CN113324096A - 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀 - Google Patents

一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀 Download PDF

Info

Publication number
CN113324096A
CN113324096A CN202110537741.3A CN202110537741A CN113324096A CN 113324096 A CN113324096 A CN 113324096A CN 202110537741 A CN202110537741 A CN 202110537741A CN 113324096 A CN113324096 A CN 113324096A
Authority
CN
China
Prior art keywords
springs
valve
group
piston
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110537741.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113324096B (zh
Inventor
张乾平
田兆斐
卢帅杰
姚睿
马小雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN202110537741.3A priority Critical patent/CN113324096B/zh
Publication of CN113324096A publication Critical patent/CN113324096A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113324096B publication Critical patent/CN113324096B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/02—Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/044—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with more than one spring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，包括两组弹簧、气腔、缓冲腔、活塞、隔板以及阀盖；所述两组弹簧，其中第一组弹簧选用劲度系数较小的弹簧，第二组弹簧选用劲度系数较大的弹簧；所述气腔是隔板和活塞之间的一段气空间；所述缓冲腔设计为球形结构，其中下窄上宽；所述活塞与阀体接触的地方依次设置减震垫片和两个密封圈；所述隔板也设置了密封圈和减震垫片；所述阀盖设计为带有螺纹面的，与阀体是螺纹连接的。本发明采用两级弹簧‑气腔的组合用以适应不同的运行环境，提高了防水锤阀的适用性；采用多重屏障的思想，构建三道密封屏障，有效地降低阀门的泄漏率。

Description

一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀
技术领域
本发明涉及一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，属于管道阀门技术领域。
背景技术
水锤现象是一种广泛存在于有压管道***中，因管道受外界某种原因导致流速剧变，进而使管内压强交替变化的瞬变现象。在该过程会产生管道震动并伴随巨大噪声，以及引起管道形变甚至破坏，对管道***造成极大损伤。
现有的防水锤阀中很多都是采用弹簧和活塞的组合方式实现缓冲吸收水锤引起的压力波动以及管道振动，而这种方式存在动静部件之间的间隙，在阀体内部与管道中存在压差的情况下，就会导致管道中介质泄漏到阀体内部，甚至泄漏到环境中，尤其是在输送具有腐蚀性，放射性等介质时，控制泄漏率至关重要。同时还存在当水锤压力过大时，弹簧和空腔在压缩到一定程度将会无法继续形变，限制了其适用的压力范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有防水锤阀动静部件间的泄漏以及适用性小的问题而提供的一种具有两级弹簧-气腔的防水锤阀，可以通过设置第二组弹簧应力状态来匹配使用环境，有效应对泄漏率要求高或者压力波动范围广的极端使用工况。
本发明的目的是这样实现的：包括与输水管道相连的三通的阀体，主流道输送管道介质，先窄后宽的阀进水通道与主流道相连，所述进水通道设有限位内肩，活塞设置在限位内肩上方；所述活塞上方连接有第一组弹簧，第一组弹簧所处空间是一段气腔，第一组弹簧的端部连接隔板，所述隔板上方连接有第二组弹簧，第二组弹簧所处空间是球形缓冲腔室，第二组弹簧端部连接阀盖，阀盖与阀体连接，所述阀盖上设有阀杆，阀杆上设有把手。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.第二组弹簧的劲度系数大于第一组弹簧的劲度系数。
2.隔板的直径大于活塞的直径。
3.活塞上设有密封圈，并且在活塞与限位内肩接触处设有橡胶减震垫片；隔板与阀体接触处设置了橡胶减震垫片和密封圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明中使用的两组弹簧的劲度系数不同，其运行工况也不相同。在管道正常瞬变运行的过程中，第二组弹簧起到压紧隔板，隔绝气腔与缓冲腔的作用，此时主要靠第一组弹簧和气腔起到缓冲吸收管道压力波动；在管道发生剧烈压力波动的过程中，当第一组弹簧和气腔内气体受压达到极限时，隔板弹开，缓冲腔起到为气腔提供进气和出气空间，将第一级弹簧-气腔中的能量传递到第二级弹簧-气腔中，此时第二组弹簧和缓冲腔也起到缓冲吸收管道压力的作用，进而扩大了防水锤阀的运行区间，提高了适用性。2.本发明采用多重屏障的思想，降低从阀泄漏到外部环境中的管道介质。第一道屏障为活塞上设置的两个密封圈；第二道屏障是正常瞬变运行过程中紧闭的隔板，将气腔和缓冲腔隔绝开，当阀与管道的压差导致管道介质泄漏到气腔中时，由于气腔体积小，容易到达与管道内压强平衡的状态，从而起到减少泄漏的作用；第三道屏障是阀盖与阀体螺纹连接，减小泄漏到环境中。防水锤阀的低泄漏率可以拓展其适用范围，因此适合用在输送具有腐蚀性，放射性等有害介质的管道***中。3.第二级弹簧-气腔的运行工况可以通过与之相连的阀盖进行调整，通过把手改变第二组弹簧的受压状态。对于对压力控制要求高但对泄漏要求低的，可以减小第二组弹簧的预设应力，使两级弹簧-气腔共同参与工作，提高防水锤阀的缓冲吸收能力；对于对压力控制要求不高但对泄漏要求高的，可以增大第二组弹簧的预设应力，使之处于非极端工况下都不会参与压力波缓冲吸收工作，建立第二道防泄漏屏障。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
如图1所示，1阀体、2主流道、3限位内肩、4减震垫片、5法兰、6阀进水通道、7密封圈、8活塞、9第一组弹簧、10气腔、11隔板、12缓冲腔、13第二组弹簧、14螺纹面、15把手、16阀杆、17阀盖。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明采用第一组弹簧9、第二组弹簧13、活塞8、隔板11、气腔10、缓冲腔12以及带螺纹的阀盖17。所述第一组弹簧9采用低劲度系数的弹簧，其运行空间是隔板11与活塞8之间的气腔10，弹簧初始状态是松弛的，第一组弹簧和气腔组成第一级弹簧-气腔。所述第二组弹簧(13)采用高劲度系数的弹簧，其运行空间是隔板11与阀盖17之间的缓冲腔12，弹簧初始状态是受到预设应力的作用；弹簧所处空间是球形缓冲腔室，第二组弹簧和缓冲腔室组成第二级弹簧-气腔。所述活塞坐落于限位内肩3，并且其间设置有减震垫片4，与阀体1接触的地方设置两圈密封圈7。所述气腔10内部充满空气，是一个相对密封的气空间，其压力与缓冲腔12相同。所述缓冲腔设计为球形结构，上出口半径与隔板11相同，下进口半径与活塞8相同，内部充满空气。活塞是可上下活动的。所述隔板11与阀体接触处设置有密封圈7和减震垫片4。所述阀盖17设置有螺纹，与阀体1通过螺纹连接，其上设置有阀杆16和把手15。隔板半径略大于阀进水管道半径。
结合图1，本发明是一种具有两级弹簧-气腔的防水锤阀，包括阀体1，阀体1与输水管道通过法兰5进行连接，阀体1采用的是三通阀体，其中主流道2输送管道介质，阀进水通道6与主流道2相连，当管道发生压力波动时，压力波可以通过阀进水通道6传播到阀内。阀进水通道6先窄后宽，增加了压力波阻尼，同时这也是限位内肩3，其作用是限制活塞8在阀进水通道6中运动，避免阻碍主流道2中流体的流动。
活塞8与限位内肩3之间设置了减震垫片4，减小活塞与内肩撞击噪声，活塞8与阀体接触处设置了两个密封圈7，减少管道介质在压差的作用下向气腔10的泄漏，活塞8上方与第一组弹簧9连接，第一组弹簧9的劲度系数较小，在小压力波动下可以与气腔10气体进行形变耗散吸收管道中的压力波。
第一组弹簧9与隔板11相连，隔板11与阀体1接触的地方设置了密封圈7，隔板11隔离气腔10和缓冲腔12，使气腔10处于相对密封状态。当压差导致管道介质泄漏到气腔10中时，气腔10体积小，容易到达与管道内压强平衡的状态，从而起到减少泄漏的作用。隔板上装有减震垫片4，减少撞击噪声。
隔板11与第二组弹簧13相连，第二组弹簧13上端与阀盖17相连。第二组弹簧13劲度系数较大，在阀盖17的作用下，紧紧地压着隔板11，因此在管道压力波动小的时候，第二组弹簧13并未参与工作，只有当水锤压力到达阈值，隔板11被弹开时，第二组弹簧13才会参与工作。第二组弹簧13所处空间是一个球形的缓冲腔12，其压力与气腔10压力相同，缓冲腔12可以为气腔10提供出气和进气空间，提高压力波阻尼。
阀盖13与阀体1通过螺纹14进行连接，阀盖13上面是阀杆16，连接着把手15，可以通过把手15对第二组弹簧13进行加压，进而改变其工作状态。螺纹面14减少了介质从阀体内到环境中的泄漏。
本发明具有两级弹簧-气腔的防水锤阀的原理为：
在使用时，将该阀门与管道法兰连接，使管道介质流过阀内通道，与阀进水通道6联通。当管道因停泵或关阀导致发生水锤现象时，压力波在管道中传播至防水锤阀时，由于第一组弹簧9和活塞8在压力的作用下受压产生形变，起到水锤波阻尼的效果。正常的压力波动下，只有第一组弹簧9和气腔10第一级弹簧-气腔参与工作，此时隔板11将气腔和缓冲腔12隔离开，起到降低泄漏的第二道屏障；当压力波动超过第一级弹簧-气腔的运行压力时，隔板11将会被弹开，气腔10中受压的气体将进入缓冲腔12中，并与之进行换气，将气腔10中气体因弹性形变所吸收的能量释放到缓冲腔12中，此时第二组弹簧13和缓冲腔12第二级弹簧-气腔参与工作，共同缓冲吸收管道压力波动。
第二组弹簧13的运行压力可以通过与之相连的阀盖17进行弹簧预设应力控制，对于对压力控制要求高但对泄漏要求低的，可以减小第二组弹簧13的预设应力，使第一组弹簧9和第二组弹簧13共同参与工作，提高防水锤阀的缓冲吸收能力；对于对压力控制要求不高但对泄漏要求高的，可以增大第二组弹簧13的预设应力，使之处于非极端工况下都不会参与压力波缓冲吸收工作，那么此时就存在减少泄漏的三道屏障，分别是活塞8与其上的密封圈7、隔板11和与阀体1以螺纹连接的阀盖17，有效的降低阀门处的泄漏率。
综上，本发明公开了一种具有两级弹簧-气腔的防水锤阀，包括两组弹簧9和13、气腔10、缓冲腔12、活塞8、隔板11、以及阀盖17；所述两组弹簧，其中第一组弹簧9选用劲度系数较小的弹簧，第二组弹簧13选用劲度系数较大的弹簧；所述气腔10是隔板11和活塞8之间的一段气空间；所述缓冲腔12设计为球形结构，其中下窄上宽；所述活塞8与阀体接触的地方依次设置减震垫片4和两个密封圈7；所述隔板11也设置了密封圈7和减震垫片4；所述阀盖17设计为带有螺纹面的，与阀体是螺纹连接的。本发明采用两级弹簧-气腔的组合用以适应不同的运行环境，提高了防水锤阀的适用性；采用多重屏障的思想，构建三道密封屏障，有效地降低阀门的泄漏率。

Claims (5)

1.一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，其特征在于：包括与输水管道相连的三通的阀体，主流道输送管道介质，先窄后宽的阀进水通道与主流道相连，所述进水通道设有限位内肩，活塞设置在限位内肩上方；所述活塞上方连接有第一组弹簧，第一组弹簧所处空间是一段气腔，第一组弹簧的端部连接隔板，所述隔板上方连接有第二组弹簧，第二组弹簧所处空间是球形缓冲腔室，第二组弹簧端部连接阀盖，阀盖与阀体连接，所述阀盖上设有阀杆，阀杆上设有把手。
2.根据权利要求1所述的一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，其特征在于：第二组弹簧的劲度系数大于第一组弹簧的劲度系数。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，其特征在于：隔板的直径大于活塞的直径。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，其特征在于：活塞上设有密封圈，并且在活塞与限位内肩接触处设有橡胶减震垫片；隔板与阀体接触处设置了橡胶减震垫片和密封圈。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀，其特征在于：活塞上设有密封圈，并且在活塞与限位内肩接触处设有橡胶减震垫片；隔板与阀体接触处设置了橡胶减震垫片和密封圈。
CN202110537741.3A 2021-05-18 2021-05-18 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀 Active CN113324096B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110537741.3A CN113324096B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110537741.3A CN113324096B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113324096A true CN113324096A (zh) 2021-08-31
CN113324096B CN113324096B (zh) 2023-01-03

Family

ID=77415925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110537741.3A Active CN113324096B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113324096B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818615C1 (ru) * 2023-03-15 2024-05-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Способ работы поршневого компрессора и устройство для его осуществления (варианты)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003186547A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Kvk Corp 減圧装置
KR20090005539U (ko) * 2009-05-19 2009-06-08 주식회사 코밸 역류 방지용 밸브
CN103016799A (zh) * 2011-09-28 2013-04-03 上海靓消消防装备有限公司 溢流阀
DE102011088485A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Schlagwerkvorrichtung
US20140020771A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-23 Hans D. Baumann Variable resistance differential pressure regulator
CN204153310U (zh) * 2014-09-19 2015-02-11 宁波埃美柯铜阀门有限公司 防水锤阀
US20150226346A1 (en) * 2013-01-08 2015-08-13 Xiaohong Ding Piston-type one-way valve
CN205173597U (zh) * 2015-10-28 2016-04-20 杭州春江阀门有限公司 低噪声减压阀
DE102015220625A1 (de) * 2015-01-16 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Spannvorrichtung für einen Kettentrieb
CN108875212A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 哈尔滨工程大学 核动力装置主冷却剂***热工水力多尺度分区仿真方法
CN109139995A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 王大双 一种手动泄压阀
CN110235748A (zh) * 2019-06-13 2019-09-17 西安交通大学 一种精量灌溉管路压力调节保护装置
CN209762311U (zh) * 2019-03-22 2019-12-10 曾奇风 防水锤球阀
CN209892948U (zh) * 2018-12-05 2020-01-03 浙江正同水务设备有限公司 一种智能防水锤阀
CN110939762A (zh) * 2019-11-26 2020-03-31 西安航天动力研究所 一种具有安全泄压功能的减压调节阀
CN211779343U (zh) * 2020-02-26 2020-10-27 曾奇风 一种防水锤阀
CN111911688A (zh) * 2020-08-03 2020-11-10 江苏圣泰阀门有限公司 高温高压锻钢闸阀

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003186547A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Kvk Corp 減圧装置
KR20090005539U (ko) * 2009-05-19 2009-06-08 주식회사 코밸 역류 방지용 밸브
CN103016799A (zh) * 2011-09-28 2013-04-03 上海靓消消防装备有限公司 溢流阀
DE102011088485A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Schlagwerkvorrichtung
US20140020771A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-23 Hans D. Baumann Variable resistance differential pressure regulator
US20150226346A1 (en) * 2013-01-08 2015-08-13 Xiaohong Ding Piston-type one-way valve
CN204153310U (zh) * 2014-09-19 2015-02-11 宁波埃美柯铜阀门有限公司 防水锤阀
DE102015220625A1 (de) * 2015-01-16 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Spannvorrichtung für einen Kettentrieb
CN205173597U (zh) * 2015-10-28 2016-04-20 杭州春江阀门有限公司 低噪声减压阀
CN108875212A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 哈尔滨工程大学 核动力装置主冷却剂***热工水力多尺度分区仿真方法
CN109139995A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 王大双 一种手动泄压阀
CN209892948U (zh) * 2018-12-05 2020-01-03 浙江正同水务设备有限公司 一种智能防水锤阀
CN209762311U (zh) * 2019-03-22 2019-12-10 曾奇风 防水锤球阀
CN110235748A (zh) * 2019-06-13 2019-09-17 西安交通大学 一种精量灌溉管路压力调节保护装置
CN110939762A (zh) * 2019-11-26 2020-03-31 西安航天动力研究所 一种具有安全泄压功能的减压调节阀
CN211779343U (zh) * 2020-02-26 2020-10-27 曾奇风 一种防水锤阀
CN111911688A (zh) * 2020-08-03 2020-11-10 江苏圣泰阀门有限公司 高温高压锻钢闸阀

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘配勋等: "水锤泄放阀", 《阀门》 *
朱东保等: "船舶蒸汽动力装置冷凝器动态模型研究", 《节能技术》 *
梁荣厚: "水泵水锤的防止方法", 《机械工程师》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818615C1 (ru) * 2023-03-15 2024-05-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Способ работы поршневого компрессора и устройство для его осуществления (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
CN113324096B (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN214467005U (zh) 自防护水锤消除器
CN114001177B (zh) 一种气控单向阻尼阀
CN113324096B (zh) 一种具有两级弹簧及气腔的防水锤阀
CN113531269A (zh) 一种水利管道用水锤消除器
CN108005993B (zh) 一种用于往复式压缩机气量调节***的电液执行机构
CN216280049U (zh) 适用于流体管道的水锤消除装置
CN218894972U (zh) 一种防水锤手柄蝶阀
CN211118237U (zh) 一种管道输送***自适应脉冲缓冲装置
CN216408146U (zh) 水锤消除装置
CN212804408U (zh) 球形止回阀结构
CN201723514U (zh) 一种直管双头蓄能器
CN110906096A (zh) 一种管道输送***自适应脉冲缓冲装置
CN111140722B (zh) 一种流体输送***和流体脉冲吸收装置
CN219139952U (zh) 一种紧凑型先导式安全阀
CN106051280B (zh) 气压缓冲气动执行器
CN215908482U (zh) 船用液压阻尼式水锤消减阀
CN117167541B (zh) 一种高压管路用抗震防爆阀门铸件
CN219570916U (zh) 一种用于消除水锤现象的高压管路用阀体
CN212960042U (zh) 一种先导式安全阀的导阀结构
CN220770211U (zh) 一种密封性好的阀门
CN220891101U (zh) 一种具有抗压结构的蝶阀
CN218480168U (zh) 一种高气密性化工原料输送截止阀
CN214367979U (zh) 多段阻尼缓闭蝶式止回阀
CN117588460B (zh) 一种液压油缸缓速保护装置
CN218326388U (zh) 一种缓冲升降式止回阀

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant