爆管截流阀.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103353001 A(43)申请公布日 2013.10.16CN103353001A*CN103353001A*(21)申请号 201310301183.6(22)申请日 2013.07.18F16K 17/06(2006.01)F16K 17/10(2006.01)(71)申请人中国长江三峡集团公司地址 443002 湖北省宜昌市建设路1号(72)发明人李鹏 朱旭东(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所 42103代理人成钢(54) 发明名称爆管截流阀(57) 摘要一种爆管截流阀，包括设在管体上与管体内部连通的阀体，爆管截流阀还包括控制腔、阀轴、及依次设在所述阀

2、轴上的第一弹性部件、隔膜活塞、阀盘，控制腔与阀体相接，阀轴穿过控制腔进入阀体内，隔膜活塞设在控制腔内，控制腔与隔膜活塞刚性连接，将腔制腔分为独立的上腔室、下腔室，阀盘设在阀体内，下腔室通过下腔通管与管体连通，第一弹性部件受力发生变形后能驱动阀轴沿其中心线运动，阀轴运动能使隔膜活塞在控制腔内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘在阀体和管体内部运动。本发明的优点在于，能适应管道内压力正常变化、采用任意角度安装。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图3页(10)申请公布号 CN 1

3、03353001 ACN 103353001 A1/1页21.一种爆管截流阀，包括设在管体（15）上与管体（15）内部连通的阀体（1），其特征是：所述爆管截流阀还包括控制腔（2）、阀轴（9）、及依次设在所述阀轴（9）上的第一弹性部件、隔膜活塞（10）、阀盘（8），所述的控制腔（2）与阀体（1）相接，所述阀轴（9）穿过控制腔（2）进入阀体（1）内，所述隔膜活塞（10）设在控制腔（2）内，控制腔（2）与隔膜活塞（10）刚性连接，将腔制腔（2）分为独立的上腔室、下腔室，阀盘（8）设在阀体（1）内，下腔室通过下腔通管（11）与管体（1）连通，第一弹性部件受力发生变形后能驱动阀轴（9）沿其中心线运动；阀

4、轴（9）运动能使隔膜活塞（10）在控制腔（2）内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘（8）在阀体（1）和管体（15）内部运动。2.根据权利要求1所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述爆管截流阀还包括与管体（15）连通的平压管（14），平压管（14）一端与管体（15）连接外在阀体（1）与管体（15）连接处的上游，另一端与管体（15）连接处在阀体（1）与管体（15）连接处的下游，平压管上设有阀门（16）。3.根据权利要求1所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述下腔通管（11）上设有节流阀（12）。4.根据权利要求1或2或3所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述第一弹性部件包括弹簧（6）、及弹

5、簧（6）的限制装置，所述弹簧（6）套在阀轴（9）上，限位装置将弹簧限位于阀轴（9）的某个区间内，区间变小时弹簧（6）受力发生变形。5.根据权利要求1或2或3所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述管体（15）中心线与阀体（1）中心线的夹角大于0度小于九十度。6.根据权利要求1或2或3所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述管体（15）内设有台座（16），阀盘（8）放置在台座（16）上能截断管体（15）内液体的流动。7.根据权利要求1或2或3所述的一种爆管截流阀，其特征是：所述上腔室设有上腔连通管（13）与外界空气相通。权 利 要 求 书CN 103353001 A1/4页3爆管截流阀 技术领域0001

6、 本发明涉及一种截流阀，特别涉及一种爆管截流阀。 背景技术0002 有压管道爆管发生后引起的大量流体泄漏将会给沿线人们的生产生活造成较大的损失。依靠自身控制的爆管截流阀能够快速动作至全关或一定开度，将泄露段的流体外泄造成的后果降低到到最小影响，减少事故造成的二次损失，从而提高管网的安全性和经济性。 0003 爆管截流阀是当有压管道爆管后，能够快速探测并截断流体输送的一种装置，适用于城市供水工程、工业供水工程等多种供水管道。水力控制的爆管截流阀的不需要电气控制，而仅依靠对阀门前后管道的压力、流速等特征作为判断条件，并使用管道自身压力来实现阀门动作，适用于爆管影响大、需要无人值守、自动化程度较高的

7、场合。 0004 发明专利：200510022041.1，爆管自闭阀，公开了一种能够快速截断过大流速的阀门。当管道流量达到一定值得时候，流体冲力使阀板克服砝码的重力关闭流道，关闭后由于来水方向压力逐渐增加，阀板所受到的力进一步增加，直至全关。其缺点在于，1.由于砝码依靠重力发挥作用，阀门必须水平布置；2.由于砝码装置于内部，不易实现对所需控制流量的大小调节。 发明内容0005 本发明提供一种能适应管道内压力正常变化、能采用任意角度安装的爆管截流阀。0006 为解决上述技术问题，一种爆管截流阀，包括设在管体上与管体内部连通的阀体，爆管截流阀还包括控制腔、阀轴、及依次设在所述阀轴上的第一弹性部件、

8、隔膜活塞、阀盘，控制腔与阀体相接，阀轴穿过控制腔进入阀体内，隔膜活塞设在控制腔内，控制腔与隔膜活塞刚性连接，将腔制腔分为独立的上腔室、下腔室，阀盘设在阀体内，下腔室通过下腔通管与管体连通，第一弹性部件受力发生变形后能驱动阀轴沿其中心线运动，阀轴运动能使隔膜活塞在控制腔内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘在阀体和管体内部运动。 0007 进一步讲，爆管截流阀还包括与管体连通的平压管，平压管一端与管体连接外在阀体与管体连接处的上游，另一端与管体连接处在阀体与管体连接处的下游，平压管上设有阀门。 0008 进一步讲，下腔通管上设有节流阀。 0009 还可以，第一弹性部件包括弹簧、及弹簧

9、的限制装置，所述弹簧套在阀轴上，限位装置将弹簧限位于阀轴的某个区间内，区间变小时弹簧受力发生变形。 0010 还可以，管体中心线与阀体中心线的夹角大于0度小于九十度。 0011 还可以，管体内设有台座，阀盘放置在台座上能截断管体内液体的流动。 说 明 书CN 103353001 A2/4页40012 还可以，上腔室设有上腔连通管与外界空气相通。 0013 本发明的优点在于，下腔室通过下腔通管与管体连通，下腔室与管体内的液体压力相同，管体内的压力变化也会迅速反应到下腔室里，当管体内压力正常时，下腔室的压力等于安装时给第一弹性部件的预紧力及轴封摩擦力之合，预紧力使第一弹性部件发生变形，隔膜活塞不发

10、生变形，当管体内压力下降时，下腔室的压力也会跟着下降，第一弹性部件会使隔膜活塞发生变形，上腔室体积增大，下腔室体积变小，阀盘由阀体内部向管体内部运动，当管体内压力上升时，下腔室的压力也会跟着上升，第一弹性部件会使隔膜活塞发生变形，上腔室体积变小，下腔室体积变大，使弹簧进一步变形，增大弹簧的预紧力，阀盘由管体内部向阀体内部向运动或在阀体内部运动，第一弹性部件预紧力的释放是一个由大到小的过程，而轴封9摩擦力是不变值，当管体内的压力是在一定幅度内波动时，第一弹性部件会先释放一定的预紧力，然后再蓄存预紧力，第一弹性部件有规律的动运，而不会使管体内的液体断流，管体内正常压力变化就不会启动爆管截流阀，只有

11、在管体内压力持续下降超过一定值时，在惯性作用下，第一弹性部件预紧力才会完全释放，使阀盘由阀体内部向管体内部运动，完全截断管体，这样的结构可靠，还能适应管体内正常的压力变化，安装时只要根据角度调整好第一弹性部件的预紧力就可以按任意角度安装，同时针对不同压力的管体，只要调整好第一弹性部件的预紧力就即可。 0014 爆管截流阀还包括与管体连通的平压管，平压管一端与管体连接外在阀体与管体连接处的上游，另一端与管体连接处在阀体与管体连接处的下游，平压管上设有阀门，爆管处修好后，打开平压管的阀体，管体内水流逐步恢复正常，下腔室内的压力也逐步变大，会为变的使隔膜活塞发生变形，下腔室慢慢变大，上腔室慢慢变小，

12、隔膜活塞发生变形会使第一弹性部件发生变形，使阀盘由管体内部向阀体内部运动，当管体内压力达到正常值时，阀盘进入阀体内，管体内液体流通畅，这样可以实现爆管截流阀的反复利用。 0015 下腔通管上设有节流阀，通过对上腔连通管的流速进行控制，减小控制腔下腔室的进排水流量，从而降低阀盘关闭的速度，起到延迟时间（例如防止误操作）并减小水锤冲击的作用。 0016 管体中心线与阀体中心线的夹角大于0度小于九十度；管体内设有台座，阀盘放置在台座上能截断管体内液体的流动，爆管截流阀的截流效果更好。 附图说明0017 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： 图1为本发明第一实施例结构示意图。0018 图2为本发

13、明第二实施例结构示意图。 0019 图3为本发明第三实施例结构示意图。 具体实施方式0020 如图1中，一种爆管截流阀，包括设在管体15上与管体15内部连通的阀体1，爆管截流阀还包括控制腔2、阀轴9、及依次设在所述阀轴9上的第一弹性部件、隔膜活塞10、阀盘8，所述的控制腔2与阀体1相接，所述阀轴9穿过控制腔2进入阀体1内，所述隔膜活塞10设在控制腔2内，控制腔2与隔膜活塞10刚性连接，将腔制腔2分为独立的上腔室、下说 明 书CN 103353001 A3/4页5腔室，阀盘8设在阀体1内，下腔室通过下腔通管11与管体1连通，第一弹性部件包括弹簧6、丝杆3、压板4、挡板5、弹簧6、调整螺母7，所述

14、弹簧6套在阀轴9上，挡板5安装在阀轴9上，压板4通过丝杆3及调整螺母7固定在控制腔2外则，阀轴9一端穿过压板4，弹簧6设在压板4与挡板5之间，弹簧6受力发生变形后能驱动阀轴9沿其中心线运动；管体15内设有台座，阀盘8放置在台座上能截断管体15内液体的流动；管体15中心线与阀体1中心线的夹角89度；阀轴9运动能使隔膜活塞10在控制腔2内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘8在阀体1和管体15内部运动。 0021 如图2中，一种爆管截流阀，包括设在管体15上与管体15内部连通的阀体1，爆管截流阀还包括控制腔2、阀轴9、及依次设在所述阀轴9上的第一弹性部件、隔膜活塞10、阀盘8，所述的控

15、制腔2与阀体1相接，所述阀轴9穿过控制腔2进入阀体1内，所述隔膜活塞10设在控制腔2内，控制腔2与隔膜活塞10刚性连接，将腔制腔2分为独立的上腔室、下腔室，阀盘8设在阀体1内，下腔室通过下腔通管11与管体1连通，下腔通管11上设有节流阀12，第一弹性部件包括弹簧6、丝杆3、压板4、挡板5、弹簧6、调整螺母7，所述弹簧6套在阀轴9上，挡板5安装在阀轴9上，压板4通过丝杆3及调整螺母7固定在控制腔2外则，阀轴9一端穿过压板4，弹簧6设在压板4与挡板5之间，弹簧6受力发生变形后能驱动阀轴9沿其中心线运动；管体15内设有台座，阀盘8放置在台座上能截断管体15内液体的流动；管体15中心线与阀体1中心线的

16、夹角45度；阀轴9运动能使隔膜活塞10在控制腔2内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘8在阀体1和管体15内部运动。 0022 如图3所示，一种爆管截流阀，包括设在管体15上与管体15内部连通的阀体1，爆管截流阀还包括控制腔2、阀轴9、平压管14、及依次设在所述阀轴9上的第一弹性部件、隔膜活塞10、阀盘8，平压管14一端与管体15连接外在阀体1与管体15连接处的上游，另一端与管体15连接处在阀体1与管体15连接处的下游，平压管14上设有阀门16；所述的控制腔2与阀体1相接，所述阀轴9穿过控制腔2进入阀体1内，所述隔膜活塞10设在控制腔2内，控制腔2与隔膜活塞10刚性连接，将腔制腔2

17、分为独立的上腔室、下腔室，阀盘8设在阀体1内，下腔室通过下腔通管11与管体1连通，下腔通管11上设有节流阀12，第一弹性部件包括弹簧6、丝杆3、压板4、挡板5、弹簧6、调整螺母7，所述弹簧6套在阀轴9上，挡板5安装在阀轴9上，压板4通过丝杆3及调整螺母7固定在控制腔2外则，阀轴9一端穿过压板4，弹簧6设在压板4与挡板5之间，弹簧6受力发生变形后能驱动阀轴9沿其中心线运动；管体15内设有台座，阀盘8放置在台座上能截断管体15内液体的流动；管体15中心线与阀体1中心线的夹角45度；阀轴9运动能使隔膜活塞10在控制腔2内发生变形改变上腔室与下腔室的大小，同时能带动阀盘8在阀体1和管体15内部运动。

18、0023 工作原理：通过调节螺母7可以调整弹簧6的预紧力，起到调整爆管截流阀关闭时的管体1压力设定值。 0024 为实现上述工作原理，各参数之间关系是： 正常运行时：P2AK1+f阀门关闭时：P1AK2-f其中：爆管截流阀全开时的弹簧6预紧力K1，爆管截流阀全关时的弹簧6预紧力K2，隔膜活塞10有效横截面积A，爆管截流阀开始关闭时管体15压强P1，爆管截流阀开始开启时管道压强 P2，轴封摩擦力 f 。说 明 书CN 103353001 A4/4页60025 因此，稳定状态下，阀门关闭时的管道压强区间是（0，P1），开启时的管道压强区间是（P2，），即管道压强小于P1时阀门关闭，大于P2时开启。

19、 0026 当管道正常供水或其他液体时，阀体1前后的管体15压力及控制腔2下腔室的压力相等，隔膜活塞产生的轴向力大于弹簧6预紧力与轴封摩擦力之和，阀盘8在阀体1内，管体15处于全开状态； 当爆管发生后，爆管截流阀前后及控制腔2下腔室压强急剧下降，当弹簧6预紧力大于隔膜活塞19轴向力与轴封摩擦力之和时，阀盘8及阀杆9向下开始运动。在关闭的过程中，由于阀盘8所受的流体冲击力与弹簧6压力的合力，阀盘8继续运动，直至全关。0027 当爆管事故处理完毕后，打开阀门15，通过平压管14对阀体1后管道进行充水，当阀体1后管压强逐渐恢复，控制腔2下腔室压强增加，推动隔膜活塞10、阀轴9及阀盘8向上运动，直至全

20、开，最后关闭阀门15，管体15恢复正常工作状态。 0028 通过调节节流阀12可以对上腔连通管13的流速进行控制，减小控制腔2下腔室的进排水流量，从而降低阀盘8关闭的速度，起到延迟时间（例如防止误操作）并减小水锤冲击的作用。 0029 本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。 说 明 书CN 103353001 A1/3页7图1说 明 书 附 图CN 103353001 A2/3页8图2说 明 书 附 图CN 103353001 A3/3页9图3说 明 书 附 图CN 103353001 A