本发明专利技术公开了一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，包括箱体，前后两端对称分布，其形状为由曲线绕轴线旋转一周而成的回转体，两端同轴地设有直径大小相同的用于连接上、下游燃气管道的连接装置，所述箱体内含有挡板系统和弹簧系统，弹簧系统中的弹簧线圈随着上游天然气压力的变化发生前后运动，从而带动挡板系统中的4块阻尼挡板运动，导致气体流通面积的改变，以实现稳定压力和流量的目的。本发明专利技术不需要外界提供能量，也不引入其他物质，结构简单，易于安装和维护，并且调节速度灵敏，有效减缓上游压力突变对下游管道仪表、设备的影响，保障管道的安全和平稳运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种应对于管道压力突变的阻尼装置，具体涉及一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置。
技术介绍
随着天然气的普及使用和国家大力提倡节能减排项目，相关的天然气综合利用技术迅速发展，目前设备向着智能化、精细化的方向发展，这对气源和天然气运行状态的稳定提出了很高的要求。由于天然气在季节、时间以及用户需求的不同，又或者上游设备突然发生故障，导致下游天然气压力或流量随之改变，这将对下游设备造成不同层度的冲击，同时带来震动，降低下游设备的使用寿命和效率，给下游门站或者工艺的安全和平稳运行提出了很大的挑战，比如目前天然气压力能回收技术中最关键的设备——膨胀机，其对上游天然气流量的需求很敏感，膨胀机的高效运行需要上游天然气在一定的流量和压力范围内变化。所以，在天然气的综合利用领域迫切需要一种新的能应对上游管道压力突变的装置。在天然气领域，目前应对压力突变使用的比较多的是一些高精度的控制流量阀门，通过智能感知上游压力和流量变化来调控阀门开度，以实现下游平稳运行的目的。该调节迅速，但此类阀门造价比较高昂，保养方法复杂，对于一些小型调压站不具经济和操作合理性。类比其他领域，在建筑领域中常采用阻尼装置来减缓这种压力突变的情况，阻尼装置是一种无刚度的速度相关型阻尼装置，阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。中国专利技术专利CN102562929A涉及一种无泄漏转动流体阻尼装置，利用磁力牵引阻尼装置中的叶片转动，当叶片转动时，阻尼液流过叶片上的小圆通孔，阻尼液流过叶片上的小圆通孔时耗能，起到控制振动的效果。中国专利技术专利CN104632989A提供了一种高性能流体阻尼隔振器，加入刚性杆的使用，提高了隔振的弯曲刚度，提高了隔振器的性能和应用范围，并采用波纹管和膜片弹簧作为隔振器的刚度元件,消除隔振器中相对运动部件之间的接触摩擦力,避免了摩擦力对微振动带来的不利影响。上述两类阻尼装置虽然在调节效果上能达到要求，但装置的结构较为复杂，设备制造成本较高，安装和维护难度大，同时阻尼液泄露将对管道安全和平稳运行造成威胁。所以针对天然气管道流动的特性和下游设备的使用特点，参考工程上阻尼装置的原理，研究新的适用于管道天然气领域的新型阻尼装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有天然气综合利用领域存在的问题，提供一种灵敏和简便的应对压力突变的弹簧阻尼装置，代替原有的复杂且昂贵的控制仪器，确保下游天然气流量和压力的稳定，从而保证下游设备的稳定和高效运行，推动天然气综合利用技术的发展。本专利技术实现上述目的的技术方案为：一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，包括箱体、挡板系统和弹簧系统三大部分。所述箱体，前后两端对称分布，其形状为由曲线绕轴线旋转一周而成的回转体，两端同轴地设有直径大小相同的出、入口及用于连接上、下游燃气管道的连接装置；所述挡板系统包括前置挡板、中间挡板与后置挡板，三者皆焊接固定在箱体内壁；所述前置挡板包括挡板外环、阻尼挡板底座以及连接两者的支撑臂；所述中间挡板共4块，呈圆锥形均匀分布在箱体内壁；所述后置挡板包括挡板外环、阻尼挡板底座以及连接两者的支撑臂。所述弹簧系统包括弹簧力臂、弹簧连接片、弹簧线圈、弹簧固定结、阻尼挡板、阻尼挡板固定结、移动导轮、弹簧力臂导轮和弹簧力臂固定结；所述弹簧线圈一端固定在后置挡板，另一端与弹簧连接片连接，弹簧连接片受到天然气推力的作用，带动弹簧线圈前后运动，弹簧线圈通过弹簧力臂将作用力传递给阻尼挡板，带动阻尼挡板往外展开运动或者往内缩小运动，从而改变上游气体通过弹簧阻尼装置的流动面积，同时气体通过粗糙的阻尼挡板表面有一定的压力损失，所以由此达到控制下游天然气流量和压力稳定运行的目的。进一步地，所述箱体(2)拆分成两部分，可由螺纹连接，方便随时更换部件和清除污染物。进一步地，所述的连接装置包括连接箱体入口的上游连接螺纹及连接箱体出口的下游连接螺纹，适用于连接直径较小的天然气管道。进一步地，所述的连接装置包括连接箱体入口的上游连接法兰及连接箱体出口的下游连接法兰，适用于连接直径较大的天然气管道。进一步地，所述箱体为304不锈钢，其具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性，冲压、弯曲等热加工性好，容易加工成具有弧度和一定弯曲面的箱体，耐腐蚀强度也高。进一步地，所述前置、中间和后置挡板材料为ABS或者碳纤维，其抗冲击性、耐热性、耐低温性及电气性能优良，还具有质轻和耐腐蚀性好的特点；两者形状与大小完全相等，气体经过挡板的流通面积与上游管道截面积一致。进一步地，所述弹簧底座为正方形结构。进一步地，所述弹簧力臂采用尼龙66材料，疲劳强度和钢性较高，耐热性较好，耐磨性好，抗拉伸强度性能好，适合作为传动零件，因此可适应天然气的流动工况。进一步地，所述弹簧线圈为琴钢丝，具有强度高，弹性、抗疲劳和韧性好，表面光滑洁净以及防锈能力强等特点，弹性系数较小，尺寸大小根据工况背景而定。进一步地，所述阻尼挡板采用ABS或者碳纤维，兼具抗冲击性与质轻的优点，同时表面经过打磨，具备一定的粗糙度。进一步地，所述弹簧连接片采用ABS或者碳纤维，其抗冲击性、耐热性、耐低温性及电气性能优良，还具有质轻和耐腐蚀性好的特点，其表面光滑。进一步地，所述弹簧固定结用于固定两个弹簧力臂的起点和弹簧线圈。进一步地，所述阻尼挡板有细小缝隙，可以满足弹簧力臂通过。进一步地，所述阻尼挡板固定结用于固定阻尼挡板，保证在上游气体在设定压力和流量范围内两个阻尼挡板保持一个稳定的平行状态。进一步地，所述移动导轮与弹簧连接片连接，表面光滑，一方面起到支撑作用，另一方面帮助弹簧线圈实现平行运动。进一步地，所述弹簧力臂导轮作为传动结构，表面粗糙，弹簧力臂借助导轮带动阻尼挡板运动，实现对于气体的阻缓作用。进一步地，所述弹簧力臂固定结用于连接弹簧力臂终点，作为作用点，在弹簧力臂作用下带动阻尼挡板运动。本专利技术与现有技术相比具有以下的有益效果：(1)调节迅速，灵敏度高；上游天然气流量的变化会以压力变化的形式瞬间作用在弹簧连接片上，当上游气体压力升高时，弹簧线圈往后运动带动阻尼挡板扩张改变气体流通截面积，同时带来气体的压力损失，整体调节过程由计算可知在3S内，调节迅速。调节过程无需引入外界电子设备，仅依靠上游气体自身能量即可完成调节过程。(2)操作弹性大，安全稳定性高；本装置理论上可以适用于目前任何天然气流动工况下的要求，可以根据实际工况需求更换弹簧线圈或者阻尼板，有效针对各个工况进行调节处理，初步模拟可调节压力变化范围在4bar以上，当压力变化过大时，阻尼挡板完全关闭，与中间挡板形成闭合回路，阻挡上游气体往下流动，保障下游设备安全。同时本装置无引入其他化学物质，保证天然气组分的稳定性和不污染下游设备，(3)结构简单，易于维护；本阻尼装置仅由箱体、弹簧系统和阻尼挡板系统三部分组成，没有任何自控设备，结构简单，制造容易；主要结构包括弹簧线圈和阻尼挡板原料易得，维护成本较低，便于大规模推广使用。附图说明图1a为一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置结构示意图。图1b为图1a中AA截面示意图。图1c为一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置的弹簧系统结构示意图。图1d为一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置力臂缝隙示意图。图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，其特征在于，包括：所述箱体(2)，前后两端对称分布，其形状为由曲线绕轴线旋转一周而成的回转体，两端同轴地设有直径大小相同的出、入口及用于连接上、下游燃气管道的连接装置(1)和(8)；所述挡板系统包括前置挡板(3)、中间挡板(9)与后置挡板(7)，三者皆焊接固定在箱体(2)内壁；所述前置挡板包括挡板外环(11)、阻尼挡板底座(13)以及连接两者的支撑臂(10)；所述中间挡板(9)共4块，呈圆锥形均匀分布在箱体内壁；所述后置挡板(7)结构与前置挡板相同(3)；所述阻尼挡板底座(13)为正方形结构。所述弹簧系统包括弹簧力臂(4)、阻尼挡板(5)、弹簧线圈(6)、弹簧连接片(12)、移动导轮(14)、弹簧固定结(15)、阻尼挡板固定结(16)、弹簧力臂导轮(17)和弹簧力臂固定结(18)；所述弹簧线圈(6)一端固定在后置挡板(7)，另一端与弹簧连接片(12)连接。
【技术特征摘要】
1.一种新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，其特征在于，包括：所述箱体(2)，前后两端对称分布，其形状为由曲线绕轴线旋转一周而成的回转体，两端同轴地设有直径大小相同的出、入口及用于连接上、下游燃气管道的连接装置(1)和(8)；所述挡板系统包括前置挡板(3)、中间挡板(9)与后置挡板(7)，三者皆焊接固定在箱体(2)内壁；所述前置挡板包括挡板外环(11)、阻尼挡板底座(13)以及连接两者的支撑臂(10)；所述中间挡板(9)共4块，呈圆锥形均匀分布在箱体内壁；所述后置挡板(7)结构与前置挡板相同(3)；所述阻尼挡板底座(13)为正方形结构。所述弹簧系统包括弹簧力臂(4)、阻尼挡板(5)、弹簧线圈(6)、弹簧连接片(12)、移动导轮(14)、弹簧固定结(15)、阻尼挡板固定结(16)、弹簧力臂导轮(17)和弹簧力臂固定结(18)；所述弹簧线圈(6)一端固定在后置挡板(7)，另一端与弹簧连接片(12)连接。2.根据权利要求1所述的新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，其特征在于：所述箱体(2)可拆分成两部分，由螺纹连接，方便随时更换部件和清除污染物。3.根据权利要求1所述的新型的应对管道压力突变的弹簧阻尼装置，其特征在于：所述的连接装置包括连接箱体(2)入口的上游连接螺纹(1)及连接箱体出口的下游连接螺纹(8)，适用于连接直径较小的天然气管道。4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜琳琳，张姝丽，蓝廖春，杨帆，梁志杰，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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