专利名称：波动释放装置和方法
技术领域：
本发明大体涉及一种波动释放装置和方法。特别地，本发明涉及一种通过控制流体系统内的压力变化速率来检测和控制波动和/或瞬变以保护管道系统免遭瞬变破坏的装置和方法。
背景技术：
在大多数流体系统中，需要预防与压力波动有关的破坏。通常，当封闭管道中的流体流率变化时产生压力波动。如果管道内流体流率变化太大，波动压力可能非常高。在许多应用中，例如管线和蓄池或加载和不加载末端，需要保护设备和人员免受这种压力波动产生的潜在破坏。
压力波动有时称为“水锤”。压力波动可通过导致管道内流体速度变化的任何管线部件产生。例如，波动压力或水锤可通过关闭自动紧急停机设备、关闭或打开手动或动力操作阀、突然关闭止回阀、或启动或停止泵等产生。为了保护较大流体系统免于管道部件失效，与水锤相关的压力波动必须被消除。在管道系统中，波动释放系统能适应快速响应时间以及能适应高流量非常重要。
波动压力的大小可在基本上不可检测到与造成重大问题的严重程度之间变化。因波动保护不充分而在流动系统内造成问题的几个例子包括法兰分离、管线疲劳、焊接失效或管线的周向或纵向过应力、泵受到冲击而不再对齐、由于液压冲击沿着流体传播而导致管道和管道支撑件的严重破坏以及例如装载臂、软管、过滤器等专门部件的破坏。重要的是在稳态操作中断期间，检测到例如水锤等潜在的损害性瞬变，并且损害性瞬变通过从系统释放足够的流体体积而自动消除，从而在可接受的范围内减轻瞬变。
通常，通过定值波动释放设备提供保护。当压力升高到特定的压力水平时，定值波动释放系统使得一个阀或多个阀打开以释放过压并且减轻瞬变。
可选地，当压力随时间的变化率超过预先设定的值时，浮动值波动释放系统使得打开一个或多个阀以释放过压并且控制压力瞬变。浮动值系统的重要特征是，即使在管线内的稳态流体压力水平可因为操作条件的变化的设定而改变，该系统也提供保护以免受压力波动。在这种情况下，波动释放系统必须快速反应，而操作要非常平滑。这种系统应该响应增加的压力上升(即瞬时压力上升)，并且及时打开压力释放机构。此后，系统应该控制压力上升速率(即瞬变)，以将压力维持在可接受的范围内。释放的流体可被分散在大的储罐内并且在以后返回到生产线。
尽管如此，以上描述的波动释放系统存在缺点。虽然这些系统防止了管线内的过压，它们不解决因初始压力波动导致的不平衡的管线推力或瞬变。虽然其它方案致力于解决管线内的过压和瞬变，它们响应在管线操作正常范围内的短暂瞬变或压力变化而不必要地从管线排出流体，这能影响效率和/或变成麻烦事情。
因此，希望提供一种波动释放方法和装置，防止从管线中不必要地排出流体的可能性。此外，希望提供一种波动释放方法和装置，当管线内的压力变化值小于预先设定值时该波动释放方法和装置防止流体释放出的可能性，并且忽略任何压力瞬变，除非有效的压力升高速率超过特定值。
发明内容
本发明很大程度上满足前述需要，其中一方面提供一种装置，在一些实施方式中，提供一种波动释放装置用于检测和响应流动系统内的压力变化。该装置还包括控制阀，该控制阀响应流动系统中的压力变化补偿压力。控制阀还控制在流动系统中的管线压力上升速率。波动释放装置还包括与控制阀流体连通的液压蓄能器和与蓄能器流体连通的波动释放阀。
根据本发明的一个实施方式，提供了与波动系统结合使用的波动释放装置，该装置响应和检测流动系统中的压力变化。该装置包括一个流体所流经的触发回路。触发回路包括一个旁路阀和与旁路阀流体连通的三通阀。触发回路还包括一个与旁路阀和三通阀流体连通的蓄能器。触发系统的功能是防止波动系统响应短时间的流动系统压力变化。
根据本发明的另一方面，提供一种响应具有流动压力的流动系统内的压力变化的方法，包括如下步骤在储罐内储存流体，其中流体储罐与流动系统流体连通；通过与所述流体储罐流体连通的控制阀控制来自流体储罐的流动流体，其中所述控制阀响应流动系统内的压力变化补偿压力并且控制流动系统内的管线压力上升速率；在与控制阀流体连通的蓄能器内积聚流体；以及通过波动释放阀释放流动系统内的压力。
根据本发明的另一方面，提供一种响应流动中短时间压力变化或在流动系统内压力变化速率的方法，该流动系统具有检测和响应流动系统的压力变化的波动系统并且具有控制阀和波动释放阀，该方法包括如下步骤在储罐内储存流体，其中流体储罐与流动系统流体连通；在流动系统内向触发回路施加压力；以及产生通过触发回路的流动，其中产生的流动绕过控制阀并且流经旁路阀。
根据本发明的另一实施方式，提供一种波动释放装置，用于检测和响应在流动系统内的压力变化和/或在流动系统内的压力变化速率，该波动释放装置包括其中流经流体的液压回路。该装置包括储存流体的设备，其中储存流体的设备与流动系统流体连通。该装置还包括与所述储存流体的设备流体连通的控制流体流动的设备。控制流体流动的设备响应流动系统内的压力变化补偿压力并且控制流动系统内的管线压力上升速率。波动释放装置还具有与控制流体流动的设备流体连通的积聚流体的设备。最后，该装置包括与积聚压力的设备流体连通的释放流动系统压力的设备。
这里因此相当宽泛地概括出了本发明的一些实施方式，以便更好地理解这里的详细说明，并且更好地理解本发明对现有技术的贡献。当然，本发明其他的实施方式将在下面描述，它们将形成从属权利要求的主题。
在此方面，在详细解释本发明至少一个实施方式前，应当理解，本发明的应用不限于在下面的描述或在附图中示出的构造细节和部件的设置。本发明能具有除了这些描述的实施方式之外的其他实施方式，并且能以各种方式实践和实施。此外，应当理解，这里使用的措词和术语以及摘要是为了描述目的而不应该被认为是限制。
由此，本领域技术人员将理解，本发明的公开内容所依据的概念可容易地用作设计实现本发明的几个目的的其它结构、方法和系统的基础。因此，认为权利要求包括这些等同构造是重要的，只要它们不偏离本发明的主旨和范围。
图1是包含在本发明中的波动释放装置的一个实施方式的流程图。
图2是包含在本发明中的波动释放装置的另一个实施方式的流程图。
图3是本发明使用的管线或管道系统所遇到的条件的压力-时间关系图。
图4是包含在本发明中的波动释放装置的一个优选实施方式的示意图。
图5示出了本发明参照腔设备的一个实施方式的剖面图。
图6是本发明参照腔设备的另一优选实施方式的剖面图。
图7是一个本发明的弹簧偏置的参照腔活塞的横截面分解图，示出当弹簧接合邻近突起的活塞时的弹簧的末端。
图8示出本发明的弹簧偏置的参照腔活塞的另一实施方式。
图9是示出了滞后现象或当活塞(排出器)响应施加在活塞上的流体压力而克服弹簧运动时呈现出的时滞的图。
图10是说明本发明优选方法的流程图。
图11是说明本发明另一优选方法的流程图。
图12绘出了依据本发明一个可选实施方式的波动释放装置的流程图。
图13是图12所示波动释放装置使用的一个触发流动回路的详细示意图。
具体实施例方式
本发明的各种优选实施方式提供了波动释放装置和方法，用于控制流体传输管线或相似装置内的流体压力和压力上升速率。在一些设置中，该装置和方法与附加的液压回路结合使用，而在其他设置中，可不使用附加的液压回路。然而应该理解，本发明的应用不限于管线和/或液体管线，而是例如可用于其它需要在系统内控制压力和压力上升速率的系统。下面将参照附图进一步描述本发明的优选实施方式，在全文中类似的附图标记指代类似部件。
图1是包含在本发明中的波动释放装置的一个实施方式的示意图。图1示出作为本发明的基本元件的传感器200和控制器400。测试系统600用来校准和测试本发明波动释放装置。管线492内的压力由管线202感应。管线202由传感器200接收。传感器200预先设定一个特定的压力增长速率。当管线202内的受控可变压力变化时，传感器200提供一个信号，该信号通过管线201到达控制器400。控制器400根据系统要求使得流动转向管线494以控制压力增长速率。
图2是本发明波动释放装置的另一实施方式的示意图。图2示出的波动释放装置的基本组件是传感器200、控制器400A、控制器400B和阀403。管线492内的压力通过管线202传递到传感器200。另外，上游管线492内的压力通过管线201B直接传递到控制器400B。传感器200向控制器400A提供信号，控制器400A响应上游管线492内的压力增长速率。来自传感器200的信号通过管线201提供到控制器400A。控制器400A、400B通过管线401向阀403提供信号。当增长速率大于预先设定值时，阀403受到驱动并且压力增长速率通过从系统中经由下游管线494释放流体而受到控制。类似地，当上游管线492内的压力水平超过设定值时，控制器400B启动阀403以通过下游管线494释放压力。因而，图2示出了用于释放超过设定最大压力的压力以及用于控制压力增长速率的双重控制系统。
图3示出两个管线操作区，即，管线上的两个不同位置低压操作区A和高压操作区B。参照情况1A，稳态压力受扰动条件的影响，该扰动条件导致压力快速上升。该压力增长沿管线传播，并且导致同样的压力快速增长在区B(情况1B)发生，这里由于高压操作条件，超过了管线压力限值。情况2A示出与情况1A相同的扰动条件。定值波动保护施加在区B，情况2B示出在压力限值下释放压力。情况3A示出同样的扰动条件，但增长速率释放保护位于区A--扰动条件的源头，这控制了压力变化速率。受控的较低压力增长速率现在沿管线传播，并且在区3B示出没有超过压力限值。
定值波动保护的一个问题是可发生如下管线操作模式在该操作模式下，正常稳态操作压力未必总是相同。例如，在一个操作模式下，稳态压力可为400PSIG，而在另一操作模式下，稳态压力可能是600PSIG。因此，波动释放阀通常仅能被设定为在管线最大允许操作压力(MAOP)下操作，并且在应用中不限于管线高压操作区。因此，在通常情况下，定值波动保护仅响应超过最大允许操作压力的情况。由于本实施方式能随任一稳态条件下的管线压力浮动，设备可位于波动产生源或其附近以控制压力变化速率，从而过高的压力变化速率将不能沿管线传播，这允许各种管线系统有时间响应并且将管线操作保持在可接受的压力限值内。本领域技术人员可理解，本发明的各种实施方式适于在任何压力范围使用。
图4示出波动释放系统100，包括传感器200、控制单元400和测试系统600。传感器200和控制单元400是波动释放系统100的基本部件。流体进入和充满管道492，管道492是通常关闭的阀450的上游。打开阀450导致流体从放流管道494流出。通常，流体将进入和充满管道492，通过管线432，经过一个可调节速度控制器416，经过管线430，进入差动引流调节器410。之后，流体将充满一个或多个将被阀450接收的管线429，因此相对于旁流将阀450保持在关闭位置。此外，流体压力将在作用于测量元件210之前作用于上游管线202。测量元件210可例如是一个孔板流量计。测量元件210通过第一管线214和第二管线216连接到差压计212。测量元件210上游的管线202的压力变化造成压差，该压差与测量元件210的上游侧管线218和下游侧管线219之间的流率有关。与测量元件210相连的下游管线219操作性地与参照元件220相连。参照元件220是线性化设备。在稳态条件下，施加于参照元件200的压力水平与管线492内的压力水平密切相关。在一个实施方式中，参照元件220有一个流体腔230和一个弹簧腔250。测量元件210上游侧的压力通过上游管线402被传递到差动引流调节器410。通过管线404，下游压力被传递到差动引流调节器410。另一管线406将上游管线402连接到背压引流调节器420。背压引流调节器420可操作地与若干管线422、424、429和406相连。来自于不同引流调节器410的流体能通过第一管线422和第二管线424进入阀450的下游口464。
阀450优选例如DANFLO阀，该阀可从作为SPX Valves&Controls的一个成员的Daniel Valve Company买到。阀450具有入口452和出口466。入口452与插塞454相连，插塞454通过密封件456密封在入口452内。还与入口452相连的是上游口460。阀450的内部通过插塞腔口462接收流体。此外，流体能通过出口466经由下游口464出来。当插塞454被移动时，流体从入口452经过环形通道269进入出口466。
测试系统包括压缩气体罐602，气体经过管线604从中流出。降压调节器608控制调节器608的下游压力。管线614将气体从降压调节器608传输到蓄气池620。来自蓄气池620的流体受到与计量阀636相连的差压调节器630控制。测试系统通过阀640和管线218向传感器200提供了一个可变的压力变化速率。
关于差动引流调节器410，示出了双向作用阀411。经过管线430进入双向作用阀411的流动通过来自于测量元件210和参照元件220的信号被调整。背压引流调节器420具有弹簧421、隔膜423、提升阀427和与提升阀相连的座425。显然，本领域技术人员容易得到本发明的其它实施方式。提供了当前的优选实施方式作为本发明其中一个实施方式的示例。
分离装置204用来分离或密封来自主流体的次流体。分离装置204能被放置在各种位置以分离系统内的不同流体。
图5示出了参照元件220的一个实施方式的剖面图。参照元件220具有作为主要部件的流体腔230和弹簧腔250。流体腔230具有壳体232，壳体232与弹簧腔250的壳体252相接合。壳体232具有孔234，孔234与管线219操作性地接合(见图4)。壳体232具有活塞236。活塞236具有密封件238和引导环239。与活塞236相接合的是杆240。参照元件220的流体腔230具有下端盖233，下端盖233与O形环233A操作性接合以密封端盖233。流体腔230具有上端盖237，上端盖237与O形环237A操作性接合以密封端盖。杆240与轴承242可移动地接合。当活塞236在壳体232内移动时，产生了流体腔235。这样，当流体通过孔234进入时，流体腔235的尺寸随活塞236推动杆240而增大。弹簧腔250设置有调节插塞266，用于精确设定预施加在弹簧上的载荷，从而控制系统检测到瞬变的阈值。
在该图示实施方式中，弹簧腔250具有壳体252，壳体252包含接触活塞254、中间活塞260和下部引导活塞264。在各个活塞254、260和264之间的是嵌套弹簧256和258。可以理解，中间活塞260和各弹簧256和258的数量可根据需要增加。活塞254、260和264在接合弹簧256和258的侧部具有相连的突起261。
图6示出参照元件250的一个实施方式。弹簧腔250包括附加的活塞260、弹簧262和与活塞260相连的突起261。弹簧262与活塞260有效接合，从而弹簧的端部与平坦表面接合。图6还示出密封件268，用于可拆卸地将壳体252固定到盖凸缘270。盖凸缘270具有排液插塞272和调节附加组件266。弹簧壳体还可含有流体。
在另一实施方式中，弹簧262具有平坦的端部262A。平坦的端部262A接合接触活塞254、中间活塞260和下部引导活塞264。将弹簧的平坦部分固定到活塞的方法降低了滞后。
图7是当弹簧262接合邻近突起261的活塞时弹簧262的端部262A的横截面分解图。平坦的弹簧表面接触活塞260的运动可通过活塞260的适当的表面抛光或例如焊接、夹持或销接等其他措施控制，从而降低摩擦并因此减小滞后。
图8是弹簧262端部的另一实施方式。弹簧262的端部262A与垫片274相接合而不是与活塞260相接合。垫片274抵靠在活塞260和突起261之间，使得每个弹簧262的相对端262A抵靠活塞260挤压垫片274。同样，垫片可用来控制摩擦。
图9是示出滞后现象的示意图。消除滞后的目的是在封闭面或面积282内产生尽可能小的面积，为清楚起见，该面积用阴影线标出。本发明的一个目的是在弹簧腔250内压缩和膨胀弹簧262以在图9中产生实际上接近连续的线性直线280。因此，如果完全精确，图9中通过点划线280所示的单一直线将表示无滞后。图5-8示出的参照元件220的构造产生了一个小面积282。维持小滞后对精确测量流动是重要的。
图10是示出使用本发明的优选方法的示意图。本发明的波动释放方法检测、跟踪和响应流动系统内的压力变化。本发明的波动释放方法包括检测来自流动系统的瞬时压力变化。检测到的来自流动系统的压力变化用来产生一个信号，该信号连续地与检测到的流动系统的压力变化速率成比例。信号被用来产生输出。输出与控制相结合，用于当压力变化速率超过特定值时从管线向储存容器排放流体。
图11是示出本发明另一优选方法的示意图。图11示出使用本发明检测与流动系统相关的压力变化和检测与流动系统相关的绝对压力。图11的方法结合了检测瞬时压力变化和检测绝对压力变化。检测瞬时压力变化用于产生连续地与压力变化速率成比例的信号。检测绝对压力用于比较绝对压力和作为该流动系统的特征的一些预先设定的压力。与检测步骤相关的信号用于产生输出信号。输出信号与流动系统的控制相结合，用于当绝对压力超过预先设定的压力时传输来自流动系统的旁路流体，从而防止流动系统内的压力变化造成的损害。
现在参见图12，图中绘出了依据本发明一个实施方式的波动释放装置的流程图，该装置总体上标为700。示出装置700通过管道705与流体传输管线702连接。波动释放装置700是一个波动系统回路703，它包括流体储罐704，储罐704通过管道705与管线702流体连通。流体储罐704通过管道708和管道709与第二液压回路或触发回路相连接并且与其流体连通。流体储罐704还通过管道708与压力补偿阀710相连接，其中管道708提供流体流入压力补偿阀710的入口。
波动释放装置700另外包括管道712，管道712从压力补偿阀710的入口延伸并且与一系列总体上标为714的其他管道相连接，每个管道714连接到波动释放阀716。波动释放阀716通过管道718分别与流体传输管线702和管线717相连接，管线717通往蓄池(未示出)。在绘出的实施方式中，管道718(a)用于使流体从流体传输管线流入波动释放阀716，而管道718(b)用于传输流出波动释放阀716并且进入蓄池管线717的流体。如图12所示，管道714还包括容器720，该容器优选为气力蓄能器，沿管道714设置在管道714与波动释放阀716相连接之前。
如图12所示，波动释放装置700可包括各种流量开关722和流量阀724，它们沿装置700的波动系统回路703的路径设置。流量开关722优选沿管道718(b)设置在波动释放阀716和蓄池管线717之间。可选择的实施方式可包括更多或更少的开关722，它们根据需要沿管道705设置在不同位置。此外，如图12所示，波动系统回路703包括各种流量控制阀724，流量控制阀724例如可设置在管道712和沿着管道714的气力蓄能器720之间，以及邻近流体储罐704设置在管道708上。可选的实施方式可包括另外的流量控制阀724或更少的流量控制阀724，这些阀可放置在图12示出的这些位置之外的位置内或其它位置。
参考图13，图中绘出了总体上标为706的触发回路。触发回路706通过管道709与波动释放装置700的波动系统回路703连接并且与其流体连通。如图13所示，触发回路706包括一系列差动引流操作的三通阀726、728、730、732和多个手动操作的流量阀，流量阀总体上标为734。触发回路706还包括流体过滤器736和弹簧加载的蓄能器738。触发回路706进一步包括旁路阀740和旁路管道组件742。
现在参见图12和13，波动释放装置700在工作期间，通过从管线702向储罐排放流体而用来控制管线702内的压力和管线702内的压力增长速率。
在工作期间，波动释放装置700的波动系统回路703充满优选为乙二醇的流体，并且回路703通过管道705与管线702相连接。在正常和/或稳态操作条件期间，管线702内的压力等于流体储罐704内的压力，因此也等于回路703内的压力。在这些条件下，压力在波动系统回路703内的所有点相等，因此在蓄能器720内的气体压力等于乙二醇的压力，这样在稳态操作条件期间，乙二醇不发生流动。
可选地，当管线压力开始增大到和超过预先设定水平时，乙二醇压力变得大于蓄能器720内的气体压力。该压差造成乙二醇经过波动系统回路703流动。当乙二醇流经回路703和压力补偿阀710时，经过阀710产生压降，并且沿压力补偿阀710产生差压。该压差通过管道712和714传到蓄能器，向蓄能器720提供额外的流动，同时减少容纳在其中的气体体积。在蓄能器发生的这种情况产生偏压，该偏压接着打开释放阀716，允许流体通过管道718(b)从管线702出来并且通过管道717进入储罐。
当管线702内的压力速率连续增大，在乙二醇储存腔704和蓄能器720之间存在更大的压差。结果，压差越大，更大的打开偏压施加在释放阀716上，导致释放阀716调节到更大的打开位置，从而允许更多的流体通过阀716被排出并且进入储罐。
当流体或乙二醇流经压力补偿阀710时，它起到两个独立的和显著不同的功能。第一，阀710补偿管线702内增大的压力。管线702内压力的增加导致蓄能器720内的气体被压缩，然而蓄能器720内的体积变化与管线702压力不是线性关系。因此，压力补偿阀710必须产生独立于管线压力702的相一致的结果。第二，阀710起到调节或响应瞬变或管线压力波动、或压力上升速率的功能，用以产生压差，该压差接近指定的管线压力上升速率。
压力补偿阀710通过使用与驱动装置相结合的细长阀塞起到上述两种功能。阀塞具有这样的特征，它在阀体内针对期望的上升速率仅移动合适的长度。这种特征通过在驱动装置和能根据长度调节的阀塞之间的机械连接或联接实现，使压力补偿阀710具有大长度的流量控制机构，而相比较而言，驱动装置产生相当小的运动。机械联接的调整允许阀塞适当的部分在压力补偿阀710孔内发挥作用。
前面提及的结合允许阀710通过使得阀710的流动口响应流经阀710的流体增大和减小尺寸来调节压力补偿阀710的流量。例如，当经过压力补偿阀710的流量增大时，调节阀塞位置使得孔的尺寸减小。相反地，当经过压力补偿阀的流量降低时，调节阀塞位置使得孔的尺寸增大。
因此，由于压力补偿阀710的上述特征，阀710能被用来提供压力补偿和控制管线压力上升速率。
继续参见图12和13，在波动释放装置700操作期间，触发回路706起到旁路流体流动回路的作用，该回路绕过压力补偿阀710。触发回路706的作用是防止波动系统回路703响应压力短暂变化和/或管线压力增大速率低于特定值而向蓄池排放流体的可能性。这种作用部分是由于旁路阀740具有比压力补偿阀710更大的流动能力。因此，当压力波动或瞬变发生在低于旁路阀740预设的值时，流动被引导通过旁路阀740，不经过压力补偿阀710。因此，在压力补偿阀710上不产生压差，因此波动释放阀716的没有启动。触发回路706的前述操作将在下面更详细描述。
旁路阀740保持打开，直到由于压差乙二醇开始流经回路706或触发回路706启动。当在包括波动系统回路703和触发回路706的装置700内存在均匀压力时，沿旁路阀740的压力补偿阀710的孔不存在差压并且波动释放阀没有启动。
在触发回路706操作期间，管线703的压力通过乙二醇储罐704和管道708和709在P1点施加到触发回路，类似于上述压力向波动系统回路703的施加。压力或乙二醇流体通过触发回路706迁移，导致差动引流操作的三通阀728打开，使得点P1和P2处的压力相等，由此乙二醇流绕过手动操作的流量阀734(d)。压力还通过通常打开的差动引流操作三通阀726迁移，到达差动引流操作的三通阀730和732。前述迁移打开旁路阀740。该条件被视为上述稳态条件或正常操作条件，其中装置700内存在均匀压力。
现在，如果装置700内不再存在均匀压力并且在P1点产生显著大的压力上升，那么经过手动流量阀734(c)产生压降。该压降产生于通过手动流量阀734(c)和差动引流操作的三通阀728并且进入蓄能器738的乙二醇的流动。当P1和P2之间的压差达到约15磅每平方英寸(psi)时，差动引流操作的三通阀726释放一些来自差动引流操作的三通阀728和730的压力。
然后，差动引流操作的三通阀728关闭，强迫乙二醇从点P1流动到点P2并且经过差动引流操作三通阀732进入蓄能器738。差动引流阀730然后排放流体到差动引流阀732，差动引流阀732又排放流体到旁路阀740的驱动装置。前面提及的向旁路阀740的驱动装置的排放导致阀740关闭。
通过关闭旁路阀740，压力补偿阀710不再被绕过并因此启动。当压力补偿阀710启动时，乙二醇如上所述流经压力补偿阀的孔，允许管线压力被波动释放阀716控制。一旦在P1的压力停止增加，由于乙二醇流经手动流量阀734(d)，P1和P2再次变得相等。
由于乙二醇流体开始流经流量阀734(d)，压力变得相等(P1等于P2)并且触发回路706开始回到稳态。P1和P2之间的压差降低到15psi以下，导致差动引流阀726打开，这导致差动引流阀728受压，打开旁路阀740。触发回路706现在回到上面描述的稳态条件。
本领域的普通技术人员将容易想到其它优点和改进。本发明在更宽方面不限于这里示出和描述的特定的细节、代表性装置、示例。因此，在细节上可以做出一些背离，但这不偏离所公开的一般发明概念的主旨或范围。
由详细的描述，本发明的许多特征和优点是明显的，因此，附带的权利要求意在覆盖本发明所有这些落在本发明真实的主旨和范围内的特征和优点。此外，由于许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的，因此不希望将发明限制在图示和描述的精确的结构和操作，因此，可采取的所有合适的改进和等同方式都落在本发明范围内。
权利要求
1.一种波动释放装置，该波动释放装置用于检测和响应流动系统内的压力变化和/或流动系统内的压力变化速率，包括流体在其中流动的液压回路，其中所述液压回路包括与流动系统流体连通的控制阀，其中所述控制阀响应流动系统内的压力变化补偿压力和控制流动系统内的管线压力上升速率；与所述控制阀流体连通的第一液压回路蓄能器；与所述第一液压回路蓄能器流体连通的第一波动释放阀。
2.如权利要求1所述的波动释放装置，进一步包括与流动系统流体连通的流体储罐。
3.如权利要求1所述的波动释放装置，进一步包括与所述液压回路流体连通的触发回路，其中所述触发回路包括导致流体流绕过所述控制阀的旁路阀；与所述旁路阀流体连通的第一三通阀；和与所述旁路阀和所述第一三通阀流体连通的触发回路蓄能器。
4.如权利要求1所述的波动释放装置，进一步包括与所述控制阀流体连通的第二液压回路蓄能器；与所述控制阀流体连通的第三液压回路蓄能器；与所述控制阀流体连通的第四液压回路蓄能器；与所述的第二液压回路蓄能器流体连通的第二波动释放阀；与所述的第三液压回路蓄能器流体连通的第三波动释放阀；以及与所述的第四液压回路蓄能器流体连通的第四波动释放阀。
5.如权利要求1所述的波动释放装置，进一步包括多个沿着所述液压回路和所述触发回路设置的手动流量控制阀。
6.如权利要求1所述的波动释放装置，其中流经所述液压回路和所述触发回路的流体是乙二醇流体。
7.如权利要求3所述的波动释放装置，其中所述触发回路进一步包括与所述旁路阀流体连通的第二三通阀；与所述旁路阀流体连通的第三三通阀；和当流体流经触发回路时过滤流体的流体过滤器。
8.如权利要求3所述的波动释放装置，进一步包括旁路管道组件，其中所述旁路管道组件和所述旁路阀为绕过所述控制阀的流体流提供流动路径。
9.如权利要求3所述的波动释放装置，其中所述触发回路防止波动系统响应流动系统短时间的压力变化。
10.如权利要求3所述的波动释放装置，其中所述触发回路防止波动系统响应流体系统低于特定值的压力变化速率。
11.一种波动释放装置，该波动释放装置与检测和响应流动系统内的压力变化和流动系统内的压力变化速率的波动系统结合使用，包括流体在其中流动的触发回路，其中所述触发回路包括旁路阀；与所述旁路阀流体连通的第一三通阀；以及与所述旁路阀和所述第一三通阀流体连通的触发回路蓄能器，其中所述触发回路防止波动系统响应流动系统短时间的压力变化。
12.如权利要求11所述的波动释放装置，其中所述触发回路进一步包括与所述旁路阀流体连通的第二三通阀；与所述旁路阀流体连通的第三三通阀；以及当流体流过触发回路时过滤流体的流体过滤器。
13.如权利要求11所述的波动释放装置，进一步包括流体在其中流动的液压回路，其中所述液压回路包括与流动系统流体连通的流体储罐；与所述流体储罐流体连通的控制阀，其中所述控制阀响应流动系统内的压力变化补偿压力和控制流动系统内的管线压力上升速率；与所述控制阀流体连通的第一液压回路蓄能器；以及与所述第一液压回路蓄能器流体连通的第一波动释放阀。
14.如权利要求13所述的波动释放装置，进一步包括与所述控制阀流体连通的第二液压回路蓄能器；与所述控制阀流体连通的第三液压回路蓄能器；与所述控制阀流体连通的第四液压回路蓄能器；与所述第二液压回路蓄能器流体连通的第二波动释放阀；与所述第三液压回路蓄能器流体连通的第三波动释放阀；以及与所述第四液压回路蓄能器流体连通的第四波动释放阀。
15.如权利要求11所述的波动释放装置，进一步包括多个沿所述液压回路和所述触发回路设置的手动流量控制阀。
16.如权利要求11所述的波动释放装置，其中流经所述液压回路和所述触发回路的流体是乙二醇流体。
17.如权利要求13所述的波动释放装置，进一步包括旁路管道组件，其中所述旁路管道组件和所述旁路阀为绕过所述控制阀的流体流提供流动路径。
18.如权利要求11所述的波动释放装置，其中所述触发回路防止波动系统响应流动系统低于特定值的压力变化速率。
19.一种响应具有流动压力的流动系统内的压力变化的方法，包括通过与流动系统流体连通的控制阀控制来自流体储罐的流体的流动，其中控制阀响应流动系统内的压力变化补偿压力和控制流动系统内管线压力上升速率；在与控制阀流体连通的蓄能器内积聚流体；以及通过波动释放阀释放流动系统内的压力。
20.如权利要求19所述的响应流动系统内的压力变化的方法，进一步包括在流体储罐内储存流体的步骤，其中流体储罐与流体系统流体连通。
21.一种响应流动中短时间的压力变化或流动系统内压力变化速率的方法，该流动系统具有波动系统，波动系统检测和响应流动系统压力变化并且具有控制阀和波动释放阀，包括将流动系统的压力施加到触发回路；以及产生经过触发回路的流动，其中产生的流动绕过控制阀并且流经旁路阀。
22.如权利要求21所述的响应压力变化的方法，进一步包括在储罐内储存流体的步骤，其中流体储罐与流动系统流体连通。
23.如权利要求21所述的方法，其中产生经过触发回路的流动的步骤关闭旁路阀，引导流动经过控制阀。
24.权利要求23所述的方法，进一步包括在控制阀产生压力损失，其中压力损失在波动释放阀产生偏置压力；以及响应偏置压力打开波动释放阀。
25.一种波动释放装置，该波动释放装置用于检测和响应在流动系统内的压力变化和/或在流动系统内的压力变化速率，包括流体在其中流动的液压回路，其中所述液压回路包括与流动系统流体连通的储存流体的设备；与所述储存流体的设备流体连通的、控制流体流动的设备，其中所述控制流体流动的设备响应流动系统内的压力变化补偿压力和控制流动系统内的管线压力上升速率；与所述控制流体流动的设备流体连通的积聚流体的设备；以及与所述积聚压力的设备流体连通的释放流动系统压力的设备。
全文摘要
一种检测、跟踪和响应流动系统(702)内的压力变化的波动释放装置。该装置包括与流动系统(702)流体连通的流体储罐(704)。该装置还包括连接到流体储罐(704)的控制阀(710)，其中控制阀(710)响应流动系统(702)内的压力变化补偿压力。控制阀(710)还控制流动系统(702)内的管线压力上升速率。波动释放装置还包括与控制阀(710)流体连通的液压蓄能器(720)和与蓄能器(720)流体连通的波动释放阀(716)。
文档编号F17D1/00GK101014802SQ200580022428
公开日2007年8月8日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年5月14日
发明者查尔斯·C·帕特里奇, 唐纳德·J·瓦斯, 唐纳德·M·艾伦 申请人:Spx公司