CN1019044B - 控制管道增压速率和最大压力泄放阀 - Google Patents

Abstract

泄放阀由主体和控制器组成。阀主体内装有一环形橡胶气囊，起液压缓冲作用，最大压力安全导阀和增压速率调节导阀串联在泄放阀进口与阀筒体之间，增压速率、最大压力值可以调整。该阀既能控制管道增压速率，又能限制控制点的最大压力值，将其安装到低粘度液体管道系统，对该系统起到安全保护作用。

Description

本发明是涉及液体输送管道系统安全的保护装置。

在长距离液体输送管道系统中，经常发生强烈的水击。如：突然关阀、中间泵站非正常停止运转。水击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。

据美国专利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，对管道的安全可靠运行还需配备专门的压力最大值限制装置。

本发明的目的是要提供一种既限制控制点的最大压力值，又控制管道压力增长速度的双功能泄放阀，整个泄放阀是结构简单，重量轻，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。

本发明的目的是这样实现的：在橡胶套阀外套一个环形橡胶气囊（6），气囊外围（即筒体内）液体经过渡接头（2），控制器（3）和进口法兰（1）上的孔道与管道内液体连通;气囊（6）外围液体同时通过出口法兰（7）、排出阀芯（8）上的孔道作用于橡胶套（14）外侧，管道液体直接作用于进入阀芯（17）处橡胶套（14）内侧。当水击压力作用到泄放阀时，橡胶套（14）外侧的液压由于气囊（6）的缓冲和控制器（3）的节流作用，其上升速度滞后于橡胶套（14）内侧进口段压力上升速度，橡胶套内外产生压力差。当压差达到一定数值时，液体顶开橡胶套（14）泄放液体。之后，阀筒体内液压缓慢上升，橡胶套逐渐收缩，减少泄放，进口压力则逐渐提高。当橡胶套（14）内外侧压力的变化达到同步时，进入阀芯（17）内外的压差消失，泄放停止。此后若无别的扰动，管道处于新的稳定工况。

当泄放阀的进口压力上升到整定的最大值时，最大 压力安全导阀关闭，切断阀筒体的进油通道，气囊（6）内的气压和橡胶套（14）外侧的液压保持在该定值上，将泄放不止，保证控制点的压力不超过整定值。进口压力低于定值时，最大压力安全导阀开启恢复原态。回流活门（4）使阀在压力波动的情况下总能处于控制增压速率和增压最大值的初始状态。

本发明因为压力缓冲机构与橡胶套阀合在一起，结构简单。

本发明的具体结构由以下实施例及附图给出。

图1、2是根据本发明提出的控制管道增压速率和最大压力的泄放阀的实施图。

本发明是由阀主体和控制器（3）两大部分组成，并由过渡接头（2）连接。

阀主体由阀体、橡胶套阀、充气蓄能系统三部分构成。阀体（图1）由进口法兰（1）、出口法兰（7）、阀筒体（5）构成，支撑在支架（19）上。橡胶套阀由阀芯（17）、（8）、定心密封环（12）、连接螺杆（11）、橡胶套（14）、有数孔的橡胶套限位导油筒（15）构成，其中阀芯分左右两半，其壁上有很多轴向槽孔（10）、（16），进出孔由定心密封 环（12）和紧套在阀芯上的橡胶套（14）隔开，形成进入腔室（18）和排出腔室（9）。

过渡接头（2）将控制器（3）连接在阀筒体（5）上，其内有液体通道，在与控制器并连通道上设回流活门（4）。

控制器（图2）由最大压力安全导阀和增压速率调节导阀组成，二者串连在进油道与蓄能系统之间。最大压力安全导阀是由半球活门（22）、半球活门胶垫（21）、活门座（23）、活门杆（20）、随动活塞（24）、弹簧（25）、最大压力指示器（26）、最大压力调节轴（27）构成。增压速率调节导阀由增压速率调节轴（28）、增压速率指示器（29）、节流活塞（30）、节流体（31）和节流体座（32）构成。

本发明安装在低粘度液体管道上，在泄放阀投入使用前，将气囊（6）充气至略大于该处管线的稳定工作压力。阀投入使用时，进入腔（18）的液体经进口法兰（1）上的孔和过渡接头（2）进入控制器（3）最大压力安全导阀，再经增压速率调节导阀和过渡接头（2）进入阀筒体（5）内。在输油稳定状态下，阀芯进入腔边的橡胶套（14）的内外压力都等于阀的进压，阀芯排出腔边橡胶套外部等于进压，内部压力等于或接近于零。即橡胶套（14）的这两部 分受到压差的作用和橡胶套本身张力的作用，橡胶套将阀芯排出腔的槽孔和定心密封环（12）外环槽（13）严密地封闭。

在阀进口压力缓慢上升的情况下，阀筒体（5）内部的液压和阀芯进入腔液压同步增长，橡胶套不会鼓起泄放，且阀芯排出侧的内外压差更大，密封更严。

当进口压力上升较快，则阀筒体（5）内部液压上升因控制器的节流和气囊（6）的缓冲作用而滞后，阀芯进入侧的橡胶套（14）在压差作用下鼓起。当压差达到一定数值时，橡胶套鼓起到打开阀芯排出侧槽孔而泄放液体，之后，阀体内液压缓慢上升，橡胶套（14）逐渐收缩，发生关闭效应，减少泄放，使进口压力提高。当阀筒体（5）内液压跟踪阀进口压力（在允许最大压力值范围）。上升至进入阀芯处压差基本消失时，停止泄放。此时，若管线内压力不因其他因素而波动，则系统处于新的稳定工作状态。

当阀进入口压力上升到所限制的最大值时，在液压作用下，半球活门（22）关闭，切断阀筒体内腔的进油通道，使得筒体内液压不能在跟踪进入阀芯处的液压。橡 胶套在压差作用下鼓起，继续并增大泄放量，以保证管线压力不超过定值。

当阀筒体（5）内液压高于阀进口内液压时，筒体内的液体经回流活门（4）、过渡接头（2）、进口法兰（1）的孔道，回流到阀进入口。所以筒体（5）内液压能够基本上同步地随阀进入口液压的下降而下降，使阀总是处于调节增压速率的初始状态，并使最大压力安全导阀关闭后可在液压降低到定值以下时重新开启，恢复到初始状态。

增压速率可以用拧动调节轴（28）的方法进行调整，以改变液体的流通面积，实现节流调节，限压值可以拧动调节轴（27）进行调整，以改变弹簧（25）的予紧力。增压速率低时对防止水击型超压有利，但泄放量和不稳定工况的时间将增大和延长。

Claims (3)

1、在液体输送管道上，控制增压速率和最大压力泄放阀，由泄放阀主体、控制器(3)和过渡接头(2)组成，阀主体有进口法兰(1)，出口法兰(1)，出口法兰(7)和夹在进、出口法兰之间的阀筒体(5)以及筒体内的外套橡胶套(14)的阀芯，其特征在于控制器是由最大压力安全导阀和增压速率调节导阀串联而成；控制器(3)和阀主体是由内有一个球形回流活门(4)和孔道的过渡接头(2)连接；在阀筒体(5)与橡胶套阀芯之间装有环形橡胶气囊(6)，气囊外部通过过渡接头上的孔和控制器内的孔与阀主体的进液口连通；阀芯(1)、(8)为两个相同的零件，其间夹有一个定心密封环(12)，定心密封环的外壁上有一道环槽(13)，经环槽上的孔道、连接螺杆(11)上的孔与排出腔室(9)连通。

2、根据权利要求1所述的泄放阀，特征在于环形橡胶气囊（6）中的充气压力略高于安装点管道系统的压力。

3、根据权利要求1所述的泄放阀，其特征在于控制器（3）的增压速率调节导阀的节流体（31）上有两道窄缝，节流活塞（30）可在节流体内活动，实现无级调节。

Images