CN1015327B - 向支气管供气用的多功能组合调压站 - Google Patents

Abstract

把主配气管道中的气体分配到用户的支气管路时使用的多功能组合调压站，包括一个具有基本呈圆柱形并承受气体工作压力的整体外壳(110)，外壳中装有的工作元件至少包括过滤器(103；203)，调压阀(108；208)和安全阀(104；204)。

流量计(105；208)和调压阀(108)安装在横向壁(117)上。过滤器(103)由位于可拆卸的隔板(11)和调压阀(108)之间的圆筒构成，该调压阀(108)安装在横向壁(117)上。安全阀(104)安装到可拆卸隔板(111)上长包括位于调压阀(108)上游顶部圆筒(103)内的安全阀头(141)。

Description

本发明涉及一种用于把主配气管路中的气体送至支气管网的多功能组合调压站。

本发明特别涉及一种多功能组合调压站，它包括一个能够承受气体工作压力并至少容纳一个过滤器的整体外壳、一个调压阀和一个安全阀，整体外壳有一个基本呈圆柱形的侧壁，在整体外壳的两端配置第一和第二隔板，一个横向分隔支承壁基本与第一和第二隔板平行并设置在整体壳内，以形成第一腔室和第二腔室，整体外壳用入口法兰与输入阀相连并形成通向第一腔室的入口，用出口法兰与输出阀相连并构成第二腔室的出口。

如图2所示，已有的气体调压站与气体主配气管道1相连向支气管7供气，例如用一简单连到气体装置上的输入管即能构成支气管道。这样的调压站一般包括输入阀2、过滤器3，安全阀4通常与安全阀4共用一个壳体的调压阀8、连接管9、气体流量计5和输出阀6。

其中的每一个元件都应满足工作压力所施加的力的要求和由调压站流量决定的尺寸要求。

一般这些元件都按照固定的顺序和各元件的功能要求串接，例如流量计5需要与长度足够的管路9连接，以避免各元件之间可能出现的各种干扰。

所有这些因素导致了已有调压站的结构非常庞大。

英国专利GB-A-2，024，650提出的调压站包括调压阀、过滤器和安全阀，它们轴向对中并装在一个整体气密外壳内。这种轴向对正串联元件的构形使外壳相当高。另外，在专利GB-A-2，024，650中所描述的调压站设有计量或流量测量装置。其中再增加流量计就意味着要使用足够长的连接管道。的确，出现强紊流时，气体流速测量装置要离开调压器一定距离安装，其距离相当于连接两元件管道直径的几倍，这就使得总外形尺寸很大。除了调压器利用特殊形态的连接管道和可能安装在管道上的附件产生的紊流之外，连接调压器与流量计（例如涡轮流量计）的导管通常也要引起紊流。因此，流量计可能接受速度变化或旋转的气流而影响计量精度。

值得提及的法国专利FR-A-2，341，131所述的组合调压计量装置，它即可以调节通过该装置的压力又可计量流量。这种装置构成的调压站尽管具有相当多的优点，但是需要制造适用于每一工作压力范围的装置，它的壳体要适应于不同的压力。另外，调压站中的过滤器、组合调压计和安全装置的并列使一个接一个的元件呈松散状态，而每个元件必须经特殊的选定并要适合于其工作压力。

多数已有的气体调压站还需要完全拆掉调压站的输入和输出阀之间的气体管路，因此，拆卸各种元件的操作必须逐一进行，增加了拆卸和装配的时间和难度。

本发明的目的是为了克服上述缺点并提供更紧凑的气体调压站，其结构简单，维修方便，设计和操作与已有的调压站相比有更突出的特点，此外，还提供气体流量计量功能且不影响调压站的紧凑性。

为了解决这些任务，根据本说明书开始所述的调压站，其特征在于还包括安装在所述横壁上的流量计，所述的过滤器由位于第一隔板和调压阀之间 的圆筒构成，所述调压阀安装在所述横壁上，其中的安全阀安装在第一隔板上并包括一个配置在调压阀上游和顶端并装在圆筒内的安全阀头。

按照本发明的第一实施例，调压站包括一个在外壳第一腔室内的基本沿轴向配置的调压阀，它有一输出阀头和阀座，使气体基本沿径向方向流出，一个直接配置在调压阀输出阀头下游的气流导向器，使气流改变方向沿轴向流动，和一个直接配置在气流导向器下游的独立的流量计。

在该实施例中，气流导向器包括一个多孔圆盘（它也用作调压阀的阀座）和一个直接配置在多孔圆盘下游的由疏松材料制成的元件。

多孔圆盘上有一组孔，它们的断面积为3～30平方毫米，多孔圆盘上的孔的总孔径等于调压输出阀全开时的开口面积，以便在调压输出阀和气流导向器之间逐级进行气体调节。

气流导向器内部的疏松材料元件所造成的压降与多孔圆盘的差不多。

有利的是疏松材料元件有一半球凹形输出面。

在调压阀出口处的组合气流导向器能够重新分配气体的流动，把径向流动变成轴向流动，并使出口处的速度图分布均匀。

与已有的负载损失最小的气流导向器相比，所述的分配调节气体的气流导向器提供了逐步调节的方法以限制声控冲击波效应。

所述导向器还明显地减小了调节噪音。

恰好位于调压阀出口处的气流导向器中还可以插入一流速计量装置，例如装在调压阀出口处的涡轮流量计，这就排除了在调压阀和流量计之间使用管道的必要，从而避免了上述的由于这管道而带来的缺点。

根据特殊的要求，为了便于改变流量计的计量，使流量计在安装后更好地处于最佳流动状态，流量计被容纳在一个具有标准外断面的可拆卸圆筒形衬套内，以便安装在所述横壁上的流量计的支承筒内。

更有益的是本发明的组合调压站还包括一个用于产生压降的装置，配置在流量计和输出口之间的第二腔室内，以便产生为了提高流量计的动态系数对流量计内的气体速度产生影响的负载损失。

在这种情况下，调压站可包括一个电子调整装置，处理由与流量计相关的流量检测器、第二腔室内的压力传感器及第二腔室内的温度传感器分别提供的数据信号。电子调整装置包括确定已用测得的流量、压力、温度和气体压缩系数的函数关系修正过的实际流量的装置、把修正的实际流量与相当于流量计的最大允许流量的贮存极限值相比较的装置、当修正的实际流量大于最大贮存极限值时，用于使气动致动器驱动产生压降的装置的装置。

按照第二实施例，所述调压站包括一气动差动装置，该装置连续测量流量计的实际压降，与相当于最大允许流量的参考压降相比较，当所测得的压降大于参考压降时，即驱动产生压降的驱动装置。

按照本发明的第二实施例，所述的多功能组合调压站包括一个在参考压力下的组合调压计量器，它配置了一个由尖形阀头和断面变化的颈部构成的喷嘴，在颈部气流与整体壳体内的轴线平行。

更有益的是调压站还包括一个用于减小压力的致动装置，配置在第一腔室圆柱形过滤器内并在安全阀头与组合调压计量器之间，以便增加计量器的动态系数。

在这种情况下，调压站包括一个流量检测器，把与组合调压计量器工作参数相应的信号和连续监测组合调压计量器颈部开度的信号输入该流量检测器，以便在颈部开度低于规定极限值以下时，驱动用于减少压力的气体控制器。

本发明的调压站适用于各种控制系统。

在装有组合调压计量器的实施例中，调压站最好至少包括用于测量调压计量器控制压力的传感器，位于气体下游的压力传感器、位于气体上游的压力传感器、确定构成具有断面可变颈口喷嘴的元件的相对位置的传感器，和计算机，该计算机一方面具有用来确定通过调压计量器的气体流量的装置，其确定的依据是由上游压力传感器、上游温度传感器及测量构成颈口断面可变喷嘴元件相对位置的传感器所提供的数据，另一方面又具有根据从第一装置取得的计算流量值和从下游压力传感器提供的数据及控制压力来控制起动安全阀的第二装置。

本发明的其它特征和优点从下文结合附图描述的实施例中看得更清楚，其中：

图1是本发明第一实施例的多功能组合调压站的轴向断面图，其中的控制调压阀和流量计是分开的;

图2是已有调压站的平面图;

图3是图1所示实施例改型的局部轴向断面图， 其中流量计配置在连接衬套内;

图4是图1所示实施例的调压站的轴向断面图，其中在流量计下游装有产生负载压降的控制装置;

图5是根据本发明第二实施例的多功能组合调压站的轴向断面图，其中安装了一个组合调压计量器;

图6是根据图5调压站改型的轴向断面图，其中的气体输入和输出口在一条直线上;

图7是按照图5所示实施例的调压站的轴向断面图，其中在调压计量器的上游还装有一个用于部分减小压力的控制装置;

图8是本发明多功能组合调压站所采用的控制系统的典型方块图。

回顾图2所示的已有的调压站可以看出：部件10是很庞大的，它是由位于输入阀2和输出阀6之间的很多元件3、4、8、9和5逐次连接装配而成，其中每一个元件都承受工作压力。这样，每个元件都有一个经设计而定型的外壳以便能够承受相当高的压力，这些结构的重复显然是不合理的。

此外，调压器如调压阀8所排出的气体以不均匀的速度运行到前方的下游处，而为了在独立的流量计5的输入处使其速度分布均匀，则必须在调压阀8和流量计5之间设置长度足够的连接件9。已有的调压计量站即庞大又昂贵，更换、检查或重新校准部件10的每个元件需要拆开管路而给维修带来的困难就更不用说了。

图1所示的多功能组合调压站可使用校准调压计量元件，而且简化了结构，解决了现存的问题并大大提高了装置的紧凑性。

图1所示的调压站100相当于图2所示的部件10并连接到输入阀2和输出阀6上。调压站100有一个外壳110可承受工作压力并基本上包括一个近似圆筒形的侧壁118;它相当于现有过滤器的侧壁。壳体110的两端用第一和第二隔板111、112封闭，隔板以气密方式经接合件114、116连接到侧壁118的端部并靠定位元件113、115固定，在拆卸壳体110中的任一活动元件时，可很容易地拆掉定位元件113、115，抽出壳体110内的隔板111、112。

隔离壁117基本上与隔板111、112平行固定到壳体110内的侧壁118上，形成了两个隔离腔室120、160。

用于连接输入阀2的法兰被固定到壳体110的侧壁118上，在调压站的上腔室120上形成了一个输入口102;同样在壳体110的下隔板112上制出用于连接输出阀6的法兰并形成与第二腔室160连通的输出口106，此时输出口与输入口102呈直角配置。其输出口也可在壳体110的侧壁118上制出与下腔室160相通的输出口106′代替106（如图1虚线所示）。

标准调压阀108被固定到第一腔室120的隔离壁117上，它有一入口183，该入口183形成了与安全阀头141相配合的阀座并构成固接到可拆卸的隔板111上的安全阀装置的一部分。

已有的调压阀108是一种带有输出阀头182的完全普通的结构，由于外壳110是可承受压力的，所以调压阀本身带一个实际能耐压的壳体180就没有必要了。因此调压阀108可大大简化结构以减少体积。

圆柱形过滤筒103位于调压阀108和支承安全阀104的上隔板111之间。过滤器103的放气阀131位于与隔离壁117在一个水平面上的壳体110的侧壁118上。安全阀104的阀头141和阀座183设置在过滤筒103所形成的自由空间内，增加了装置的紧凑性。由于过滤器103直接设置在可拆卸隔板111的下面，所以易于更换过滤器103而不必拆卸调压站内的其它元件。

基本沿壳体110轴线布置的调压阀108的下面是一个气流导向器109，它由分开气流的多孔圆盘191和用疏松材料制成的元件192构成。气流导向器109用于在计量器105的入口处重新布置在调压阀头182附近受干扰的气体速度分布。该气流导向器109还可以降低调节过程产生的噪声。

气体流量计105设置在壳体110内，轴向位于调压阀108和气流导向器109的下游，穿过隔离壁117伸入第二腔室160。计量器105可以是如图1所示的涡轮式，它具有多个叶片151，用叶片检测器152进行检测，该检测器152配置在与隔离壁117相连的竖直壁153上，并形成了与壳体110同轴的气流通道。然而计量器105也可以包括其它类型的诸如涡流发生器的流量测量元件或用在标准计量器上的其它设备。要注意的是流量计105借助于外壳110在一定压力下-如调压阀108的压力下工作，因此不再需要将计量器的测量元件安放在能够承受工作压力的专用壳体内。

一般认为现有的高压涡轮流量计壳体的重量大约相当于测量元件本身重量的二十倍，其测量元件一般由塑料制成，这样就可以把流量计105的测量 元件直接安装到隔离壁117上，而不依靠除调压站外壳110之外的专用耐压流量计的壳体，从而减少了相当大的重量。为了使测量元件105的管径与工作条件相适应，可以安装一个可拆卸的圆柱形衬套154，它有一个规整的外横断面与筒体153配合（见图3）。因此，尺寸较小的专用测量元件105A可配置在可拆卸衬套154内，在不改变其它调压站元件的情况下能达到最佳流动状态。

工作时，调压站100经输入口102接受上游压力下的气流，送入上腔室120。通过输入口的气体首先遇到过滤筒103，然后是位于筒103内的安全膜片141，接着进入位于上腔室120内的调压阀108中。气体经调节并通过气流导向器109后，通过流量计105进入下腔室160，在下腔室设置一个被动式消音器107，它由贴到下腔室壁上的吸音材料构成，用于减少调节过程产生的噪音。然后，气体通过输出口106或106′返回到配气管路。

需注意的是：调压站的所有功能，即：过滤、安全保护、调压、计量和减小噪音都是集中在壳体110内完成的，而这些不同的功能以前是由一系列连接在一起的分开的部件完成的。

图1所示的组合调压站的优点如下：

-只有组件100的外壳110承受工作压力，须经检验合格，而所有内部元件实际上是在同一压力下工作，这样可以简化设计，去掉了必须承受工作压力的各元件的壳体。

-组件100的组合式结构简化了维修，因为上隔板111上的开口直接给出了通向安全阀头141的入口，从而可更换过滤筒103，把调压装置108、气流导向器109和流量计105拆卸下来维修，或更换隔板，在不拆开管路的情况下，可对全部元件周期性的进行校准。

从图1所示的实施例可见，设置合适的气流调节器109能够省去调压阀108和流量计105之间的连接管，从而大大提高了装置的紧凑性，并保证了流量计入口处的气流速度相同，其工作原理是以测量流速为基础。

各种紊流研究表明：为获得从一个平面到另一个平面恒定速度的理想流动状态，应设有长度足够的直导管。特别是在1988年ATG气体会议上由Messrs·Gajan，Hibrard，Bosch和Lejan所作的题为“利用隔膜免除安装条件的测量流量的流量调节器”的论文中所指出的：流量调节器可以减少获得均匀速度场的直导管的长度，这种为隔膜测量技术特殊设计的调节器提供了极低的负载损失，然而只是简单地斜接调节器的出口会大大降低效率。

本发明的气体导向器109具有特殊的结构，实际上，导向器设置在调压阀108的壳体180、190的部件190内，使部件190和导向器紧密结合。

这样，从图1可以看出，有多个孔193的圆盘191也作为调压阀108的阀181的支座。

在调压阀108的输出阀头182和锥形阀座181之间基本经径向流动的气流在一狭长空间内沿轴向重新分布，其流速在阀杆处为声速，在圆盘191出口处约为每秒几米。由于从阀头182喷出的气体流向调压阀108的内壁190而损失了大部分动能并转换成了压力能，从而消除了损害涡轮流量计的喷气效应。

气流导向器109的特殊设计解决了与导向器的负载损失有关的问题。的确，气体导向器的尺寸确定了气体的调节，即气体导向器所用孔的大小要与调压阀的阀头182全开时的大小相适应。

例如，位于导向器109上游的调节阀182全开时具有相当于孔径50mm的气流断面，那么导向器109的气流断面的直径应等于50mm。

在这种情况下，允许在调节阀182和导向器109之间有压力降，实质上由于从主管上抽出的流量的增加将导致气流导向器109上游压力的增加，而其压力渐渐趋向于在所述的调节阀182全开时调出阀108入口的压力值。在这种情况下，最后的压力调节由气流导向器109完成，它基本帮助了调节压力。

已经解释过，气流导向器109在调压阀108的阀头181的阀座的中心处有一圆盘191。

所述圆盘上有若干个圆孔193，围绕调压阀座181有中心凸起部分，其孔的数目n是阀182通道断面积的函数，即与比率S/s有关，其中：

-S是调压阀阀头182全开时通道的截面积;

-s是圆盘191上一个孔193通道的截面积。

每个孔的直径大约在2到6mm之间，可以理解，最小的孔最有效。

带有孔的圆盘191的下面配置有疏松材料192，例如烧结金属（如烧结青铜），它具有优良的机械抗力。

其烧结金属可由其它材料所代替只要保持同样 的疏松度。在圆盘191和支承疏松材料并配置在调压阀出口处的半球形栅架194之间的空间可充填各种纤维材料，只要它们的粘合力满足所需要的机械强度并有一定的疏松度。如元件192可由玻璃纤维制成。

所使用的疏松材料192的负载损失与位于上游的多孔圆盘191的损失差不多。

该半球形输出栅架194提供了调压阀负载的分布，靠近外边最大而在中心处最小。这样的形状增加了正对着阀头182区域的气体流速。

最后要说的是所述导向器109中所用的疏松材料192除了使速度稳定均匀以外，还有助于降低调压阀的噪音。

本发明还提供了比现有装置容易增加的流量计动态系数。

在现有技术中，统统的流量计或工业流量计的固有动态系数约在20左右。其值相当于最大流量与最小流量之比，其压力偏差为±1%。

例如，精度为±1%能测量的最大流量为1000米³/小时的流量计应可以测量同样精度流量为50米³/小时的气流。那么，它的动态系数为1000/50＝20。

若利用这个动态系数，流量计必须在恒压下工作，如图1和图2所示的那样，它需要与一个压力调节器连用。

若使用超大的调压阀，这种结构会产生相当大的危险，损坏流量计。实际上，系统压力很低时，调压阀必需供给流量计最大的流量。但是，干管压力往往保持最大压力，在这种情况下，来自调压阀的流量可能比相连的流量计的流量大的多。

例如，一用户使用图1所示的调压计量站，所需的流量为每小时100米³。而所选用的调压阀在总管绝对压力为1.6巴时（在“the Gaz de France”中提及的中压管道中的最小压力）通过上述流量。然而，多数时间下调压阀在绝对压力为4.8巴的压力（在“the Gaz de France”中提及的中压管道的最大工作压力）下工作。这样就使流量增加了三倍。在这些情况下，最大流量为每小时100米³的流量计可能突然承受来自所述调压阀的每小时300米³的流量，这样自然会损坏流量计。

普通认为的另一种解决办法是把流量计放在调压阀的上游，但这样就减小了调压计量站总的动态系数，其值等于总干管压力变化之比（4.8/1.6），在这种情况下，流量计承受了调压阀的最大可能压力。

如图4所示，本发明已描述的流量计105位于与其相连的调压阀108和气流导向器109的下游，但确保证增加了流量计的动态系数。

一个类似于压挤阀的装置410配置在流量计105的下游。它的作用是产生一种压降，这种压降是由流量计105内的气体流动速度决定的。

对于某一给定的流速，由控制装置410造成的并传至第二腔室160的压降升高值提高了流量计105处压力，使流量计的压力减小，该减小值与速度成正比。

在这种情况下，好象自动更换了流量计105以适应从常压工作状态（相对于调压阀下游）就变压工作状态（相对于调压阀上游）的各种情况。

位于流量计105和输出口106之间的产生压降的控制装置410包括一个装有滑动元件413的阀体411，其滑动元件构成了受弹簧414作用的阀头，它能改变在阀体411上形成的孔道412的通道的断面，使气体流至输出口106。

阀头413由气动控制装置420或430分别施加的控制压力使其移动，控制装置420或430借助于管路428、416或438、418分别与在阀件413后面的阀壳411上形成的孔415或417相连通。

产生压降的气动装置410由电子控制装置420、气动差动装置430进行控制。两种控制方法都在图4上示出，但实际上只能用控制装置420、430中的一种装置来控制。

电子控制装置420包括一个电子调整装置421，它分别接受来自所述流量计105的脉冲发生器152、第二腔室160内的压力传感器422和温度传感器423的数据信号。电子调整装置421用于确定实际调整流量是所测流量、气压P、温度T和气体压缩系数Z的函数的装置、把实际调整流量与相当于通过流量计105的最大允许流量贮存极限值相比较的装置，当实际调整流量大于贮存极限值时，借助管路425只允许气动致动器426动作并驱动产生压降的驱动装置410动作的装置、气动致动器426由供压管路427供气，经425接收信号，并通过管路428、416把驱动压力送入所述装置410。装在装置410输出口106下游的管路429是用来泄压的。

在这种方案中，流量调节器421把从流量计105 的脉冲发生器152送入的频率数据与相当于所述流量计的最大允许流量的贮存值相比较。当所测频率低于贮存极限值时，调节器421不驱动产生压降的控制元件410的致动器426。

当达到极限值时，调节器421借助管路425发出一信号并借助致动器426驱动产生压降的装置410。

这一动作的结果使流量计105处的压力增高，接着降低了流速，因此信号频率与流速有关。

若采用差动气动装置430，产生压降的装置由不断测量流量计105的实际压降的差压装置431控制。在该情况下，当流量计的压降低于相当于最大流速负载损失时，所述装置431不驱动产生压降的装置410。

反之，气动差动装置431使产生压降的装置410动作，其工作过程与电子控制装置相同。

气动差动装置431可采用传统的设计。一个隔膜436靠弹性元件436a张紧并把该装置分成第一腔室432和第二腔室434，第一腔室432经管路433连到气流导向器109和流量计105之间的气流区，第二腔室434通过管路435连到流量计105下游的气流区。当测得的压差低于规定的极限值时，与所述隔膜连为一体的阀头437处于打开位置，允许压力通过管路439从另一腔室泄放到输出口106。相反，当压差大于规定的极限值时，该极限值等于相当于流量计最大允许流量时的压降，阀头437处于关闭位置使控制压力通过通道438、418，驱动装置410。

参见图4所示的装置，改变流量计105处的压力而带来的优点如下：

-可采用较小尺寸的-即测量较小流速并提高了动态系数的流量计;

-由于改变了尺寸而节约了流量计105的资金。的确，根据输入到调压计量站的总供气管压力变化的幅度，可能把其口径减小2～4分之一，而同时把动态系数增加到40～80之间;

-能采用适用于小压力变化的PTZ型气流调节装置421;

-减小流量计105的尺寸降低了调节装置420的价格，这对于在传输管道系统和分配管线之间进行测量来说特别理想;

-由于避免了装置超速而消除了流量计损坏的危险。

参阅图5和图6。图5和图6表示本发明的第二个实施例。与图1所示实施例不同点在于：控制调压阀108、气流导向器109和流量计105由组合调压计量装置208来代替，该装置能简便准确直接完成自调、压力调节和计量功能。调压计量装置208例如可以是法国专利FR-A-2，341，131中所述的类型。但这种调压计量装置208被简化了，实际上它是在等压下工作，用一种型号就可适用于不同的压力，工作压力只由外壳210承受。在图5和图6所示的组合调压站中，以参考数字202、203、204、206、206′、207、210～218、231、241、220、260、283表示的元件与图1所示相应元件相同，其中最后两位数相同，故不再对这些元件进行重复描述。

调压计量装置208包括一个已知的、具有由尖型阀头251和具有收缩和扩散部分的阀座253所限定的变截面颈部的喷嘴。由于阀头251的位置由一个位置传感器252确定，故喷嘴颈部的通道断面也由传感器252控制。

图6所示的实施例与图5相似，仅有一点不同的是用实线表示的输入口202′和输出口206′布置在一条直线上。在这种情形下，输入口202′位于隔离壁217的水平线以下的壳体210侧壁218上，并通过在隔壁217上制成的孔口221与上腔室220连通。输出口206′在壳体210的侧壁218上制出，其本身的构成与图1和图5所示的输出口106′或206相似。

在输入阀和输出阀之间，调压站壳体210或110之间很容易采用不同形式的连接方式（直线式，直角式，交错式）。

无论采用那种类型的法兰连接件把调压站100或200的壳体110或210连接到输入阀2和输出阀6上都不必拆卸壳体110或210就有可能把所有必要的插入元件从调压站中取出或装入，只要简单地打开隔板111、112的一个或另一个。这就大大简化了元件的拆卸和重新装配过程。

在图5和图6所示的多功能组合调压站所使用的控制调压计量装置208不仅具有机械设计方面的优点，而且也为数据管理和安全控制提供了很大的可能性。在把各用户的支气管道连接到主配气管道上时，安装如图5和图6所描述的一系列多功能组合调压站，即在网络支气管道上使用装有各种传感器的组合调压计量装置208的调压站，依据在各调压站取得的参数在每个调压站上发出信号或安全阀驱动指令。所提供的与每一个调压站200相连的信息处 理机（见图8），包括第一流量计算装置312，它通过线322，323，324，325接收从上游压力传感器301、气体上游温度传感器311、调压计量装置208喷嘴内的阀头251的位置传感器305及位于支管路下游的压力传感器307的数据信号，信息处理机中设有第二装置313，用于接收来自第一装置312的下游压力（线326）、阀头251位置（线327）的数据和由第一装置312计算出的气体流速值（线328）。

由传感器308检测出的开启压力的数据信号通过线321也送入装置313。需要时，装置313可以通过线329驱动与调压站200相连的安全阀204。为了监控支管道上的各调压站，每个调压站本身都装有像装置312、313那样的信息处理机，调压站由中央控制站314控制，中央控制站314连到总管上并通过线315、316与信息处理机312、313相连。

气管道上的各调压站的监控例如可用来检测任一调压站上的气流泄漏量，例如由于存在杂质使阀门闭合不良可能导致的泄漏。在这种情况下，无论有没有开启信号即是否有调压阀开启压力（线321），检测点应放在阀头位置（线327），并接着放在沿装置（线328）流动处并放在下游管路（线326）压力装置。这种检测可用来确定装置本身的检测程序，如果泄漏气流使支管工作压力过大则安全阀204被驱动，而如果它不危及这条管路可允许其泄漏。当然，故障的类型将由信号指示，警告进行必要的修理。

应注意，使用与组合调压站相连的信息处理机312、313处理的数据信号，使判断支管路的危险和发现故障而作必要的维修变得简单，并避免了安全阀的非偶然动作，及避免了在使用已有装置情况下所导致的整个支管路的断路。图7所示的是实施例图5和图6的一种变形，其中增加了称作“压力隔断器”的装置，它用来象图4所示的实施例那样增加调节计量装置的动态系数。

象传统的流量计一样，调压计量装置208的计量位置位于调压器的上游，这样它要受供气管路压力变化的影响，它的动态系数同传统流量计一样，即在主管压力最大时准确测量小流量是很难的。

图7所示的实施例中，增加调压计量装置208的动态系数是通过增加一个由一流量检测器502控制的装置510而完成的。

控制压力减小装置510配置在第一腔室220内的圆筒形过滤器203内的安全阀头241与组合调压计量装置208之间。所述流量检测器520接受相当于组合调压计量装置208工作参数的信号，并随时检测组合调压计量装置208颈口断面积，以便仅仅在所述颈口断面积降到规定极限值以下时，气动致动器417驱动减少控制压力的装置510。

所述流量检测器520通过线522～525所提供的数据信号与下列因素有关：调压减压器上游的气压和温度;由检测器252测定元件251和253的相对位置所确定的颈口断面;气体密度。

利用管路516供给气动致动器流体，它通过线521接收来自检测器520的指令信号，通过线518把驱动压力输入到装置510的壳体511内的带有偏压弹簧515的活塞514后面的腔室内，在它的下游端有一阀头514与阀座512相配合。

当调压计量装置218工作在能精确测量流量（例如5%～100%之间）的阀头251开口的范围内时，检测器520指令装置510处于打开位置。此时，喷嘴253处的压力在管道压力范围内。

相反，在调压计量装置208处在不能精确测量流量（例如从0到5%开度）的开口范围内时，检测器520通过气动致动器517指令装置510关闭直到保持调压计量装置208输入口处的压力降为止，从而使阀头251的开口增加。当增加的值达到5～100%限度内，且符合所寻求的精度，那么系统将达到新的平衡。

象图4所说的装置410一样，装置510也能提高调压计量装置的动态系数。

Claims (16)

1、把主配气管道中的气体分配到用户的支管道时所使用的多功能组合调压站，包括一个能够承受工作压力并至少容纳一个过滤器(103；203)的整体外壳(110；210)、一个调压阀(108；208)和安全阀(104；204)，所述的整体外壳(110；210)有一个基本呈圆柱形的侧壁(118；218)，安装在整体外壳(110；210)两端的第一和第二隔板(111；112；211；212)，一个横向隔离支承壁(117；217)基本上与第一和第二隔板(111；112；211；212)平行并设置在整体外壳(110；210)内，以形成第一和第二腔室(120；160；220；260)，该整体外壳(110；210)用入口法兰连接件与输入阀(2)相连形成通向第一腔室(120；220)的入的(102；202)，并设有一个与输出阀(6)连接的出口法兰及在所述第二腔室(160；260)内形成一个出口(106；106′；206；206′)，本发明的特征在于还包括一个安装在所述横向壁(117；217)上的流量计(105；208)，所述的过滤器(103；203)由位于第一隔板(111；211)和调压阀(108；208)之间的圆筒构成，所述调压阀(108；208)安装在所述横向壁(117；217)上，所述的安全阀(104；204)安装在第一隔板(111；211)上并包括一个安全阀头(141；241)，它位于压力调压器(108；208)的上游顶部圆筒(103；203)内。

2、按照权利要求1所述的调压站，其特征在于包括一个位于外壳（110）所述第一腔室（120）内的基本轴向配置的调压阀（108），它有一使气体基本沿径向流出的输出阀头（182）和输出阀座（181），一个直接配置在调压阀（108）的输出阀头（182）下游的气流导向器（109），使气流改变方向沿轴向流动，和一个直接配置在气流导向器（109）下游的单独的流量计（105）。

3、按照权利要求2所述的调压站，其特征在于所述气流导向器（109）至少包括一个同时用作支承调压阀（108）输出阀头阀座（181）的多孔圆盘（191），及一个由疏松材料制成直接配置在多孔圆盘（191）下游的元件（192）。

4、按照权利要求3所述的调压站，其特征在于所述多孔圆盘（191）包括一组孔（193），其断面积为3到30mm²，多孔圆盘（191）上孔（193）的总断面积等于调压阀（108）的输出阀头（182）全开时开口流通面积，以便在调压阀（108）输出阀头（182）和气流导向器（109）之间分级进行气体调节。

5、按照权利要求4所述的调压站，其特征在于在气流导向器（109）内部的疏松材料元件（192）所提供的压降与多孔圆盘（191）差不多。

6、按照权利要求3所述的调压站，其特征在于疏松材料元件（192）有一个半球凹形输出面。

7、按照权利要求2所述的调压站，其特征在于流量计（105）安装在具有标准外断面的可拆卸的圆柱形衬套（154）内，以便配置在安装在所述横向壁（117）上的流量计（105）的支承圆筒（153）内。

8、按照权利要求2所述的调压站，其特征在于还包括一个致动装置（410）以在流量计（105）内产生对其气体流动速度产生影响的负载损失，从而提高流量计的动态系数。

9、按照权利要求8所述的调压站，其特征在于包括一个电子调整装置（421），它可处理分别由与流量计（105）连接的一个流量检测器（152）、第二腔室（160）内的压力传感器（422）、和第二腔室内的温度传感器所提供的数据信号，其中所述的电子调整装置（421）包含有用于确定实际调整流量是所测气体流量、压力、温度和压缩系数的函数的装置，把所述的实际调整流量与相当于流量计（105）的最大允许流量的贮存极限值相比较的装置和当实际调整流速大于最大贮存极限值时用于驱动气体致动器（410）产生负载损失的装置。

10、按照权利要求8所述的调压站，其特征在于包括一个气动差动装置（430），它连续测量流量计（105）的实际压降，并把它与相当于最大允许流量的参考压降相比较，当所测压降大于参考压降时驱动用于产生压降的致动装置（410）。

11、按照权利要求1所述的调压站，其特征在于包括一个在参考压力下的组合调压计量器（208），它配置了一个喷嘴（253），该喷嘴与尖形阀头（251）一起形成断面变化的颈部，在颈部气流与整体外壳（210）的轴线平行。

12、按照权利要求11所述的调压站，其特征在于还包括一个用于选择减小压力的致动装置（510），它配置在第一腔室（220）圆柱形过滤器（203）内并在安全阀头（241）和组合调压计量器之间，以便增加计量器的动态系数。

13、按照权利要求12所述的调压站，其特征在于包括一个流量检测器（520），把相当于组合调压计量器（208）工作参数的信号和连续检测组合调压计量器（208）颈部开度的信号输入流量检测器（520），以便颈部开度在规定极限值以下时，使气动控制装置（517）动作驱动用于选择压力减少的致动器（510）。

14、按照权利要求11所述的调压站，其特征在于至少包括一个用于测量调压计量器（208）的控制压力的传感器（308），一个上游气体压力传感器（307），一个上游气体温度传感器（311），和一个确完构成具有可变断面颈口喷嘴元件（251;253）相对位置的传感器（252;305），及一个计算机（312），它一方面包括用于确定通过组合调压计量器（208）气体流量的装置，其确定的依据是由上游压力传感器（301）、上游温度传感器（311）及确定构成具有可变断面颈口喷嘴元件（251;253）相对位置的传感器（251;305）所提供的数据信号，另一方面还包括依据由第一装置提供的流量调整值和由下游压力传感器（307）和致动压力传感器（308）所提供的数据信号控制安全阀（204）动作的第二装置（313）。

15、按照权利要求1、2或11中的任一项所述的调压站，其特征在于在第二隔板（112;212）上形成的输出口（106;206）与输入口（102;202）呈直角配置。

16、按照权利要求1、2或11中的任一项所述的调压站，其特征在于在整体外壳（110;210）的侧壁（118;218）上的输出口（106;206）与输入口（102;202）呈一直线。

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