CN216813414U - 一种高位差流体输送管道水锤消除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高位差流体输送管道水锤消除装置，包括阀体和阀球，阀体内部中空，且两端设有流体进出口，阀体内部的一端装配有环形的套筒阀座，阀体内壁上沿其周向环设有多个筋板，筋板朝向阀体的两端延伸，相邻两个筋板之间形成流道，筋板的一端延伸至套筒阀座处，另一端延伸至阀体的另一端，并且，多个筋板的另一端向阀体的中心靠拢，并形成用于限制阀球的限位部，阀球位于多个筋板之间，并限定在限位部与套筒阀座之间，阀球用于在流体作用下移动至与限位部相抵，或移动至与套筒阀座相抵并封堵套筒阀座。优点：结构设计合理，能够在高位差流体输送管道中有效的消除水锤现象。

Description

一种高位差流体输送管道水锤消除装置

技术领域

本实用新型涉及流体输送技术领域，特别涉及一种高位差流体输送管道水锤消除装置。

背景技术

在流体输送技术领域，流体的“水锤”现象是由于水流速度变化而产生的惯性力。当突然启闭阀门或加压输送泵时，由于启闭时间短、流量变化快，水击压力往往较大，而且整个变化过程是较快的。由于管壁具有弹性和水体的压缩性，水击压力将以弹性波的形式沿管道传播。

“水锤”现象的危害是很大的，较为严重的水锤现象轻则造成管道连接破坏失效，重则造成爆管，严重损坏管路系统中的阀门、仪表以及加压输送泵，甚至还会造成严重的安全生产事故。

尤其在矿山开采工程领域的深竖井排水、蓄能电站的蓄水环节以及超高建筑的给排水等涉及到高位差上向输送的工作场合，竖向管道中的流体存在着较高的势能，一旦突然启闭阀门或加压输送泵，竖向管道中的流体会在自重和势能的双重作用下出现返流，进而产生严重的水锤冲击。

现有技术一般采用在竖向管道中安装多组逆止阀来克服这种现象的产生。现有技术的逆止阀多采用杠杆阀板结构，其结构复杂，对流体阻力大，尤其是对于矿山工程领域输送含有颗粒类的泥浆类流体物料时，其结构死角容易积料，造成阀板关闭不严，起不到防止逆流的作用，且该结构的逆止阀制造难度大，使用维护也很不方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高位差流体输送管道水锤消除装置，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高位差流体输送管道水锤消除装置，包括阀体和阀球，上述阀体内部中空，且两端设有流体进出口，上述阀体内部的一端装配有环形的套筒阀座，上述阀体内壁上沿其周向环设有多个筋板，上述筋板朝向上述阀体的两端延伸，相邻两个上述筋板之间形成流道，上述筋板的一端延伸至上述套筒阀座处，另一端延伸至上述阀体的另一端，并且，多个上述筋板的另一端向上述阀体的中心靠拢，并形成用于限制上述阀球的限位部，上述阀球位于多个上述筋板之间，并限定在上述限位部与上述套筒阀座之间，上述阀球用于在流体作用下移动至与上述限位部相抵，或移动至与上述套筒阀座相抵并封堵上述套筒阀座。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，多个上述筋板相互靠近的一侧除各自上述限位部以外的部分均为平直段，并相互平行，上述阀球位于多个上述筋板的平直段之间。

进一步，上述限位部内侧靠近上述套筒阀座的一端呈与上述阀球外形相匹配的弧形。

进一步，上述限位部远离上述阀球的一端呈斜坡状延伸至上述阀体的对应端端部。

进一步，上述阀体的两端设置为为同轴分布的圆管状的连接部13，且上述连接部外设有环形的沟槽。

进一步，上述阀体的一端内壁设有台阶状的装配槽，上述套筒阀座外缘设有与上述装配槽适配的台阶缺口，上述套筒阀座嵌合在上述装配槽处，上述装配槽的槽壁上嵌装有弹性的卡环，上述卡环与上述套筒阀座远离上述阀球的一端相抵。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，能够在高位差流体输送管道中有效的消除水锤现象。

附图说明

图1为本实用新型的高位差流体输送管道水锤消除装置的结构示意图；

图2为本实用新型的高位差流体输送管道水锤消除装置的使用状态图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、阀体；2、阀球；11、套筒阀座；12、筋板；13、连接部；14、卡环；121、限位部；122、平直段；131、沟槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的高位差流体输送管道水锤消除装置包括阀体1和阀球2，上述阀体1内部中空，且两端设有流体进出口，上述阀体1内部的一端装配有环形的套筒阀座11，上述阀体1内壁上沿其周向环设有多个筋板12，上述筋板12朝向上述阀体1的两端延伸，相邻两个上述筋板12之间形成流道，上述筋板12的一端延伸至上述套筒阀座11处，另一端延伸至上述阀体1的另一端，并且，多个上述筋板12的另一端向上述阀体1的中心靠拢，并形成用于限制上述阀球2的限位部121，上述阀球2位于多个上述筋板12之间，并限定在上述限位部121与上述套筒阀座11之间，上述阀球2用于在流体作用下移动至与上述限位部121相抵，或移动至与上述套筒阀座11相抵并封堵上述套筒阀座11。

实际使用过程中，以在竖向管道上的使用为例，如图2所示，图2中B为本实施例的高位差流体输送管道水锤消除装置，具体使用如下：

当流体在泵压(图中A指代加压泵)作用下向上输送时，流体依靠泵压将上述阀球2推至上述阀体1的上端，也就是多个筋板12的限位部121处，多个筋板12之间的流道形成流通空间，使得流体顺畅通过，同时，阀球2被阻挡在限位部121处；当启闭阀门或加压输送泵，竖向管道中的流体会在自重和势能的双重作用下出现返流，此时流体推动上述阀球2与上述套筒阀座11接触形成密封，起到防止流体流通的作用，进而起到消除水锤产生的作用，整个结构设计合理，能够在高位差流体输送管道中有效的消除水锤现象。

需要特别说明的是：上述套筒阀座11为圆管状的构件，阀球2在移动封堵时以线接触的方式堵住套筒阀座11的通孔。

作为一种优选的实施方式，多个上述筋板12相互靠近的一侧除各自上述限位部121以外的部分均为平直段122，并相互平行，上述阀球2位于多个上述筋板12的平直段122之间。

上述实施方案中，多个筋板12的平直段122之间限定的空间轮廓呈圆柱状，并与阀体1同轴，该圆柱状的空腔的直径略大于阀球2的直径，能够为上述阀球2的移动提供导向作用。

本实施例中，上述阀球2采用硬聚氨酯球体或空心钢球，该设计的好处在于：一是具有质量轻和方便加工的特点，二是流体对其磨蚀均匀，球体的任何表面与上述套筒阀座11接触都能得到较好的密封，三是球体与上述套筒阀座11为线接触密封，对于含有固体颗粒的流体，上述阀球2与上述套筒阀11座接触时，可有效地将颗粒挤压到密封线之外，避免了固体颗粒所造成的卡阀而关闭不严状况，使得密封更可。

本实施例中，阀体1外观为球状，其内腔中段也为球形，筋板12的外缘位于阀体1内壁连接固定的弧形，使得流道比较顺滑，流体流动比较顺畅。

作为一种优选的实施方式，上述限位部121内侧靠近上述套筒阀座11的一端呈与上述阀球2外形相匹配的弧形。

上述实施方案中，阀球2在被流体向上冲击后，阀球2移动至与限位部121的圆弧段向贴合，该位置时，阀球2被限位部121有效的限位阻挡，使其到达向上移动的最大形成。

作为一种优选的实施方式，上述限位部121远离上述阀球2的一端呈斜坡状延伸至上述阀体1的对应端端部。

该实施方案中，筋板12远离阀球2的一端呈斜坡状过渡延伸，能一定程度的降低筋板12上端对流体的阻力，流动更顺畅。

本实施例中，套筒阀座11采用陶瓷、高耐磨合金等高硬度耐磨材料制成，可有效保证延长上述套筒阀座的寿命周期，增强其使用的可靠性和稳定性，上述套筒阀座11很容易通过现有技术进行硬化处理和加工，提高和保证其硬度以及与上述阀球2的接触精度，也更方便更换。

作为一种优选的实施方式，上述阀体1的两端设置为为同轴分布的圆管状的连接部13，且所述连接部13外设有环形的沟槽131。

上述实施方案中，在管道中装配时，在沟槽131处采用快换卡箍实施与管道连接，当然，也可以在连接部13的端头设置法兰，采用法兰等其它连接方式替代沟槽快换卡箍实施与管道连接，由于管道连接技术属公知的成熟技术，在此不做赘述。

作为一种优选的实施方式，上述阀体1的一端内壁设有台阶状的装配槽，上述套筒阀座11外缘设有与上述装配槽适配的台阶缺口，上述套筒阀座11嵌合在上述装配槽处，上述装配槽的槽壁上嵌装有弹性的卡环14，上述卡环14与上述套筒阀座11远离上述阀球2的一端相抵。

上述实施方案中，上述卡环14为类似于活塞环和孔用弹性挡圈结构和原理的卡环，将其嵌置于上述阀体1一端的环形的装配槽内，可使得上述套筒阀座11轴向固定，起到承托阀球2冲击的作用。

上述装配槽可以设置在连接部13内壁处。

需要特别说明的是：在竖向管道上使用时，要特别注意，设有上述套筒阀座11的一端位于管道系统的下方。对于高压高位差的流体上向输送场合，除在阀门和输送泵的前端设置本实施例的高位差流体输送管道水锤消除装置外，还可根据位差的高低在管道系统中设置多组上述高位差流体输送管道水锤消除装置，使本实施例的装置能够更好的分散承担竖向管道中的流体质量和势能，以期起到更好的消除水锤作用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：包括阀体(1)和阀球(2)，所述阀体(1)内部中空，且两端设有流体进出口，所述阀体(1)内部的一端装配有环形的套筒阀座(11)，所述阀体(1)内壁上沿其周向环设有多个筋板(12)，所述筋板(12)朝向所述阀体(1)的两端延伸，相邻两个所述筋板(12)之间形成流道，所述筋板(12)的一端延伸至所述套筒阀座(11)处，另一端延伸至所述阀体(1)的另一端，并且，多个所述筋板(12)的另一端向所述阀体(1)的中心靠拢，并形成用于限制所述阀球(2)的限位部(121)，所述阀球(2)位于多个所述筋板(12)之间，并限定在所述限位部(121)与所述套筒阀座(11)之间，所述阀球(2)用于在流体作用下移动至与所述限位部(121)相抵，或移动至与所述套筒阀座(11)相抵并封堵所述套筒阀座(11)。

2.根据权利要求1所述的一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：多个所述筋板(12)相互靠近的一侧除各自所述限位部(121)以外的部分均为平直段(122)，并相互平行，所述阀球(2)位于多个所述筋板(12)的平直段(122)之间。

3.根据权利要求1所述的一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：所述限位部(121)内侧靠近所述套筒阀座(11)的一端呈与所述阀球(2)外形相匹配的弧形。

4.根据权利要求1所述的一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：所述限位部(121)远离所述阀球(2)的一端呈斜坡状延伸至所述阀体(1)的对应端端部。

5.根据权利要求1所述的一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：所述阀体(1)的两端设置为同轴分布的圆管状的连接部(13)，且所述连接部(13)外设有环形的沟槽(131)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种高位差流体输送管道水锤消除装置，其特征在于：所述阀体(1)的一端内壁设有台阶状的装配槽，所述套筒阀座(11)外缘设有与所述装配槽适配的台阶缺口，所述套筒阀座(11)嵌合在所述装配槽处，所述装配槽的槽壁上嵌装有弹性的卡环(14)，所述卡环(14)与所述套筒阀座(11)远离所述阀球(2)的一端相抵。

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