一种燃气输运调压用分析喘振系统

摘要

本发明属于燃气输运技术领域，具体公开了一种燃气输运调压用分析喘振系统，包括主阀体和先导阀，先导阀的稳压口与主阀体的控制室连通，控制调压压力。主阀体的上游连接有前置稳压箱，下游连接有后置稳压箱。通过设置气囊和重力块，使得第一气囊和第二气囊中气体的压力维持动态恒定，进而稳定前置稳压箱和后置稳压箱内的压力，将主阀体上下游面临的压力波动转化为重力块的势能波动，不仅起到稳压作用，而且将压力波动产生的能量以重力势能的形式进行储存和释放，减少燃气输运的动能损失。通过设置减震模块和单向阀，依靠减震活塞的作用，促进流体的流动，将震动能量转化为流体的动能，从而将化解的震动能量加以利用，减少动能损失。

权利要求

1.一种燃气输运调压用分析喘振系统，包括主阀体（100）和先导阀（200），所述先导阀（200）的稳压口与所述主阀体（100）的控制室（110）连通，控制调压压力，其特征在于：所述主阀体（100）的上游连接有前置稳压箱（300），下游连接有后置稳压箱（400）；所述前置稳压箱（300）内设置有第一气囊（310），所述第一气囊（310）通过管道连接有第一稳压组件（320），所述第一稳压组件（320）包括第一缸体（321）和第一重力块（322），所述第一缸体（321）顶部为开放结构，所述第一重力块（322）与所述第一缸体（321）的内侧壁密封滑动接触，所述第一气囊（310）与所述第一缸体（321）的底部连通；所述后置稳压箱（400）内设置有第二气囊（410），所述第二气囊（410）通过管道连接有第二稳压组件（420），所述第二稳压组件（420）包括第二缸体（421）和第二重力块（422），所述第二缸体（421）顶部为开放结构，所述第二重力块（422）与所述第二缸体（421）的内侧壁密封滑动接触，所述第二气囊（410）与所述第二缸体（421）的底部连通。

2.根据权利要求1所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述先导阀（200）的入口通过管道与所述前置稳压箱（300）连接，出口通过管道与所述后置稳压箱（400）连接。

3.根据权利要求1所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述第一缸体（321）与所述第一重力块（322）之间连接有第一弹性部件（323）；所述第二缸体（421）与所述第二重力块（422）之间连接有第二弹性部件（423）。

4.根据权利要求1所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述第一重力块（322）和所述第二重力块（422）上均开设有放气通道（324），所述放气通道（324）分别连通所述第一稳压组件（320）与外界空间以及所述第二稳压组件（420）与外界空间，所述放气通道（324）上安装有泄压阀（325）。

5.根据权利要求1所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述主阀体（100）上设置有多个减震模块（120），所述减震模块（120）包括第三缸体（121），所述第三缸体（121）一端封闭且固定安装于所述主阀体（100）上，另一端开放；所述第三缸体（121）内壁密封滑动设置有减震活塞（122），所述减震活塞（122）一端位于所述第三缸体（121）内，另一端固定于外界固定结构上。

6.根据权利要求5所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述第三缸体（121）和所述减震活塞（122）之间的封闭空间分别通过管道与所述前置稳压箱（300）和所述后置稳压箱（400）连接，并且管道上分别设置有单向阀（500），只允许气体从所述前置稳压箱（300）流入所述第三缸体（121），以及从所述第三缸体（121）流入所述后置稳压箱（400）；

所述主阀体（100）与外界固定结构之间还设置有第三弹性部件（600）。

7.根据权利要求6所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述第三缸体（121）和所述减震活塞（122）之间的封闭空间与所述前置稳压箱（300）和所述后置稳压箱（400）的连接点设置在所述前置稳压箱（300）和所述后置稳压箱（400）内流体流速小于平均流速的区域。

8.根据权利要求6所述的燃气输运调压用分析喘振系统，其特征在于：所述主阀体（100）分别通过柔性管件（700）与所述前置稳压箱（300）和所述后置稳压箱（400）连接。

说明书

一种燃气输运调压用分析喘振系统

技术领域

[0001] 本发明属于燃气输运技术领域，特别涉及一种燃气输运调压用分析喘振系统。

背景技术

[0002] 当前燃气输运领域存在一些技术问题，涉及燃气调压阀系统中的喘振现象和能量损失。具体包括如下问题：

[0003] 1. 喘振问题：燃气输运调压阀系统中常常出现调压阀的喘振现象。喘振是指调压阀在受到上下游压力波动的影响时，膜片会不规则地震动，从而导致燃气流量的不稳定和调压阀运行的不平稳。喘振不仅会造成系统压力的波动，还会影响调压阀的稳定性和使用寿命。

[0004] 2. 压力波动的影响：上下游的压力波动会对调压阀膜片产生剧烈的震动，从而导致膜片的变形，并进一步扩大压力波动。这种相互作用造成了喘振现象的发生，并降低了调压阀的性能和运行效率。

[0005] 3. 能量损失问题：上下游的压力波动生成的压力波在传递至调压阀处受到阻碍，不仅会引起膜片的喘振，还会使得调压阀产生剧烈震动。目前应对阀体震动的方式主要有两种，一种是调压阀与上下游管道固定连接，调压阀外围设置支撑结构，减少震动对管道的冲击；另一种是调压阀通过柔性管件与上下游连接，并设置减震结构吸收调压阀的震动压力。方法一是最简单的方案，等同于硬抗震动能量，效果差，方法二则是化解震动产生的能量，同时也造成能量的浪费。

[0006] 基于以上存在的问题，我们迫切需要一种新的燃气输运调压阀系统，以减少上述问题带来的负面影响。

发明内容

[0007] 针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种燃气输运调压用分析喘振系统，其可以通过设置气囊和重力块，第一重力块和第二重力块以重力块的重力为标定，使得第一气囊和第二气囊中气体的压力维持动态恒定，进而稳定前置稳压箱和后置稳压箱内的压力，将主阀体上下游面临的压力波动转化为重力块的势能波动，不仅起到稳压作用，而且将压力波动产生的能量以重力势能的形式进行储存和释放，减少热能的产生，减少能量浪费，即减少燃气输运的动能损失。通过设置减震模块和单向阀，依靠减震活塞的作用，促进流体的流动，将震动能量转化为流体的动能，从而将化解的震动能量加以利用，减少动能损失。

[0008] 为了实现上述目的，本发明提供一种燃气输运调压用分析喘振系统，包括主阀体和先导阀，先导阀的稳压口与主阀体的控制室连通，控制调压压力。主阀体的上游连接有前置稳压箱，下游连接有后置稳压箱。前置稳压箱内设置有第一气囊，第一气囊通过管道连接有第一稳压组件，第一稳压组件包括第一缸体和第一重力块，第一缸体顶部为开放结构，第一重力块与第一缸体的内侧壁密封滑动接触，第一气囊与第一缸体的底部连通；后置稳压箱内设置有第二气囊，第二气囊通过管道连接有第二稳压组件，第二稳压组件包括第二缸体和第二重力块，第二缸体顶部为开放结构，第二重力块与第二缸体的内侧壁密封滑动接触，第二气囊与第二缸体的底部连通。

[0009] 进一步，先导阀的入口通过管道与前置稳压箱连接，出口通过管道与后置稳压箱连接。

[0010] 进一步，第一缸体与第一重力块之间连接有第一弹性部件；第二缸体与第二重力块之间连接有第二弹性部件。

[0011] 进一步，第一重力块和第二重力块上均开设有放气通道，放气通道分别连通第一稳压组件与外界空间以及第二稳压组件与外界空间，放气通道上安装有泄压阀。

[0012] 进一步，主阀体上设置有多个减震模块，减震模块包括第三缸体，第三缸体一端封闭且固定安装于主阀体上，另一端开放。第三缸体内壁密封滑动设置有减震活塞，减震活塞一端位于第三缸体内，另一端固定于外界固定结构上。

[0013] 进一步，第三缸体和减震活塞之间的封闭空间分别通过管道与前置稳压箱和后置稳压箱连接，并且管道上分别设置有单向阀，只允许气体从前置稳压箱流入第三缸体，以及从第三缸体流入后置稳压箱。主阀体与外界固定结构之间还设置有第三弹性部件。

[0014] 进一步，第三缸体和减震活塞之间的封闭空间与前置稳压箱和后置稳压箱的连接点设置在前置稳压箱和后置稳压箱内流体流速小于平均流速的区域。

[0015] 进一步，主阀体分别通过柔性管件与前置稳压箱和后置稳压箱连接。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0017] 本发明通过设置气囊和重力块，第一重力块和第二重力块以重力块的重力为标定，使得第一气囊和第二气囊中气体的压力维持动态恒定，进而稳定前置稳压箱和后置稳压箱内的压力，将主阀体上下游面临的压力波动转化为重力块的势能波动，不仅起到稳压作用，而且将压力波动产生的能量以重力势能的形式进行储存和释放，减少热能的产生，减少能量浪费，即减少燃气输运的动能损失。另外，通过第一气囊和第二气囊分别与第一稳压组件和第二稳压组件连接，一旦第一稳压组件或第二稳压组件发生泄漏，也只会泄漏第一气囊或第二气囊中的气体，在第一气囊和第二气囊充装安全气体，即可保证安全。

[0018] 本发明通过设置位移传感器，或者视觉检测器，可以通过观察第一重力块和第二重力块的动作情况，直观地观察燃气输运系统的压力波动情况和异常情况，分析可能引起主阀体喘振的压力波动方向、大小、频率、时长、周期等因素。本发明可以一定程度减少压力仪表的使用。

[0019] 本发明通过在第一重力块和第二重力块上设置放气通道和泄压阀，当主阀体的上游或者下游压力异常升高，第一重力块或第二重力块的行程到达极限后系统压力仍然超过正常值时，泄压阀在高压作用下开启，从而将第一气囊或第二气囊中的安全气体排出进行泄压，避免直接启用燃气系统的安全阀，减少燃气的浪费，并且安全性更高。

[0020] 本发明通过设置减震模块和单向阀，依靠减震活塞的作用，促进流体的流动，将震动能量转化为流体的动能，从而将化解的震动能量加以利用，减少动能损失。

附图说明

[0021] 图1为本发明燃气输运调压用分析喘振系统的部分原理示意图；

[0022] 图2为图1中A处放大图；

[0023] 图3为图1中B处放大图；

[0024] 图4为本发明减震模块的示意图；

[0025] 图5为本发明减震模块的管路连接图；

[0026] 图6为图5中C处放大图。

[0027] 图中：100‑主阀体、110‑控制室、120‑减震模块、121‑第三缸体、122‑减震活塞、200‑先导阀、300‑前置稳压箱、310‑第一气囊、320‑第一稳压组件、321‑第一缸体、322‑第一重力块、323‑第一弹性部件、324‑放气通道、325‑泄压阀、400‑后置稳压箱、410‑第二气囊、
420‑第二稳压组件、421‑第二缸体、422‑第二重力块、423‑第二弹性部件、500‑单向阀、600‑第三弹性部件、700‑柔性管件。

具体实施方式

[0028] 在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

[0029] 在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。

[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

[0031] 参照图1至图3，本实施例公开了一种燃气输运调压用分析喘振系统，包括主阀体100和先导阀200，先导阀200的稳压口与主阀体100的控制室110连通，控制调压压力。主阀体100的上游连接有前置稳压箱300，下游连接有后置稳压箱400。前置稳压箱300内设置有第一气囊310，第一气囊310通过管道连接有第一稳压组件320，第一稳压组件320包括第一缸体321和第一重力块322，第一缸体321顶部为开放结构，第一重力块322与第一缸体321的内侧壁密封滑动接触，第一气囊310与第一缸体321的底部连通；后置稳压箱400内设置有第二气囊410，第二气囊410通过管道连接有第二稳压组件420，第二稳压组件420包括第二缸体421和第二重力块422，第二缸体421顶部为开放结构，第二重力块422与第二缸体421的内侧壁密封滑动接触，第二气囊410与第二缸体421的底部连通。进一步，先导阀200的入口通过管道与前置稳压箱300连接，出口通过管道与后置稳压箱400连接。

[0032] 通过分别在第一重力块322和第二重力块422上施加不同大小的压力，例如放置不同质量的重物，或者使用不同重量的重力块，可以调节第一稳压组件320和第二稳压组件420的动作压力。前置稳压箱300和后置稳压箱400的原理相同，以前置稳压箱300为例，在燃气系统运行期间，当上游发生压力波动时，压力波动传导至前置稳压箱300，前置稳压箱300通常具有较大的容积，部分压力波动在箱体内通过第一气囊310里的气体以及燃气自身的可压缩性进行吸收，更多的压力波动则是作用于第一气囊310，使得第一气囊310收缩或者膨胀，第一气囊310内的气体体积变化传递给第一稳压组件320，使得第一重力块322上升或下降。后置稳压箱400的动作亦是如此。第一重力块322和第二重力块422以重力块的重力为标定，使得第一气囊310和第二气囊410中气体的压力维持动态恒定，进而稳定前置稳压箱
300和后置稳压箱400内的压力，将主阀体100上下游面临的压力波动转化为重力块的势能波动，不仅起到稳压作用，而且将压力波动产生的能量以重力势能的形式进行储存和释放，减少热能的产生，减少能量浪费，即减少燃气输运的动能损失。另外，通过第一气囊310和第二气囊410分别与第一稳压组件320和第二稳压组件420连接，一旦第一稳压组件320或第二稳压组件420发生泄漏，也只会泄漏第一气囊310或第二气囊410中的气体，在第一气囊310和第二气囊410充装安全气体，即可保证安全。当然，第一缸体321上应当设置有防止第一重力块322脱离第一缸体321的限位结构，第二缸体421上也应当设置有防止第二重力块422脱离第二缸体421的限位结构，限位结构为常规技术手段，此处不做赘述。进一步，将先导阀
200的入口通过管道与前置稳压箱300连接，出口通过管道与后置稳压箱400连接，使得先导阀200能够早于主阀体100接收到压力变化而进行调节，而且先导阀200的流量变化作用于前置稳压箱300和后置稳压箱400，对系统压力的影响更少。

[0033] 作为本实施例进一步的方案：第一缸体321与第一重力块322之间连接有第一弹性部件323；第二缸体421与第二重力块422之间连接有第二弹性部件423。第一弹性部件323和第二弹性部件423均具备较小弹性即可，减少对气囊内气体压力的影响，其作用是让第一重力块322和第二重力块422在经过一次波动后，能够缓慢的回归到中间位置附近，而当系统压力与设定压力发生偏移时，弹性部件的弹性施加于重力块上，能够修整重力与系统压力之间的偏差。同时，操作人员通过观察重力块位置的偏移，能够感知系统内压力的细微变化，进而通过其他方式调整燃气输运系统的压力。本实施例不适用于压力经常发生变动的燃气输运系统。

[0034] 在本实施例中，通过设置位移传感器，或者视觉检测器，可以通过观察第一重力块322和第二重力块422的动作情况，直观地观察燃气输运系统的压力波动情况和异常情况，分析可能引起主阀体100喘振的压力波动方向、大小、频率、时长、周期等因素。本实施例可以一定程度减少压力仪表的使用。

[0035] 作为本实施例进一步的方案：第一重力块322和第二重力块422上均开设有放气通道324，放气通道324分别连通第一稳压组件320与外界空间以及第二稳压组件420与外界空间，放气通道324上安装有泄压阀325。当主阀体100的上游或者下游压力异常升高，第一重力块322或第二重力块422的行程到达极限后系统压力仍然超过正常值时，泄压阀325在高压作用下开启，从而将第一气囊310或第二气囊410中的安全气体排出进行泄压，避免直接启用燃气系统的安全阀，减少燃气的浪费，并且安全性更高。在进行一次泄压后，操作人员应当及时补充泄放的气体。

[0036] 作为本实施例进一步的方案：参照图4,至图6，主阀体100分别通过柔性管件700与前置稳压箱300和后置稳压箱400连接，柔性管件700可以是金属软管、膨胀节等常规管件。主阀体100上设置有多个减震模块120，减震模块120包括第三缸体121，第三缸体121一端封闭且固定安装于主阀体100上，另一端开放。第三缸体121内壁密封滑动设置有减震活塞
122，减震活塞122一端位于第三缸体121内，另一端固定于外界固定结构上。第三缸体121和减震活塞122之间的封闭空间分别通过管道与前置稳压箱300和后置稳压箱400连接，并且管道上分别设置有单向阀500，只允许气体从前置稳压箱300流入第三缸体121，以及从第三缸体121流入后置稳压箱400。主阀体100与外界固定结构之间还设置有第三弹性部件600。
减震模块120通过减震活塞122的伸缩来吸收震动的能量，当减震活塞122向外移动时，在单向阀500的作用下，减震模块120只能从前置稳压箱300吸入介质；当减震活塞122向内移动时，在单向阀500的作用下，减震模块120只能向后置稳压箱400排出介质，一吸一排，从而实现介质从前置稳压箱300向后置稳压箱400转移的目的。前置稳压箱300内的吸气点和后置稳压箱400内的排期点可以设置在流体流速较慢的区域，至少是流速小于平均流速的区域，依靠减震活塞122的作用，促进流体的流动，将震动能量转化为流体的动能，从而将震动能量加以利用。

[0037] 本实施例附图仅作为技术说明适用，本领域在实际设计时应当考虑流体力学，通过对前置稳压箱300和后置稳压箱400进行合理的流体力学设计，减少流体动能损失。

[0038] 以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。