CN107076344B - 囊袋浪涌抑制器 - Google Patents

Abstract

一种与容器一起使用的囊袋和连接件组件，其包括弹性充气囊袋，该弹性充气囊袋包括阀杆。第一连接件设置在所述阀杆上方，所述阀杆与所述囊袋设置在所述容器内。第二连接件设置在所述阀杆上方和第一连接件上方。该第二连接件在所述容器外侧，置于所述阀杆和所述容器开口之间。阀杆的旋转运动相对于所述第一连接件和所述第二连接件中的一个或两个是固定的。在实施例中，所述阀杆包括与所述第一连接件和/或所述第二连接件中的一个或多个表面特征配准的一个或多个表面特征，从而固定阀杆的相对旋转运动。在实施例中，该阀杆表面特征为与所述第二连接件内径的平坦表面配准的平坦表面。

Description

囊袋浪涌抑制器

技术领域

本发明涉及囊袋，且更特别地涉及这样的囊袋：用于浪涌抑制器或浪涌避雷器维修且特别改设计成避免在安装后拧紧过程中在浪涌抑制器内弯曲或旋转。

背景技术

浪涌抑制器或浪涌罐设计成控制管道等液压输送系统中流经该系统的流体流量急剧变化时产生的压力激增或瞬变。压力瞬变可以是正的或负的，且具有潜在的破坏性，并可能导致管道、泵、仪器、装置，或与其通过液压连通的其它系统部件的损坏。

浪涌抑制器已作为控制压力瞬变的装置使用多年。有些浪涌罐采用设置于内部的弹性充气囊袋且众所周知应用于不同行业，包括消防系统、市政供水和污水处理系统、海水淡化设备、燃料系统，以及化工和石化设施。

例如，在泵启动期间，泵排放产生高瞬态压力。在泵排放时安装囊袋浪涌罐会从泵吸收流体直到流体达到稳态速度，接着浪涌罐将流体排放至系统中，以平衡压力，并消除压力瞬变。当液体流动突然并急速停止也可能产生压力瞬变。囊袋浪涌罐可以消除压力瞬变。囊袋浪涌罐也可以在（例如，消防系统）需要流体的瞬时放电时用作泛滥浪涌罐。

且不管如何应用，为了正常运行，弹性囊袋维持所需的预充压力。当囊袋安装至浪涌罐中时，无论是在制造设备或随后在现场第一次更换不可操作膀胱，理想的是以一旦安装并投入使用就不会损坏或可能以其它方式削弱囊袋的预期作用和有效使用寿命的方式安装囊袋。

因此，理想的是囊袋和用于将囊袋安装或连接在浪涌罐内的连接件可以以一定方式设计以避免在安装过程中可能损坏囊袋。还希望囊袋和连接件是允许囊袋与现有浪涌罐一起使用的那些囊袋和连接件，例如，可改装的，从而能够使用囊袋和连接件与现有浪涌罐并且由此避免需要同时更换浪涌罐。还希望囊袋和/或结合使用的元件是能够在不使用任何独特的技术或材料的情况下制造的那些囊袋和/或结合使用的元件。

发明内容

与容器一起使用的囊袋和连接件组件包括弹性充气囊袋，该弹性充气囊袋包括从该弹性充气囊袋向外延伸的阀杆。第一连接件设置在阀杆上方，该第一连接件具有内径和外径。该第一连接件设置在阀杆的第一段上方且配置为放置在容器内，囊袋容纳在该容器内。在实施例中，抗挤压环置于第一连接件和容器壁的内表面之间。

第二连接件设置在阀杆上方且位于第一连接件上方。该第二连接件具有内径和外径，其中该第二连接件设置在所述阀杆的第二段上方。在实施例中，该第二连接件位于邻近容器囊袋进入开口的容器外侧且置于阀杆和囊袋进入开口之间。

阀杆的旋转运动相对于所述第一连接件和所述第二连接件中的一个或两个是固定的。在实施例中，该阀杆包括一个或多个表面特征，该一个或多个表面特征与该第一连接件和/或第二连接件的一个或多个表面特征配准。在实施例中，该阀杆表面特征为平坦表面，该平坦表面与第二连接件内径中的平坦表面配准。在实施例中，该阀杆表面特征包括在一对径向相对的平坦表面，且该第二连接件内径包括一对径向相对的平坦表面，该平坦表面与阀杆平坦表面配准。

在实施例中，该囊袋和连接件与容器以上述方式组装，且锁紧螺母与从第二连接件向外延伸的阀杆部分通过螺纹接合。以此方式构建和组装，该锁紧螺母被拧紧至预期扭矩而不转动所述杆，从而能够在不损坏囊袋的情况下安装囊袋，此外有助于确保在阀杆上实现预期扭矩而不会由不想要的囊袋转动引起困难。

附图说明

结合附图，参考下面的详细描述，可以更好地理解本文公开的囊袋和连接件的这些和其它特征和优势，其中：

图1为包括本文公开的囊袋和连接件的浪涌罐的实施例的剖视图；

图2为图1展示的浪涌罐在囊袋连接至浪涌罐的位点处的部分的剖视图；以及

图3为本文公开的囊袋阀杆和连接件的实施例的透视剖视图；

图4为本文公开的连接件的平面俯视图；

图5为图4的连接件的平面仰视图；以及

图6为图4和5的连接件的透视图。

具体实施方式

本文公开的囊袋和连接件适用于囊袋浪涌罐，且特别设计成确保在囊袋安装期间，其在浪涌罐内不会变弯，从而起到阻止和防止保护囊袋遭受因弯曲发生不想要的损坏的作用，且还可以起到确保合适的拧紧扭矩施加至囊袋以与浪涌罐获得期望的密封。

本文公开的囊袋包括杆，该杆专门设计成与连接件（例如，以端板的形式）接合且配准，该连接件专门配置为用所述杆锁上，从而当将囊袋杆拧紧并扭转至预期量时，防止杆和囊袋转动。

图1展示了囊袋浪涌罐10的实施例，该囊袋浪涌罐包括流体压力器皿或容器12，该流体压力器皿或容器12具有内部腔13和设置在腔13内的囊袋14。在该特定实施例中，所示的浪涌罐为具有竖直取向的浪涌罐，且可以理解，本文公开的浪涌罐还额可以包括具有水平取向的浪涌罐。该容器12包括沿容器12的底部或基部定位的流体入口和出口16。该流体入口/出口16使流体能够进入和排出该罐10。流体入口/出口的尺寸可以根据最终应用和系统需要而有所不同。该容器包括在其一个末端(例如，顶端)设置的囊袋进入开口18。

浪涌罐的尺寸从25加仑起而大小不一，并且在一个实施例中可以为约25~150加仑。但是，应该理解，根据特定的最终应用，比此尺寸更大的浪涌罐可能与本文公开的囊袋和连接件结合使用。浪涌罐可以由各种材料构成，只要该材料具有足够的强度以支撑负载和操作压力且对被泵送的流体具有耐化学性能。在优选的实施例中，构建的材料为钢材，如，涂布环氧树脂的碳钢或不锈钢。

该囊袋14坐落在腔12的内壁的至少一部分内且邻近该腔12的内壁的至少一部分。该囊袋14可以由适于包容压力下的气体且抵抗来自流体或液体和/或系统内的固体内容物的各种材料构成。该囊袋14还必须足够牢固以抵挡流入的流体施加在其上面的压力或作用力。在实施例中，该囊袋14由弹性材料（比如，丁腈合成橡胶，例如，丁钠橡胶）制成。该囊袋包括阀杆，该阀杆模制或以其它方式连接至所述囊袋，且从囊袋的主体向外经由容器开口18突出。

图2展示了罐30的部位的近摄图，该罐包括囊袋进入开口18。该囊袋31包括经由开口18延伸的阀杆32。该囊袋阀杆由金属材料制成，且在实施例中，其由不锈钢（比如304SS）制成。从囊袋31向上移动，该阀杆32包括从该阀杆向外突出一段距离的第一部分34。气体端塞子形式的第一连接件36围绕阀杆第一段34周向设置且位于囊袋31的顶部上。该气体端塞子36具有圆形或盘状构造，且内径38成一定尺寸以配合阀杆第一段34的直径。在实施例中，内径38成一定尺寸，范围为约60~70mm，62~65mm，在特定的实施例中，为63~64mm。应该理解，内径38的特定尺寸可以且会根据特定最终应用所呼吁使用的浪涌罐和囊袋的特定尺寸而变化。该气体端塞子36的外径40成一定尺寸并配置为与沿外径40设置的抗挤压环42连接。

抗挤压环42包括橡胶材料43的复合结构，该橡胶材料43沿外径定位且围绕金属环45，该金属环45沿内径设置且模制至橡胶材料。该橡胶材料可以与形成囊袋所用的橡胶材料相同，且该金属环可以为不锈钢，例如304 SS。该抗挤压环42设置在容器内，且置于容器壁的内表面44和气体端塞子外径40之间，其中该橡胶材料43抵住壁内表面44定位且该金属材料45抵住气体端塞子外径定位以将该气体端塞子锁紧在容器内的位置，从而防止其经由容器开口18向外挤压。

该气体端塞子36起到使囊袋阀杆以及囊袋保持处于离容器开口18预期的深度或距离的位置的作用。在实施例中，该气体端塞子由比如不锈钢等金属材料形成。在实施例中，当囊袋阀杆32的外径为大约63mm，该气体端塞子36成一定尺寸，外径为约193~194mm，且轴向厚度为约29~30mm。在实施例中，设置在气体端塞子内的阀杆第一段34部分是圆柱形的。

沿囊袋阀杆32向上移动，气体端板形式的第二连接件46围绕阀杆第一段34周向定位且设置在气体端塞子36顶部或上方。该气体端板46的专门配置的内径47设计成围绕阀杆第一段34的其它部位配合且阀杆第二段48从该内径47轴向延伸。该气体端板46的外径50配置为放置在开口18的顶部且以预期程度覆盖所述开口。O环密封件52置于囊袋杆32和气体端板内径47之间。该气体端板46的外径配置为适应O环密封件49抵住外径放置，该O环密封件置于气体端板和容器开口18之间以提供泄露密封。

此外，该气体端塞子36具有平面的顶面54，该顶面54适应气体端板46的平面的底面56放置在其上面。在实施例中，小间隙存在于气体端塞子和气体端板的相邻表面之间，例如l/16英寸。如果需要，支持环57可设置在阀杆第一直径段34上的凹槽中且置于囊袋杆32和气体端板46之间。

该气体端板46可以由与气体端塞子相同或不同类的金属材料形成，且在实施例中，由不锈钢，比如304 SS，形成。在囊袋阀杆的外径为大约63mm的实施例中，该气体端板成一定尺寸，外径50为约203~204mm，轴向厚度为约21~22mm。

图3进一步展示了本文公开的囊袋阀杆和连接件组件57。该气体端板46内径47配置为具有第一段58和第二段60，该第一段58从底面56轴向延伸，该第二段60远离该第一段58轴向延伸。在实施例中，该内径第一段58配置为圆柱形且内径与气体端塞子36的内径相同。该内径第一段58轴向延伸的距离为约½~¾气体端板厚度，且围绕阀杆第一段34的其它部分设置。如图所示，该阀杆第一段34的其它部分包括内部凹槽62，该内部凹槽62设置在阀杆第一段34中以容纳置于阀杆第一直径段34和气体端板内径第一段58之间的O环密封件（如图2所示）。

该气体端内径第二段60配置为具有一个或多个表面特征，该一个或多个表面特征成一定形状并定位成与沿阀杆第二段48的一个或多个表面特征配准，从而锁紧或以其它方式将阀杆放入相对于气体端板46的固定位置。在实施例中，阀杆第二段48配置为具有沿该阀杆第二段延伸的在径向相对的两个平坦表面66。在这样的实施例中，阀杆第二段48的其它部位包括圆柱形表面68，该圆柱形表面68也是在径向相对位置上，处于平坦表面66之间。在实施例中，该圆柱形表面68的直径与阀杆第一直径段34的直径相同。

气体端板内径第二段60以相似方式配置为具有在径向相对的两个平坦表面70且具有在径向相对的两个圆柱形表面（未示出），该平坦表面70配置为与阀杆第二段平坦表面66接合且配准，该圆柱形表面配置为与阀杆第二段圆柱形表面68接合且配准。以该方式配置，一旦放置在阀杆上，该阀杆与气体端板46配准且固定连接至该气体端板46从而防止在安装过程中，在阀杆上拧紧和扭转锁紧螺母期间，阀杆和囊袋的可旋转运动，即，阀杆相对于该气体端板是固定的且不会转动。

图4、5、6分别展示了本文公开的气体端板46的俯视、仰视和透视图，该气体端板46包括内径第二段60，该内径第二段60具有相对的平坦表面66和相对的圆柱形表面67。

虽然已经公开并展示了在气体端板46和阀杆第二直径部分48的相邻直径部位之间的互补表面特征的特定构造，应该理解，这仅是为实现将锁紧螺母拧紧至阀杆上时限制囊袋阀杆的旋转运动的期望目的，而配置的阀杆和连接件之间的许多不同类的合作表面特征中的一个实施例，并且起到提供相同功能的作用的任何和所有这样的其它表面特征或构造都在本文公开的囊袋和连接件的范围内。

进一步地，虽然上文公开和展示的实施例包括用于固定阀杆相对于连接件的位置使得其不会相对于连接件转动的特定装置，应该理解，可以使用除了具体描述的装置之外的装置。例如，该气体端塞子可以配置为与该阀杆配准以防止所述杆相对于气体端塞子的旋转运动，且该气体端塞子和气体端板中的一个或两个可以包括与彼此配准以彼此锁紧在一起的一个或多个表面特征，从而起到固定所述阀杆相对于气体端板的旋转运动。在这样的实施例中，气体端塞子和气体端板的各自的相邻顶面和底面可以包括配合在凹陷部分的表面突起，或当接合在一起时起到提供相对于彼此不可转动地锁紧接合的作用的其它机械特征。这仅是在本发明的范围内囊袋和连接件的其它实施例可以如何配置以防止拧紧和扭转锁紧螺母期间阀杆的转动的一个实施例。

再参考图2，由金属材料形成的加固垫72连接至容器的顶面且围绕容器开口。在实施例中，该加固垫72沿其内径和外径焊接至所述容器，并且起到向邻近所述开口的容器提供加固的作用且与气体端板的外径部位接触。从气体端板46向上移动，该阀杆包括第三直径部位74，该第三直径部位7从该第二直径部位48和气体端板46轴向延伸，该第三直径部位74具有螺纹，用于适应螺纹接合且与带螺纹的锁紧螺母76连通的目的。

在实施例中，出于绕阀杆旋转锁紧螺母且将锁紧螺母拧紧至预期扭矩（在实施例，该预期扭矩可以为约500至505英尺磅）的目的，锁紧螺母76的外径配置为与拧紧元件或设备合作。在实施例中，该锁紧螺母76的外径配置为除了在一对径向相对的平坦表面78之外为大致圆柱形。使用比如尺寸合适的开口扳手等互补工具，该平坦表面78使得锁紧螺母能够被拧紧。虽然已经公开并展示了锁紧螺母外径的特定配置，应该理解这仅仅是为实现使锁紧螺纹能够在阀杆上夹牢和拧紧的目的可以使用的许多不同类外径表面中的一个实施例，但所有这些其它表面特征或配置都在本文公开的囊袋和连接件的范围内。

阀防护装置80设置在阀杆和锁紧螺母上方且通过若干螺钉80等固定地连接至锁紧螺母，该螺钉80等被拧紧以与锁紧螺母平坦表面78接触。在实施例中，使用了4个螺钉82。该阀防护装置80为U形元件，该U形元件在阀杆的其它部分上延伸且起到保护阀杆其它部分不受损坏的作用，其中，该其它部分从阀杆第三直径部位74向上延伸且包括其它阀84、管塞子86和压力计量器88。

上述公开和展示的囊袋和连接件特别地配置成使浪涌罐内的囊袋阀杆能够以下述方式进行安装和拧紧：避免拧紧期间，可能导致对囊袋的非意愿撕扯或其它损坏（例如在将杆模制至囊袋的位点）飞阀杆的非意愿弯曲。此外，通过提供在拧紧过程中能够使囊袋阀杆保持在固定位置的组件，能将阀杆锁紧螺母更好地拧紧至预期扭矩，从而更易于在锁紧螺母上获得预期扭矩。因此，本文公开的囊袋和连接件起到如下作用：（1）将阀杆锁紧相对于气体端板和气体端塞子的位置；（2）防止在锁紧螺母扭转期间囊袋转动；（3）使锁紧螺母能够进行更准确的扭转；（4）保持现有囊袋浪涌抑制器的所有特征；以及（5）该囊袋和连接件是兼容的，从而可以改装用于现有的浪涌抑制器。

本文公开的囊袋和连接件的上述实施例仅用于描述原理和概念且不应被认为是限制。相反，本文公开的囊袋和连接件的范围应该由权利要求及其等同物的范围确定。

Claims (20)

1.一种囊袋和连接件组件，所述组件包括：

弹性充气囊袋，所述囊袋设置在容器内并且包括阀杆，所述阀杆与所述囊袋直接连接并从所述囊袋经由所述容器的开口向外延伸；

第一连接件，其设置在所述容器内并且定位在所述阀杆上方，所述第一连接件为环形盘状构造，具有内径和外径，其中所述第一连接件内径与所述阀杆的第一段直接相邻，其中所述第一连接件设置在所述囊袋的顶部上，处于所述阀杆从中延伸的位置，并且其中所述第一连接件包括远离所述囊袋突出的环形的最上表面；

第二连接件，其定位在所述容器的外侧，设置在阀杆上方且定位在所述第一连接件上方，所述第二连接件为盘状构造，具有内径和外径，其中所述外径大于容器开口的内径，其中所述第二连接件内径与所述阀杆中从所述第一连接件向外突出的第二段直接相邻，并且其中所述第二连接件包括环形的最下表面，所述最下表面与所述第一连接件的环形的最上表面接触；并且

其中通过使阀杆表面特征与所述第一连接件和所述第二连接件中的一个或两个的互补表面特征配准，所述阀杆的旋转运动相对于第一连接件和第二连接件中的一个或两个是固定的。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，通过使阀杆表面特征与所述第二连接件的表面特征配准限制所述旋转运动。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述阀杆表面特征包括平坦表面，所述平坦表面与第二连接件内表面的平坦表面配准并且接合，以防止所述阀杆相对于所述第二连接件转动。

4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，第二连接件内径的平坦表面特征仅部分地沿着第二连接件内径的轴向长度延伸。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述阀杆包括一对径向相对的平坦表面，并且其中，通过阀杆平坦表面中的一个或两个与所述第一连接件或第二连接件中的至少一个的内表面的平坦表面特征接合限制所述阀杆的旋转运动。

6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，第二连接件内径包括定位成与阀杆平坦表面配准的一对平坦表面。

7.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述阀杆包括一对圆柱形表面，所述一对圆柱形表面置于所述平坦表面之间。

8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一连接件外径配置为连接至抗挤压环，所述抗挤压环围绕所述第一连接件而设并置于所述容器的壁表面和所述第一连接件之间。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述第二连接件置于所述囊袋的阀杆和所述容器的开口之间。

10.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二连接件具有底面，其定位成穿过容器开口与下面的第一连接件的顶面直接相邻。

11.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括锁紧螺母，所述锁紧螺母设置在所述第二连接件上方，且与从所述第二连接件延伸的所述阀杆的部分通过螺纹接合。

12.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件各自由金属材料形成。

13.一种囊袋浪涌抑制器，其包括：

容器，其具有用于容纳一定体积的流体在其中的内部腔；

充气囊袋，其设置在所述腔内，且包括阀杆，所述阀杆直接连接至所述囊袋并且从所述囊袋经由所述容器的开口延伸；

第一连接件，其内径设置在邻近所述囊袋的所述阀杆的段的上方，且设置成与邻近所述囊袋的所述阀杆的段直接相邻，所述第一连接件设置在腔内并且具有盘状构造；

第二连接件，其内径设置在从所述第一连接件向外延伸的所述阀杆的段的上方并且设置成与从所述第一连接件向外延伸的所述阀杆的段直接相邻，其中所述第二连接件包括设置在所述容器的顶部上的部分，并且具有底面，所述底面设置在所述容器内并且定位成与所述第一连接件的顶面直接相邻，其中所述第二连接件的外径大于容器开口的内径；并且

其中通过阀杆与所述第一连接件和所述第二连接件中的一个或两个配准，来固定所述阀杆相对于所述容器的旋转位置。

14.根据权利要求13所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，所述阀杆包括沿邻近第二连接件内径的所述阀杆的段的表面特征，其中所述表面特征与第二连接件内径的表面特征配准，以防止在弯曲力施加在所述阀杆上时，所述阀杆相对于所述第二连接件转动。

15.根据权利要求14所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，沿所述阀杆的段的表面特征包括平坦表面。

16.根据权利要求14所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，沿所述阀杆的段的表面特征包括一对径向相对的平坦表面。

17.根据权利要求13所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，所述第一连接件置于所述阀杆和抗挤压环之间，所述抗挤压环围绕所述第一连接件的外径而设置。

18.根据权利要求13所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，所述阀杆包括螺纹部分，其中阀杆螺纹部分沿所述阀杆中从所述第二连接件向外远离的部分延伸，并且其中锁紧螺母与阀杆螺纹部分通过螺纹接合，所述锁紧螺母抵住所述第二连接件的顶面设置。

19.根据权利要求13所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，所述阀杆包括第一段和第二段，所述第一段设置成与所述第一连接件相邻，所述第二段设置成与所述第二连接件相邻，并且其中所述第二段包括与第二连接件内径的平坦表面特征配准的平坦表面特征。

20.根据权利要求13所述的囊袋浪涌抑制器，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件各自由金属材料形成。

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