CN106286927B - 自压力加载式调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自压力加载式调压器,它主要由调压主阀和指挥阀、稳压阀连接成整体结构的调压控制器组成，它的结构特点是：在指挥阀、稳压阀内分别配装指挥节流阀瓣、稳压节流阀瓣串联组成对调压信号进行二次节流和双重关闭的“复式调压稳压结构”，经过调压控制器进行二次节流调压稳压后再向调压主阀输入平稳的调压信号进行调压稳压作业，即可实现自动调节输出气体压力并使之趋于稳定的发明目的。经过试用表明：本发明确实具有结构简捷设计合理、生产制造成本低、安装使用方便、调压精度高、输出气压稳定性好、关闭密封性能强、运行安全可靠工作寿命长的突出优点，在输气行业中有极佳的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及气体调压稳压装置，属于自动调节输气压力稳定输出气压的技术领域，具体地说一种自压力加载式调压器，它特别适合在天然气、液化气、煤气以及CNG调压站等输气管线上安装使用，对提高输配送气体压力稳定性能具有非常明显的技术效果。
背景技术
我们知道，随着我国石油天然气事业和城镇化建设的高速发展，极大地推进了城市输配送燃气管网设施的建设进程。据调查了解：目前，在我国大部份城市都已基本建成较为完善的输配送燃气管网系统，这对在工业生产行业和居民生活中推行“煤改气” 环保工程都发挥了积极作用。对于输气工作主管部门来说，向用户提供压力稳定的燃气产品是确保“安全送气、安全用气”的一项重要的技术质量指标。但是，在输配送燃气作业过程中，输气管网设备不可避免地会受到上端气源、管道周边地质环境等客观因素的影响而引起输气压力发生波动，当气压波动幅度过大超出设计许可范围时就容易酿成生产安全事故。为了解决这个问题，在现行输气行业中最常使用的技术措施是在输气管线上安装一套调压控制装置，它的调压工作原理是：将管内压力波动信号反馈至调压控制装置，再由调压控制装置对输送管线进行调压作业将输出气体压力波动值调控至许可范围内并使之趋于稳定。经过检索：中国专利CN202884159U就公开了一种名称为“超高压间接作用式调压器”（ZL201220454000.5）的发明专利技术，它是由安装于输气主管上的主阀和一组信号管连接的指挥器组成，信号管将输气主管内的压力波动信号导入指挥器作用于调压膜片使其改变节流开度，再由指挥器向主阀膜盒内输入调压信号来调节主阀的开启程度，即可实现调节稳定输出压力的目的。客观地说，这种调压器产品已在输气行业成熟使用多年，它对维护输气管网设备安全运行发挥了一定作用。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：第一.由于它是将输气主管内的压力介质只经单个指挥阀一次节流后就导入主阀膜盒内进行调压作业，导入主阀膜盒内用作调压信号气介的压力瞬时变化幅度较大（即是说，用作调压气介的压变平顺平稳性较差），这会对主调膜片形成剧烈的冲击破坏力。这正是现行调压器的主调膜片容易被较大的瞬变压力冲击破损而缩短工作寿命的一个主要原因，同时，由于导入主阀膜盒内的调压信号的压变平顺平稳性差，也会影响调压器对输出气体压力的调压稳定性能。第二.由于现行调压器的关闭密封是依靠阀芯压贴于阀口上端面的密封圈来实现的，在调压作业过程中密封圈会受到高压高速气流的冲刷腐蚀损坏而失效，特别是在密封圈表面还容易粘附滞留气介中的杂质而降低密封性能，这正是现行调压器长期存在“关闭密封性能较差”的一个主要原因。这也是现行调压器产品长期存在“即使处于关闭状态，有时也仍会有少量燃气泄漏于下游管道”的漏气现象，但是，由于这种“漏气现象”时隐时现且泄漏燃气数量较小，长期以来，在调压器行业中一直未引起高度重视，事实上，这是一种潜在于输气管网设备系统中极具危险性的安全生产陷患。这是现行调压器产品还需要进一步改进和完善的技术课题，本发明正是想要解决上述问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的上述不足之处而提出一种调压精度高、稳压效果好、在关闭时具有极高密封性能的自压力加载式调压器。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：
本发明提出的一种自压力加载式调压器，它包括调压主阀、调压控制器KZ，所述的调压主阀包括主阀体、安装于主阀体上的主阀盖、皮膜垫环和配装于阀腔内的主阀口、主阀套、主调阀芯、主调阀杆，在皮膜垫环与主阀盖之间配装主调皮膜组件分隔为主调上膜腔、主调下膜腔，在主调上膜腔内配装有支承主调皮膜组件的主调弹簧，所述的主调阀芯滑配于主阀套内形成芯内气腔结构，在主调阀芯内设置有连通主阀进气腔与芯内气腔的平衡气孔，所述主调阀杆固定连接安装于主调阀芯上，主调阀杆的顶端固定连接于主调皮膜组件，在主阀体上连接安装有连通主调下膜腔的主调信号管，在主阀盖上连接安装有连通主调上膜腔的后压回流管，后压回流管的另一端连接于输出主管，所述的调压控制器KZ由指挥阀和稳压阀组成，指挥阀包括下阀体、中阀体、上阀体、指挥调节弹簧、指挥螺帽和与指挥螺帽螺纹连接的指挥调节螺杆，在上阀体与中阀体之间配装指挥皮膜组件构成指挥下膜腔，在中阀体壁体内设置有连通指挥下膜腔的后压进气通道、后压出气通道，在指挥皮膜组件上由指挥螺栓连接安装有底座，所述指挥调节弹簧支承于底座与压簧板之间，指挥调节螺杆的底端顶贴于压簧板上，在中阀体上固定安装有连通后压进气通道的后压信号管，后压信号管的进气端连接于输出主管，其特征在于：在中阀体壁体内设置有指挥气室和与指挥气室相通的节流出气腔、节流出气通道，在指挥气室内配装有指挥节流阀瓣和支承于指挥节流阀瓣的指挥节流弹簧，在下阀体壁体内设置有与指挥气室连通的指挥进气通道，所述主调信号管的进气端固定连接安装于中阀体与节流出气通道相连通，所述的稳压阀包括稳压阀体、稳压阀盖、稳压调节弹簧和与稳压阀盖螺纹连接的稳压调节螺杆，在稳压阀体与稳压阀盖之间配装稳压皮膜组件分隔为稳压上膜腔、稳压下膜腔，在稳压阀盖壁体内设置有连通稳压上膜腔的后压引入通道，所述的稳压调节弹簧支承于稳压皮膜组件与稳压板之间，稳压调节螺杆的底端顶贴于稳压板上，在稳压阀体壁体内设置有与稳压下膜腔相通的稳压调节气道、稳压气室，在稳压气室内配装有稳压节流阀瓣和支承于稳压节流阀瓣的稳压节流弹簧，所述的稳压阀由连接螺栓固定连接安装于指挥阀的下阀体、中阀体，稳压阀的后压引入通道、稳压调节气道分别对接于指挥阀的后压出气通道、指挥进气通道形成“密闭连通的对接气道结构”，在稳压阀体上固定连接安装有与稳压气室相通的前压信号管，前压信号管的进气端连接于主阀进气腔。它显著的结构特点是：在指挥阀上固定连接配装稳压阀组成一体化整体结构的调压控制器，将稳压阀的后压引入通道、稳压调节气道对接于指挥阀的后压出气通道、指挥进气通道形成“密闭连通的对接气道结构”；在指挥阀的指挥气室、稳压阀的稳压气室内分别配装指挥节流阀瓣、稳压节流阀瓣串联成对调压信号气源进行二次节流稳压和双重关闭的复式调压稳压结构；在稳压阀内配装有支承稳压节流弹簧的稳压板和与稳压阀盖螺纹连接的稳压调节螺杆组成稳压调节机构。这种结构设计特别方便于管理人员根据实际工况现场调节重新修改设定额定输出压力值的操作，它较好地克服了传统稳压器“只在出厂时进行一次性设定而不能现场修改”的弊端。当输气管线压力发生波动时，它会在阀前、阀后压力波动信号的共同作用下对导入的调压信号气源进行二次节流双重稳压作业，再经主调信号管向调压主阀的主调下膜腔内输入平顺平稳的调压信号来调节主阀套的节流口开度，即可实现调节输出气体压力并使之趋于稳定的发明目的。特别是本发明在调压主阀关闭时，它能由串联的指挥节流阀瓣、稳压节流阀瓣同时封闭前压信号气源进行双重关闭，彻底杜绝主阀进气腔内的前压气源经前压信号管、稳压阀、指挥阀再由后压信号管泄流至下游输出主管的漏气事故，对确保下游用户用气安全具有非常显著的技术效果。
为更好地实现本发明的目的，它还具有如下的技术特征：
在主调阀杆的杆体内设置有连通主调上膜腔、主调下膜腔的阻尼微孔形成缓泄气道结构。这种结构设计能有效改善主调下膜腔内调压信号气介的压变平顺性和平稳性，可极大地减缓由于调压信号气介的压力瞬变幅度过大对主调膜片形成剧烈的冲击破坏力，它能有效地控制主调下膜腔与主调上膜腔的压差，避免因上、下膜腔压差过大对主调皮膜所造成的破坏，对保护主调膜片延长工作寿命和提高调压稳压性能具有非常明显的技术效果。
控制阻尼微孔缓泄气道的进口、出口两端之间的压力差为0.05MPa—0.10MPa 。经试用表明：这种对阻尼微孔的阻尼压降控制在0.05MPa—0.10MPa之间的优化设计具有极佳的泄流缓释作用，可有效缓释平顺主调下膜腔内调压气介的压力瞬变幅度，能极大地改善主调下膜腔内调压气介的压变平顺性、平稳性，提高调压器的调压精度和输出气压的稳压能力。
在主调阀芯的底端由螺钉固定连接安装压圈底板构成内装密封圈的嵌装结构。这种结构设计是由压圈底板压装嵌配的密封圈与主阀口上端面的硬质合金形成调压主阀的关闭密封副，压圈底板能有效阻挡高速气流直接冲刷密封圈，也能防止气介中的杂质粘附滞留于密封圈表面，对密封圈具有很好的保护作用进而延长它的有效密封寿命，对提高调压器的关闭密封性能具有一定的技术效果。
主调阀芯的上端受压面积大于主阀口的内通孔截面积。它是利用主调阀芯内设置的平衡气孔将主阀进气腔内的气介导入芯内气腔并加载作用于主调阀芯的上端面，即可在调压主阀关闭时对主调阀芯施以一个向下作用力来增强调压主阀的关闭密封性能。它的原理是：在调压主阀关闭时，主调阀芯的下端受压面积即为主阀口的内通孔截面积，虽然主调阀芯的上下端面受到的压强P是相同的，但是，由于主调阀芯的上端受压面积S上>下端受压面积S下，即有：PS上 > PS下的关系式，而PS上 与 PS下之差即为主调阀芯在关闭状态时所受到的用于增强关闭密封性能的向下作用力。本发明有目的地采用这种“主调阀芯上端受压面积大于主阀口内通孔截面积”的结构设计，能极大地提高调主阀的关闭密封性能，可彻底消除在调压器行业中长期存在“即使关闭状态，有时仍会有少量气体泄漏于下游管道”的漏气事故隐患。
控制主调阀芯的上端受压面积为主阀口的内通孔截面积的1.05—1.15倍。这种将主优化倍率是将主调阀芯的上端受压面积S上控制在1.05×S下至1.15×S下之间，经试用表明：这种主调阀芯上、下端受压面积的优化倍率结构设计可在不影响调压稳压精度的情况下，进一步增强调压主阀的关闭密封性能。
在指挥阀的指挥螺栓的底部设置有导向孔，指挥节流阀瓣的定位轴滑配于指挥螺栓的导向孔内。这种结构设计对指挥节流阀瓣具有很好的定位导向作用，它能确保指挥节流阀瓣只能沿导向孔上下垂直移动而不会发生歪斜，能有效防止因指挥皮膜组件频繁的上下移动而引起指挥节流阀瓣发生歪斜现象，因为指挥节流阀瓣一旦发生歪斜后就会影响指挥阀的节流效果，特别是在调压器关闭时，还会严重影响指挥节流阀瓣封闭前压信号气源的严密性能。经试用表明：这种定位导向孔结构设计能极大地提高指挥阀在调压器关闭时对前压信号气源的严密封闭性能，即是说，它能在调压器关闭时由指挥节流阀瓣严密封闭前压信号气源，可有效防止“调压器呈关闭状态有时仍有少量前压气源经前压信号管、调压控制器、主调信号管、主调下膜腔、阻尼微孔、主调上膜腔、后压信号管泄流至下游输出主管”的漏气事故。
在稳压阀的稳压皮膜组件上固定安装有稳压螺栓，在稳压螺栓的底部设置有稳压定位孔，稳压节流阀瓣的稳压轴滑配于稳压螺栓的稳压定位孔内。与上述同理，这种结构设计对稳压节流阀瓣也具有很好的定位导向作用，使稳压节流阀瓣只能沿稳压定位孔上下垂直移动而不会发生歪斜。经试用表明：它也能极大地提高稳压节流阀瓣在调压器关闭时对前压信号气源的严密封闭性能，也能有效防止“调压器呈关闭状态有时仍有少量前压气源经前压信号管、调压控制器、主调信号管、主调下膜腔、阻尼微孔、主调上膜腔、后压信号管泄流至下游输出主管”的漏气事故。
本发明同现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著进步：
本发明首创了一种在指挥阀上固定配装稳压阀组成一体化调压控制器对调压主阀进行调压稳压作业的自压力加载式调压器,它是在指挥阀的指挥气室、稳压阀的稳压气室内分别配装指挥节流阀瓣、稳压节流阀瓣串联成对调压信号气源进行二次节流稳压和双重关闭的“复式调压稳压结构”，经二次节流稳压后再向主调下膜腔输入平顺平稳的调压信号进行调压稳压作业，即可实现自动调节输出气压并使之趋于稳定的发明目的。它还在主调阀杆内设置连通主调上膜腔、主调下膜腔的阻尼微孔形成“缓泄气道结构”，能明显改善主调下膜腔内调压气介的压变平顺性和平稳性，可极大地缓减因气介压力瞬变幅度过大对主调膜片造成的冲击力，对主调膜片具有很好的保护作用；特别是“主调阀芯上端受压面积大于主阀口的内通孔截面积”的结构设计，它能在调压主阀关闭时将主阀进气腔内的压力引入芯内气腔，即可利用气介压力自行加载作用于主调阀芯的上端面对主调阀芯施以一个向下作用力来增强调压主阀的关闭密封性能，由对接气道结构串联的指挥节流阀瓣、稳压节流阀瓣也能同时对前压信号气源进行双重关闭，彻底杜绝前压气源经前压信号管、稳压阀、指挥阀再由主调信号管、主调下膜腔、阻尼微孔、主调上膜腔、后压信号管泄流至下游输出主管而引发燃气泄漏事故，对确保下游用气安全具有非常显著的技术效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，也作摘要附图。
图2是本发明的调压控制器的结构示意图（放大），展示稳压阀由一组连接螺栓固定连接安装于指挥阀形成“密闭对接气道结构”的示意图。
图3是调压控制器的指挥阀的结构示意图（放大）。
图4是调压控制器的稳压阀的结构示意图（放大）。
图5是图3的A—A视图，展示在中阀体上连接安装主调信号管连通节流出气通道的结构示意图。
图6是图1的Ⅰ局部放大图（放大），展示在主调阀杆的杆体内设置阻尼微孔形成连通主调下膜腔与主调上膜腔的缓泄气道结构示意图。
图7是图3的Ⅱ局部放大图（放大），展示指挥节流阀瓣的定位轴滑配于指挥螺栓的导向孔内进行导向定位的结构示意图。
图8是图4的Ⅲ局部放大图（放大），展示稳压节流阀瓣的稳压轴滑配于稳压螺栓的稳压定位孔内进行导向定位的结构示意图。
图9是本发明的调压主阀关闭状态示意图（放大），展示主调阀芯上端受压面积大于主阀口内通孔截面积的结构示意图，进而展示由平衡气孔将主阀进气腔的压力导入芯内气腔作用于主调阀芯上端面来提高调压主阀关闭密封性能的工作原理图。
附图中的标记说明：
1为单实线箭头，2为主调信号管，3为主调皮膜组件，4为主阀盖，5为主调弹簧，6为主调上膜腔，7为主调下膜腔，8为阀腔，9为双线空心箭头，10为进口管法兰，11为主阀进气腔，12为主阀体，13为主阀口，14为压圈底板，15为螺钉，16为密封圈，17为节流口，18为主阀出气腔，19为出口管法兰，20为主阀套，21为主调阀芯，22为平衡气孔，23为芯内气腔，24为主调阀杆，25为皮膜垫环，26为后压回流管，27为输出主管，28为后压信号管，29为前压信号管，30为指挥调节螺杆，31为指挥调节弹簧，32为指挥皮膜组件，33为指挥螺帽，34为上阀体，35为中阀体，36为后压进气通道，37为定位轴，38为指挥气室，39为指挥进气通道，40为下阀体，41为连接螺栓，42为稳压调节气道，43为稳压阀体，44为稳压轴，45为稳压皮膜组件，46为稳压阀盖，47为稳压顶盖，48为稳压调节螺杆，49为指挥顶盖，50为指挥下膜腔，51为底座，52为节流出气腔，53为指挥节流弹簧，54为后压出气通道，55为指挥节流阀瓣，56为指挥螺栓，57为压簧板，58为稳压上膜腔，59为后压引入通道，60为稳压节流阀瓣，61为稳压气室，62为稳压节流弹簧，63为稳压下膜腔，64为稳压螺栓，65为稳压调节弹簧，66为稳压板，67为节流出气通道，68为阻尼微孔，69为导向孔，70为稳压定位孔，71为上端受压面积，72为内通孔截面积，KZ为调压控制器。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的实施例：
本发明提出的一种自压力加载式调压器，它主要由调压主阀、调压控制器KZ和与之相连接的主调信号管2、前压信号管29、后压信号管28、后压回流管26组成。所述调压主阀主要由主阀体12、安装于主阀体12上的主阀盖4、皮膜垫环25和配装于阀腔8内的主阀口13、主阀套20、主调阀芯21、主调阀杆24组成，在皮膜垫环25与主阀盖4之间配装主调皮膜组件3分隔为主调上膜腔6、主调下膜腔7，在主调上膜腔6内配装有支承主调皮膜组件3的主调弹簧5，所述的主调阀芯21滑配于主阀套20内形成芯内气腔23结构，在主调阀芯21内设置有连通主阀进气腔11与芯内气腔23的平衡气孔22。在主调阀芯21的底端由螺钉15固定连接安装压圈底板14构成内装密封圈16的嵌装结构，由压圈底板14压装嵌配于主调阀芯21底端的密封圈16与主阀口13上端面设置的硬质合金形成关闭密封副，在调压主阀开启进行调压稳压作业过程中，压圈底板14能有效阻挡高速气流直接冲刷密封圈16，对密封圈16具有很好的保护作用进而延长有效密封工作寿命。在实际生产制造时，控制主调阀芯21的上端受压面积71要大于主阀口13的内通孔截面积72，还可进一步优化控制主调阀芯21的上端受压面积71为主阀口13的内通孔截面积72的1.10倍，即能很好地利用导入芯内气腔23内的气介压力自行加载作用于主调阀芯21上端面并施以一个向下作用力来增强调压主阀的关闭密封性能，对进一步增强调压主阀的关闭密封性能具有明显的技术效果。所述的主调阀杆24固定连接安装于主调阀芯21上，主调阀杆24的顶端固定连接于主调皮膜组件3，在主调阀杆24顶部的杆体内设置有连通主调上膜腔6、主调下膜腔7的阻尼微孔68形成“平稳缓泄气道结构”。在实际生产制造时，可进一步优化控制阻尼微孔68缓泄气道的进口、出口两端之间的压力差为0.06MPa，它对改善主调下膜腔7内调压信号气介的压变平顺性和平稳性具有极佳的技术效果，能有效平缓主调下膜腔7内气介的压力瞬变幅度，明显提高调压器的调压精度和对输出气压的稳压性能。所述的调压控制器KZ是由指挥阀和固定连接安装于指挥阀的稳压阀组成。所述的指挥阀主要由下阀体40、中阀体35、上阀体34、指挥调节弹簧31、指挥螺帽33、指挥顶盖49和与指挥螺帽33螺纹连接的指挥调节螺杆30构成，在中阀体35与上阀体34之间配装指挥皮膜组件32构成指挥下膜腔50，在中阀体35的壁体内设置有连通指挥下膜腔50的后压进气通道36、后压出气通道54，在指挥皮膜组件32上由指挥螺栓56连接安装有底座51，在指挥螺栓56底部设置有导向孔69。所述的指挥调节弹簧31支承于底座51与压簧板57之间，将指挥调节螺杆30的底端顶贴于压簧板57上面构成“指挥调节机构”。在中阀体35的壁体内还设置有指挥气室38和与指挥气室38相通的节流出气腔52、节流出气通道67，在指挥气室38内配装指挥节流阀瓣55和支承于指挥节流阀瓣55的指挥节流弹簧53构成“指挥节流机构”，指挥节流阀瓣55的定位轴37滑配于指挥螺栓56的导向孔69内，这种滑配方式对指挥节流阀瓣55具有很好的定位导向作用，它能确保指挥节流阀瓣55在节流工作过程中只能沿导向孔69上下垂直移动而不会发生歪斜。在下阀体40壁体内设置有与指挥气室38相通的指挥进气通道39。所述的稳压阀主要由稳压阀体43、稳压阀盖46、稳压顶盖47、稳压调节弹簧65和与稳压阀盖46螺纹连接的稳压调节螺杆48构成，在稳压阀体43与稳压阀盖46之间配装稳压皮膜组件45分隔为稳压上膜腔58、稳压下膜腔63，在稳压皮膜组件45上固定安装有稳压螺栓64，在稳压螺栓64底部设置有稳压定位孔70，在稳压阀盖46壁体内设置有连通稳压上膜腔58的后压引入通道59，所述稳压调节弹簧65支承于稳压皮膜组件45与稳压板66之间，将稳压调节螺杆48底端顶贴于稳压板66上面构成“稳压调节机构”。在稳压阀体43的壁体内设置有与稳压下膜腔63相通的稳压调节气道42、稳压气室61，在稳压气室61内配装有稳压节流阀瓣60和支承于稳压节流阀瓣60的稳压节流弹簧62构成“稳压节流机构”。稳压节流阀瓣60的稳压轴44滑配于稳压螺栓64的稳压定位孔70内，这种滑配方式对稳压节流阀瓣60具有很好的定位导向作用，使稳压节流阀瓣60只能沿稳压定位孔70上下垂直移动而不会发生歪斜现象。所述的稳压阀是由一组连接螺栓41固定连接安装于指挥阀的下阀体40、中阀体35上构成调压控制器KZ整体结构，稳压阀的后压引入通道59、稳压调节气道42分别对接于指挥阀的后压出气通道54、指挥进气通道39形成“密闭连通的对接气道结构”。
本发明是按如下方式进行安装操作的：
首先将主阀体12的进口管法兰10、出口管法兰19分别固定连接于输入主管、输出主管27，如双线空心箭头9所示，即可构成由输入主管经调压主阀至输出主管27向下游供气的“主输气管路通道”。将前压信号管29的进气端固定连接于主阀体12上与主阀进气腔11相连通，再将前压信号管29出气端连接安装于稳压阀体43上与稳压气室61相连通；将主调信号管2的一端固定连接安装于指挥阀的中阀体35上与节流出气通道67相连通，再将主调信号管2的另一端连接安装于主阀体12上与主调下膜腔7相连通；将后压回流管26的一端固定连接安装于主阀盖4上与主调上膜腔6相连通，后压回流管26的另一端连接于输出主管27，将后压信号管28固定连接于输出主管27与主阀出气腔18相连通，后压信号管28的另一端固定连接安装于指挥阀的中阀体35上与后压进气通道36相连通，如单实线箭头1所示，即可构成会同时受到主阀进气腔11内输入压力波动、主阀出气腔18内输出压力波动共同影响作用的“调压信号气源通道”。
它是这样进行调压稳压作业的：
输气作业管理人员首先根据《输配送燃气管理操作规程》进行设定操作：打开指挥顶盖49、稳压顶盖47后，精确操作指挥调节螺杆30、稳压调节螺杆48，将输出主管27内的输出气压调至额定输出压力值。这时：调压主阀的主调皮膜组件3会在主调弹簧5和主调上膜腔6、主调下膜腔7内气压的共同作用下处于平衡位置状态，与此同时，主调阀芯21与主阀套20的节流口17开度均处于正常输气作业的平衡位置状态；指挥阀的指挥皮膜组件32、指挥节流阀瓣55会在指挥调节弹簧31、指挥节流弹簧53和指挥下膜腔50、指挥气室38内气压的共同作用下处于平衡位置状态；稳压阀的稳压皮膜组件45、稳压节流阀瓣60会在指稳压调节弹簧65、稳压节流弹簧62和稳压上膜腔58、稳压下膜腔63、稳压气室61内气压的共同作用下处于平衡位置状态。
当调压主阀下端输出气压因下游用户用气数量增加而下降时，后压回流管26、后压信号管28会将主阀出气腔18内的阀后输出压力下降的波动信号分别反馈输入主调上膜腔6、指挥阀的指挥下膜腔50和稳压阀的稳压上膜腔58内，这时，指挥阀内的指挥皮膜组件32的平衡位置状态被破坏，指挥皮膜组件32会在指挥调节弹簧31的推动下向下位移并带动指挥节流阀瓣55向下移动来增大指挥节流的开度，即可将“增大的调压信号”由指挥气室38经过节流出气腔52、节流出气通道67、主调信号管2输入主调下膜腔7并加载作用于主调皮膜组件3下表面，由于导入主调上膜腔6内的后压信号也是下降的，这时，“增大的调压信号”将会推动主调皮膜组件3上移并通过主调阀杆24带动主调阀芯21向上移动，在主调阀芯21上移时会增大主阀套20的节流口17的开度，即可增大调压主阀的输出流量压力直至使输出压力趋于稳定并达到设定的额定输出压力值。特别需要说明的是：输入主调下膜腔7内的“增大的调压信号”是由前压信号管29将主阀进气腔11内的前压信号气源导入稳压阀经稳压节流阀瓣60一次稳压节流、再进入指挥阀经指挥节流阀瓣55二次调压节流作业后形成的“调压信号”，更进一步地说，在一次稳压节流、二次调压节流作业的全过程中还会同时受到反馈输入指挥下膜腔50、稳压上膜腔58内的阀后输出压力下降波动信号的共同影响作用而形成的“增大的调压信号”。虽然，输入主调下膜腔7内的调压信号是“增大的”，但是，这种“增大的调压信号”是由稳压节流阀瓣60、指挥节流阀瓣55串联成的复式调压稳压结构依次经过一次稳压节流、二次调压节流后所形成的，它在输入主调下膜腔7内进行调压稳压作业时却具有极佳的“压变平顺性和平稳性”。经试用表明：本发明能极大地平缓调压信号气介的压力瞬变幅度，可有效缓减对主调膜片形成的冲击破坏力，它对保护主调膜片延长工作寿命和提高调压器的调压稳压工作性能都具有非常明显的技术效果。
当调压主阀下端输气管线因“爆管事故”而导致下游压力急剧下降时，由后压信号管28导入指挥阀和稳压阀内的气压也会快速下降，这时，指挥节流弹簧53、稳压节流弹簧62会推动指挥节流阀瓣55、稳压节流阀瓣60向上移动关闭指挥阀和稳压阀快速切断前压信号气源。与此同时，主调皮膜组件3也会在主调弹簧5的推动下快速向下移动并通过主调阀杆24带动主调阀芯21向下移动封闭主阀套20的节流口17，即可快速关闭调压主阀进行安全保护。特别是本发明采用“主调阀芯上端受压面积大于主阀口的内通孔截面积”的优化结构设计，在调压主阀关闭时，它能将主阀进气腔11内的气介压力引入芯内气腔23内，即可利用气介压力自行加载作用于主调阀芯21的上端面并对主调阀芯21施以一个向下作用力来增强调压主阀的关闭密封性能。
反之，当调压主阀下端的输出气压因下游用户用气数量减少而上升时，后压回流管26、后压信号管28会将主阀出气腔18内的阀后输出压力上升的波动信号分别反馈输入主调上膜腔6、指挥阀的指挥下膜腔50和稳压阀的稳压上膜腔58内，与上述同理：指挥皮膜组件32会在指挥下膜腔50内的气压推动下向上移动，这时，指挥节流阀瓣55会在指挥节流弹簧53推动下向上移动来减小指挥节流的开度，即可将“减小的调压信号” 由指挥气室38经过节流出气腔52、节流出气通道67、主调信号管2输入主调下膜腔7内，由于导入主调上膜腔6内的后压信号也是上升的，主调皮膜组件3在主调弹簧5和主调上膜腔6内气压的共同作用下快速向下移动来减小主阀套20的节流口17的开度，即可减小调压主阀的输出流量压力直至使输出压力趋于稳定并达到设定的额定输出压力值。
Claims (8)
1.一种自压力加载式调压器，它包括调压主阀、调压控制器（KZ），所述的调压主阀包括主阀体（12）、安装于主阀体（12）上的主阀盖（4）、皮膜垫环（25）和配装于阀腔（8）内的主阀口（13）、主阀套（20）、主调阀芯（21）、主调阀杆（24），在皮膜垫环（25）与主阀盖（4）之间配装主调皮膜组件（3）分隔为主调上膜腔（6）、主调下膜腔（7），在主调上膜腔（6）内配装有支承主调皮膜组件（3）的主调弹簧（5），所述的主调阀芯（21）滑配于主阀套（20）内形成芯内气腔（23）结构，在主调阀芯（21）内设置有连通主阀进气腔（11）与芯内气腔（23）的平衡气孔（22），所述主调阀杆（24）固定连接安装于主调阀芯（21）上，主调阀杆（24）的顶端固定连接于主调皮膜组件（3），在主阀体（12）上连接安装有连通主调下膜腔（7）的主调信号管（2），在主阀盖（4）上连接安装有连通主调上膜腔（6）的后压回流管（26），后压回流管（26）的另一端连接于输出主管（27），所述的调压控制器（KZ）由指挥阀和稳压阀组成，指挥阀包括下阀体（40）、中阀体（35）、上阀体（34）、指挥调节弹簧（31）、指挥螺帽（33）和与指挥螺帽（33）螺纹连接的指挥调节螺杆（30），在上阀体（34）与中阀体（35）之间配装指挥皮膜组件（32）构成指挥下膜腔（50），在中阀体（35）壁体内设置有连通指挥下膜腔（50）的后压进气通道（36）、后压出气通道（54），在指挥皮膜组件（32）上由指挥螺栓（56）连接安装有底座（51），所述指挥调节弹簧（31）支承于底座（51）与压簧板（57）之间，指挥调节螺杆（30）的底端顶贴于压簧板（57）上，在中阀体（35）上固定安装有连通后压进气通道（36）的后压信号管（28），后压信号管（28）的进气端连接于输出主管（27），其特征在于：在中阀体（35）壁体内设置有指挥气室（38）和与指挥气室（38）相通的节流出气腔（52）、节流出气通道（67），在指挥气室（38）内配装有指挥节流阀瓣（55）和支承于指挥节流阀瓣（55）的指挥节流弹簧（53），在下阀体（40）壁体内设置有与指挥气室（38）连通的指挥进气通道（39），所述主调信号管（2）的进气端固定连接安装于中阀体（35）与节流出气通道（67）相连通，所述的稳压阀包括稳压阀体（43）、稳压阀盖（46）、稳压调节弹簧（65）和与稳压阀盖（46）螺纹连接的稳压调节螺杆（48），在稳压阀体（43）与稳压阀盖（46）之间配装稳压皮膜组件（45）分隔为稳压上膜腔（58）、稳压下膜腔（63），在稳压阀盖（46）壁体内设置有连通稳压上膜腔（58）的后压引入通道（59），所述的稳压调节弹簧（65）支承于稳压皮膜组件（45）与稳压板（66）之间，稳压调节螺杆（48）的底端顶贴于稳压板（66）上，在稳压阀体（43）壁体内设置有与稳压下膜腔（63）相通的稳压调节气道（42）、稳压气室（61），在稳压气室（61）内配装有稳压节流阀瓣（60）和支承于稳压节流阀瓣（60）的稳压节流弹簧（62），所述的稳压阀由连接螺栓（41）固定连接安装于指挥阀的下阀体（40）、中阀体（35），稳压阀的后压引入通道（59）、稳压调节气道（42）分别对接于指挥阀的后压出气通道（54）、指挥进气通道（39）形成“密闭连通的对接气道结构”，在稳压阀体（43）上固定连接安装有与稳压气室（61）相通的前压信号管（29），前压信号管（29）的进气端连接于主阀进气腔（11）。
2.根据权利要求1所述的自压力加载式调压器，其特征在于：在主调阀杆（24）的杆体内设置有连通主调上膜腔（6）、主调下膜腔（7）的阻尼微孔（68）形成缓泄气道结构。
3.根据权利要求2所述的自压力加载式调压器，其特征在于：控制阻尼微孔（68）缓泄气道的进口、出口两端之间的压力差为0.05MPa—0.10MPa 。
4.根据权利要求1或2所述的自压力加载式调压器，其特征在于：在主调阀芯（21）的底端由螺钉（15）固定连接安装压圈底板（14）构成内装密封圈（16）的嵌装结构。
5.根据权利要求1或2所述的自压力加载式调压器，其特征在于：主调阀芯（21）的上端受压面积（71）大于主阀口（13）的内通孔截面积（72）。
6.根据权利要求5所述的自压力加载式调压器，其特征在于：控制主调阀芯（21）的上端受压面积（71）为主阀口（13）的内通孔截面积（72）的1.05—1.15倍。
7.根据权利要求1或2所述的自压力加载式调压器，其特征在于：在指挥阀的指挥螺栓（56）的底部设置有导向孔（69），指挥节流阀瓣（55）的定位轴（37）滑配于指挥螺栓（56）的导向孔（69）内。
8.根据权利要求1或2所述的自压力加载式调压器，其特征在于：在稳压阀的稳压皮膜组件（45）上固定安装有稳压螺栓（64），在稳压螺栓（64）的底部设置有稳压定位孔（70），稳压节流阀瓣（60）的稳压轴（44）滑配于稳压螺栓（64）的稳压定位孔（70）内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Self pressure loaded regulator Effective date of registration: 20221123 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: SICHUAN CHANGYI OIL-GAS GATHERING TRANSPORTATION EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022510000313 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230904 Granted publication date: 20180803 Pledgee: Chengdu SME financing Company Limited by Guarantee Pledgor: SICHUAN CHANGYI OIL-GAS GATHERING TRANSPORTATION EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022510000313 |