[发明专利]一种隔膜式先导水击泄压阀的设计方法

说明书

本发明涉及一种隔膜式先导水击泄压阀的设计方法，包括：建立运动方程；建立主阀关闭速度与行程的关系式；建立主阀开启速度与行程的关系式；关键参数计算；校核计算。本发明应用结构运动力学和水力学原理，建立了隔膜式水击泄压阀主阀的运动方程，确定了各主要影响因素相互之间的函数关系。并根据泄压阀关闭和开启的水力学特点，提出了计算隔膜式水击泄压阀开启和关闭过程速度与行程的公式。同时提出了隔膜式水击泄压阀主阀运动部件和液压传动系统关键参数的设计计算方法。通过所述的方法使泄压阀的设计和调整建立在科学的基础上，摆脱了盲目现场调试的局面，提高了工作效率，减少了盲目的调整，节约了水击阀的制造成本。

技术领域

本发明涉及一种隔膜式先导水击泄压阀的设计方法，是一种安全装置的设计方法，是一种防止输水干管水击的安全阀的设计方法。

背景技术

水击现象指在有压管道中，液体流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象。不仅是输水管道会产生水击，在输送油品或其他液体的管道中也会产生这种冲击现象，但一般的认知中都将任何液体输送管道内产生的冲击成为“水击”。水击的危害有时十分严重，特别是大型管道系统，甚至会发生管道系统的破坏，因此为防止水击危害而设置安全装置十分必要。

水击泄压阀(或称为水击泄放阀、水击调压阀)是一种预防水击危害的安全阀，当管道水击发生时，一旦水压超过设计临界值，则阀门迅速开启泄水减压，防止水压的进一步升高，稍后，当水压低于设计临界值时，则阀门缓慢关闭。

隔膜式水击泄放阀是一种先导式泄压阀，它由导阀和主阀组成，通过导阀的启闭来控制主阀的启闭，主阀具有快开慢关的功能，能够迅速开启防止水击(水锤)压力的大幅升高，而缓慢关闭可防止自身关阀产生的水击危害。隔膜式水击泄压阀是一种不用油压控制和电动控制的防水击破坏的阀门，阀门的启闭完全受输水干管水压控制，特点是：阀门开度随时间的变化在水击过程中是未知量，包括阀门是否会完全开启。

由于隔膜式水击泄压阀具有动作灵敏、安全可靠性高、投资小的特点，正在输水工程的水击危害防护方面发挥越来越重要的作用。但是，目前隔膜式水击泄压阀的设计理论研究尚不成熟，缺乏对其运动规律与结构参数和水力学参数关系的数学描述，使得在应用的过程中存在下述主要问题：

1)选用时缺乏对影响泄压阀启闭运动相关因素的了解，包括水压、弹簧、重力等是如何影响泄压阀的运动的；

2)阀门生产厂家无法提供确切的泄压阀启闭规律，泄压阀的开启、关闭时间无法事先设定，只能通过现场调试，由于受事先泄压阀配置的影响，现场调试结果可能与设计预期存在较大差异，达不到水击控制的要求。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种隔膜式先导水击泄压阀的设计方法。所述的方法通过建立运动方程，使泄压阀的设计和调整建立在科学的基础上，摆脱了盲目现场调试的局面。

本发明的目的是这样实现的：一种隔膜式先导水击泄压阀的设计方法，所述方法所述设计的隔膜式先导水击泄压阀包括主阀和导阀；

所述的主阀包括：与输水干管联通的主阀进水腔和与主阀泄水管连通的主阀泄水腔；所述的主阀进水腔和主阀泄水腔之间设有主阀瓣和主阀座，所述的主阀瓣通过主阀连杆与主阀隔膜盘固定连接，所述的主阀隔膜盘上下两侧分别设有上腔和下腔，所述的下腔设有与主阀泄水腔连通的缓冲孔，所述的主阀隔膜盘周围设有使主阀隔膜盘能够上下运动的主阀隔膜，所述的主阀连杆周围设有使主阀瓣复位的主阀弹簧；

所述的导阀包括：通过上腔管与上腔连通的导阀进水腔和与导阀泄水管连通的导阀泄水腔，所述的导阀进水腔和导阀泄水腔之间设有导阀座和导阀瓣，所述的导阀瓣通过导阀连杆与导阀隔膜盘固定连接，所述的导阀隔膜盘上侧设有导阀弹簧腔和导阀复位弹簧，所述的导阀隔膜盘下侧设有导阀控制腔，所述的导阀控制腔通过取样管与主阀进水腔连通，所述的导阀隔膜盘周围设有使导阀隔膜盘能够上下运动的导阀隔膜；