CN2520443Y - 反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀,该阀主要由主阀和反馈系统组成,主阀由保护杆(1)、锁定螺母(2)、调节螺杆(3)、并紧螺母(4)、阀盖(5)、平面轴承(6)、弹簧座(7)、主弹簧(8)、活塞(9)、阀座钢套(10)、节流锥(13)和阀体(12)组成,主阀中(1)、(2)、(3)、(9)组成内锁定系统;独特的双反馈系统由射流泵(19)、控制阀(20)、三通阀(21)、(14)等组成,依次连接阀的高压端到低压端。该阀的优点在于主阀与双反馈系统的组合,形成先导控制、压力补偿自力式减压、稳压,并能在特殊情况下,内锁定系统工作使供水更加安全、稳定、可靠,且正常工作状态下可以反冲排污。

Description

反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀

                           技术领域

本实用新型涉及一种减压阀，特别是一种反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀。

                           背景技术

在高水头的水电站、水轮发电机组各部位的用水以及各用水设备的冷却、润滑和消防用水的使用水为压力较低的恒压，为保证这种技术供水的较低的恒压，在设备进口处必须加装减压阀以达到目的。如果减压阀的性能不可靠则会涉及水轮发电机组的安全运行。影响减压阀安全运行的因素很多，如水头的变化(减压阀进口压力的变化)、水质的含泥沙量、管道的水锤压力，这就需要减压阀具有性能稳定、压力变化适应性好、抗泥沙性能强、安全性好的特点。

                             发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能保持出口水压稳定的调压平稳、能适应大幅度压力变化、有良好的抗泥沙能力和自我保护装置的减压阀。

本实用新型的反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀主要由主阀和反馈系统组成。其中主阀由保护杆、锁定螺母、调节螺杆、并紧螺母、阀盖、平面轴承、弹簧座、主弹簧、活塞、阀座钢套、节流锥和阀体组成；双反馈系统由射流泵、控制阀、三通阀、管道等组成，依次连接阀的高压端到低压端。

在减压阀的进出口之间装有控制阀、射流泵、三通阀等部件构成的反馈系统使作用在活塞下端面的水压力与主弹簧之间的压差使活塞带动节流锥动作，阀口开度(过流面)也随之改变，由此实现在进口压力波动的工况下自动调整减压阀的出口低压为恒定。减压阀主要由调节螺杆、弹簧、阀座、阀盖、阀体、控制阀、射流泵、三通阀等主要部件构成的反馈系统组成；由反馈系统先导控制减压阀的出口压力变化值来控制减压阀的过流面积，从而不管进口压力如何变化，出口压力始终不变；减压阀的过流面积等于或大于公称通径面积(以前同类型产品只相当于80％的公称通径面积)以实现大的过流量；在减压阀工作状态下以调整保护拉杆上的锁定螺母下平面与调节螺母的上平面的间隙来防止在万一事故中锁定减压阀的过流面积不至于进、出口等压；以三通阀的切换来实现减压阀双反馈系统的切换(减压阀工作状态只需一个反馈系统)，保持了在任何时候减压阀都有备用的反馈系统随时投入工作；以反馈系统的三通阀、球阀组成的排污装置实现减压阀在工作状态下反馈系统的反冲排污。

经水力计算确定，主阀结构采用活塞式，控制阀采用膜片式(特殊工况下采用活塞式)，主阀节流锥采用流线型外表，主阀内腔采用流线型以减少流体阻力。

以下结合附图进一步说明本实用新型减压阀的总体结构和工作原理。

                               附图说明

图1为本实用新型减压阀的结构示意图，虚线框内为备用反冲系统；

图2为本实用新型减压阀的工作原理示意图之一；

图3为本实用新型减压阀的工作原理示意图之二；

图4为本实用新型减压阀的工作原理示意图之三；

图5为本实用新型减压阀的工作原理示意图之四；

图6为本实用新型减压阀的工作原理示意图之五。

附图标记说明：

(1)保护拉杆                     (2)锁定螺母

(3)调节螺杆                       (4)并紧螺母

(5)阀盖                           (6)平面轴承

(7)弹簧座                         (8)主弹簧

(9)活塞                           (10)阀座钢套

(12)阀体                          (13)节流锥

(14)三通阀                        (17)外接球阀

(18)控制阀                        (19)射流泵

(20)控制阀                        (21)三通阀

                         具体实施方式

参见附图1所示，为本实用新型减压阀的结构示意图，该减压阀由由传统的活塞式主阀和新颖的反馈压力补偿系统组合而成，虚线框内为备用的反冲系统。主阀是由调节螺杆(3)、阀盖(5)、主弹簧(8)、阀体(12)、活塞(9)、缸套(10)等部件组成；反馈压力补偿系统是由射流泵(19)、三通阀(14)、(21)、控制阀(20)、压力导管等组成；主阀是减压主件，反馈压力补偿系统是主阀的控制部分；减压阀由这两个部分复合而成。作为反馈压力补偿系统的主件控制阀是减压阀的主控部件，在工况下，通过操作(17)、(20)部件，可有效地将控制阀内的污物排出系统外，同时不影响减压阀的工况。为了使减压阀的运行更为稳定、可靠，减压阀安装两个反馈压力补偿系统，操作(14)可切换系统，互为备用。由(1)、(2)、(3)、(9)构成减压阀的内锁定保护系统。

如图2所示，P1为减压阀的进口压力，P2为减压阀的出口压力，在进、出口形成流量时，在主阀中，Pt与Pk的压力达到平衡；在控制阀中的压力达到平衡。此时，控制阀的阀座与阀瓣开启高度是一个定值(即过流面积一定)。此时，减压阀限制了在进口压力为P1时的大流量；出口压力相对是一个低压值P2。

在进口压力P1变化时，出口压力P2是不变的，工作原理如下：当进口压力P1上升时，减压阀的出口压力P2首先表现为上升，上升的P2值通过反馈系统出口管传到控制阀(18)，使控制阀的Pk增大，Pt与Pk的压力达到新的平衡，h减少，见图3，出因减少控制阀的进口端压力增大，经压力导管，使主阀的Pk增大，Pt与Pk的压力达到新的平衡，h减少，即主阀的过流面积减少，上升的P2值恢复为原值。当进口压力P1下降时，主阀与控制阀的工况则与上述的工况相反。

当减压阀的出口处装有控制阀门，且控制阀门关闭时减压阀的工况为：反馈系统控制阀的Pk值增大，直到阀门关闭。控制阀关闭后，主阀的Pk值增大，增大的Pk值迅速克服主弹簧的压力Pt使主阀关闭；因此，自动关闭后的减压阀的出口压力仍是一个稍高于P2值的低压，当出口处P2的控制阀门重新开启时，减压阀恢复初始工况。

减压阀的反馈系统的结构是不同于国内外任何一种减压阀的，它的特点在于：1)运用了反冲排污三通阀(21)；2)由于1)的运用，使得控制阀结构简单、安全可靠、使用寿命长；3)由于1)的运用，该减压阀可采用的双反馈系统的结构变得简单、安全可靠、使用寿命长；4)由于上述的特点，该减压阀反馈系统的反冲排污和切换系统(双反馈结构)变得简单、安全、可靠。

正常工况反馈系统工作原理：如图3所示，反馈系统正常工况下，压力导管控制阀的工况为“关”；三通排污阀的工况为正常位置(可作90度工况切换)。水流从A流进，经射流泵(19)和三通排污阀(21)至控制阀进口，经过滤网(杂质在滤网外)至B形成回路。另一路经射流泵和压力导管C至主阀活塞下方。

当控制阀的滤网堵塞超过一定程度时，控制阀进口的压力会升高，导致主阀的Pk值升高，导致主阀的过流面积减少，出口压力P2减少。此时，只要进行反冲排污操作，系统就可恢复正常。如图4所示，首先，关闭压力导管控制阀C，由于主活塞下方压力腔被封闭和水的不可压缩性，主阀的饿过流面积不变，减压阀的P2值仍是一个低压；其次，将三通阀(21)旋转90度，三通阀(21)将反馈系统的顺向水流关闭、排污口打开；在减压阀出口压力P2的作用下，水流反向，控制阀(20)出口变进口，水流从滤网内向外，经三通阀(21)排出系统外，同时带走附着在滤网外的杂质；最后，按关闭三通阀、打开压力导管控制阀的顺序操作，反馈系统恢复正常。

由于减压阀反馈系统的独立性，为保证减压阀的安全可靠性，减压阀完全可以采用双反馈压力补偿系统。在减压阀工作时一套系统作为主用，另一套系统作为备用；在主用系统发生故障时，通过简单的操作，就可以投入备用系统，不影响减压阀的工况；故障系统可在减压阀的工况下维修，维修完毕，又可作为备用。这种系统的互为备用在最大的限度上保证减压阀运行的安全可靠性。工作原理如图5所示：图5为下反馈压力补偿系统的A、B点的三通阀处于正常位置，C点的压力导管控制阀上面的处于关闭工况，下面的处于开启工况；切换顺序为：关Fc1；旋转Fa至90度；旋转Fb至90度，至此切换完毕。

本减压阀的安全锁定技术是在双反馈系统完全损坏、击穿的十分恶劣工况下，安全锁定装置自动投入，将减压阀的过流面积刚性锁定，有效地防止减压阀的出口低压升至高压的技术。

如图6所示：减压阀的安全锁定装置是有保护拉杆(1)、锁定螺母(2)、调节螺杆(3)和活塞(9)组成。在正常工况下，经调整双锁定螺母，使其下面与调节螺杆(3)的上面留有一个合适的空隙L，见图6。减压阀正常工作时，保护拉杆为空载，不影响正常工况。当主用、被用反馈系统全被高压击穿时，由于Pk的失压，在主弹簧(8)的大刚度压力下节流锥(13)和阀座的开度为最大值，此时的P1、P2压力相等，高压水会破坏用水设备。由于本减压阀装有安全锁定装置，所以在出现上述工况时，L自动消失，节流锥和阀座的开度锁定在一定位置，P2压力稍高于原压力，保护了用水设备的安全。

Claims (1)

1、一种反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀，该阀主要由主阀和反馈系统组成，其特征在于：主阀由保护拉杆(1)、锁定螺母(2)、调节螺杆(3)、并紧螺母(4)、阀盖(5)、平面轴承(6)、弹簧座(7)、主弹簧(8)、活塞(9)、阀座钢套(10)、节流锥(13)和阀体(12)组成；减压阀的调节螺母(3)为中空，外圆为螺纹与阀盖顶内螺纹孔配合，内圆为光滑面与保护拉杆滑动配合；保护拉杆(1)上套有锁定螺母，调节螺杆上端为锁定螺母的锁定面，下端抵住弹簧座，保护拉杆下端穿过弹簧座固定在活塞上；活塞于缸套阀座中，中部的O型圈密封住Pk压力水；活塞杆与节流锥(13)刚性连接，节流锥与缸套阀座(10)底面形成主阀的过流面；活塞、缸套阀座、节流锥为一组合体，置于阀体之中；阀体(12)与阀盖(5)螺栓连接，上端面固定在阀盖与阀体之间；减压阀的进口与出口之间各有内螺纹孔，嵌套管道，管道上部与三通阀(14)的公共孔连接；阀体中台法兰有两孔，内与活塞下方相连，外接球阀(17)与反馈系统相连；减压阀的双反馈系统由射流泵(19)、控制阀(20)、三通阀(21)、三通阀(14)及管道构成，依次连接减压阀的高压端到低压端为射流泵(19)、三通阀(21)、控制阀(20)，射流泵的上方有一小孔接压力导管，压力导管另一端接主阀中台法兰球阀；控制阀(20)一端接主阀低压端三通阀(14)，射流泵(19)进口端接主阀高压端三通阀，射流泵的上方的压力导管端接主阀中台法兰球阀，反馈系统与主阀组合成减压阀。

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