达到稳定的时间延长。使用时，可根据管线的实际情况整定增压速率值，一般可将其调整在中间位置。
监视器的作用是监视蓄气胶囊的变形情况，当蓄气胶囊受液压作用产生变形时，胶囊复位指示件在弹簧的作用下，向上移动；若蓄气胶囊中气压高于蓄能器中的液压，由蓄气胶囊通过胶囊复位引导绳带动胶囊复位指示件，克服弹簧力向下移动。去掉护帽后，通过有机玻璃窥视器可直接观察到胶囊复位指示件的位置，从而得知蓄气胶囊的变形情况。
权利要求1.控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀，由主调节阀、蓄能器、增压速率控制器、增压极值控制器、功能控制器和监视器组成，增压速率控制器、增压极值控制器和功能控制器组成控制部份，串联在主调节阀进口和蓄能器之间，其特征在于主调节阀由阀体(1)、阀座(18)、主阀蕊(16)、阀蕊密封垫(17)、主阀弹簧(14)构成，蓄能器由球形壳体(11)、套在球形壳体内的蓄气胶囊(12)和与蓄能器配合密闭蓄气胶囊的蓄能器盖(10)构成。
2.权利要求1所述控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀，其特征在于增压速率控制器由速率调节螺套(20)和套在调节螺套中的调节杆(21)、套在调节杆与速率调节螺套间的速率调节弹簧(19)、调节体(23)，固定调节体的调节套(24)、组合密封(22)组成，增压极值控制器由极值控制螺套(32)、套在极值控制螺套内的定值导杆(33)和定值弹簧(34)、固定在定值导杆前端的密封膜片(30)、顶在密封膜片上的阀杆(29)、密封垫(28)组成。
3.权利要求1、2所述控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀，其特征在于增压速率控制器的调节体(24)上有两个矩形孔(25)，调节套(23)上有一三角形孔(26)，调节体(24)可在调节套(23)内轴向移动，使矩形孔和三角形孔构成大小不等的过流面积，液体流动阻力改变，阻力的大小由作用在调节体(24)一侧的液压(即蓄能器中的液压)和调节体(24)另一侧的弹簧力之差确定。
专利摘要控制管道增压速率和限制增压极值双功能泄压阀，是涉及液体管道系统安全的保护装置。增压速率控制可实现阻力自动补偿。整个泄压阀由主调节阀、蓄能器、控制器和监视器组成；主调节阀是弹簧复位金属阀芯式直通单座阀；蓄能器是球形；监视器直接安装到蓄能器盖上；控制器由增压速率控制器、增压极值控制器和功能控制器组成。泄压阀结构紧凑、体积小、质量轻、不用外部能源，不需要配套设施，直接安装到低粘度液体管道系统。
文档编号F16K17/00GK2173334SQ9320692
公开日1994年8月3日 申请日期1993年3月16日 优先权日1993年3月16日
发明者张伟明, 蒲家宁, 谭春荣, 易晓斌 申请人:后勤工程学院