[發明專利]一種機械式管道增壓裝置

有效

• 申請號: 200710307752.2
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101463946A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 胡海豹;嚴靜妮;宋保維;潘光
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F17D1/12
• 分類號: F17D1/12;F17D3/01
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 慕安榮

一、所屬領域

本發明涉及流體管道運輸中利用壓力差驅動的較長距離間歇性流體管道運輸，具 體是一種機械式管道增壓裝置。

二、背景技術

對于現有流體管道運輸系統，若要長距離運輸流體，必須鋪設兩地間的運輸管道。 而管道鋪設中由于地形、建筑等因素可能會存在很多管道拐彎甚至管道繞道鋪設的特 殊情況，致使流體運輸途中管道內的壓力沿流體流向不斷下降，大大降低了運輸速度。 為此，大型長距離管道輸運線在盡量降低運輸過程中各種能量損失的同時，大多采用 沿途增設管道加壓泵站的措施。但對于小型較長距離的管道輸運線，如城市自來水、 天然氣管道運輸網等，由于平均運輸速度要求不高、運輸距離相對較近、管道網絡復 雜等原因，致使增設管道加壓泵站等措施來應對短暫使用高峰期對運輸速度要求的方 法，經濟代價太大。

現有流體管道運輸中，均利用管道入口及出口間的壓力差所產生的驅動力來克服 管道壁面摩擦力，從而達到連續傳輸流體的目的。提高流體管道運輸系統運輸速度， 即管道流量的途徑主要有：增大入口及出口間的壓力差、擴大管道直徑、降低管道壁 面摩擦力以減小管道沿程阻力損失及減小管道局部阻力損失(即減少管道轉彎、形狀 突變等引起的流動能量損失)等。目前常用增壓裝置如：

(1)在申請號為200410065150的發明專利申請中公開的“自來水管道直接可補 水增壓裝置”，為一種配備電動閥、止回閥、水泵、集水罐等，并通過微機控制實現自 來水管道直接可補水的增壓裝置。

(2)在申請號為200410065151的發明專利申請中公開的“自來水管道直接增壓 裝置”與申請號為200410065150的發明專利類似，也是一種配備電動閥、止回閥、水 泵、集水罐等，以微機控制實現市政自來水管網出現正、負壓等不同條件時自來水管 道直接的增壓裝置。

(3)在申請號為2005100890601的發明專利申請中公開的“流體增壓器”，為一 種配備輸入活塞缸、輸出活塞缸、活塞桿、雙穩射流元件等，利用輸入活塞面積大于 輸出活塞面積的原理實現流體增壓的裝置，該裝置應用石油鉆井領域，可對鉆井液增 壓以提高鉆井速度。

上述兩種裝置結構及控制較復雜，須配置動力驅動部件及微機控制系統，且在斷 電狀態下無法正常工作。

三、發明內容

為克服現有增壓設備中存在的需要配置專門的動力驅動裝置，不適于城市自來水 供應系統等較長距離管道運輸線終端用戶的不足，本發明提出了一種機械式管道增壓 裝置。

本發明包括殼體、入口管道、單向密封堵塞、出口管道、液體儲存器、承壓擋板 和儲能彈簧。本發明中，液體儲存器用柔性材料制成，位于殼體內一端；在液體儲存 器的壁面上開有液體的入口和出口，并且該入口和出口通過殼體上的過孔與入口管道 和出口管道相通。單向密封堵塞位于液體儲存器的入口內，通過旋轉支架被固定在殼 體的內壁上，用于關閉液體儲存器的入口；單向密封堵塞的一側有連接桿，該連接桿 與旋轉支架通過軸銷配合，并能夠繞旋轉支架轉動。旋轉支架上有限位塊，以保證單 向密封堵塞打開的角度不超過60度，防止流體涌入液體儲存器時由于單向密封堵塞打 開的角度過大，而無法在自身重力作用下自動回落。承壓擋板位于殼體端蓋與儲能彈 簧之間；儲能彈簧的兩端分別固定在殼體端蓋與承壓擋板上；入口管道與上游管道密 封連接，出口管道與下游管道或管道出口終端密封連接，入口管道和出口管道的另一 端分別與液體儲存器入口和出口密封連接。

本發明將管道內低速流體所具有的壓力能逐漸蓄積到該裝置的壓力積儲部件中， 其蓄積過程近似服從流體力學中管道流動的連續方程和伯努利方程：

連續方程：

?????????????A₁V₁＝A₂V₂??????????????????????(1)

伯努利方程：