談?wù)勅毡镜膬身椆艿廊細(xì)獍踩夹g(shù)

談?wù)勅毡镜膬身椆艿廊細(xì)獍踩夹g(shù)

十年以前去日本考察，看到過日本已經(jīng)廣泛應(yīng)用的兩項燃?xì)馄桨布夹g(shù)。由于當(dāng)時這兩項平安技術(shù)國內(nèi)還沒有應(yīng)用，也沒有看到國內(nèi)文獻(xiàn)和資料上的介紹，并且其作用原理特別奇妙，有用性很好，所以給我留下很深印象。不過讓我感到懷疑的是，至今也沒有看到這種技術(shù)或產(chǎn)品在國內(nèi)有多少應(yīng)用，沒有看到有仿制的產(chǎn)品，更沒有看到國內(nèi)文獻(xiàn)上的介紹，不知是什么緣由(當(dāng)然也可能是有，而我孤陋寡聞，不知道)。我并沒有用過這種技術(shù)或產(chǎn)品！也沒有實際的閱歷，在這里只是把當(dāng)年考察留下的記憶和后來看到的日本的一些產(chǎn)品介紹結(jié)合起來，做一分析和探討，盼望能給同行有所啟示和借鑒。這里不是做產(chǎn)品介紹，而是分析它的結(jié)構(gòu)和工作原理。

所說的技術(shù)，一項是調(diào)壓器的一種超壓自動切斷技術(shù)；另一項是燃?xì)夤艿佬孤┑囊环N偵測技術(shù)，都是專利技術(shù)。這兩種技術(shù)，是在日本賽山公司考察時，看到其應(yīng)用狀況的。

一、防超壓的燃?xì)庹{(diào)壓器

目前，我們的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)上，稍大一些調(diào)壓設(shè)備，一般都裝有超壓切斷裝置，并且這些切斷裝置的結(jié)構(gòu)和原理是相像的。形式上，這些切斷裝置有獨立設(shè)置的，切斷設(shè)備串聯(lián)在主調(diào)壓器前端；也有復(fù)合式的切斷裝置，與調(diào)壓器構(gòu)成一個整體設(shè)備。結(jié)構(gòu)和原理是這樣的：一個壓力感應(yīng)部件、一個機(jī)械傳動和鎖定機(jī)構(gòu)和一個切斷管道的閥門；當(dāng)壓力感應(yīng)部件感應(yīng)到調(diào)壓器輸出端的壓力超過上限，便會引發(fā)機(jī)械傳動裝置和鎖定裝置的動作，動作傳遞給閥門導(dǎo)致管道上的閥門關(guān)閉。這種切斷裝的一個基本特性是：一旦切斷動作發(fā)生，就不會自動恢復(fù)，必需人工到現(xiàn)場進(jìn)行操作，才能復(fù)位，使切斷閥恢復(fù)到開啟狀態(tài)，才能恢復(fù)供氣。(我們現(xiàn)行的規(guī)范提倡使用這種方式的切斷裝置)

這里要介紹的防超壓調(diào)壓器，其切斷裝置的結(jié)構(gòu)和原理與上述的完全不同。結(jié)構(gòu)上的不同，是切斷裝置與調(diào)壓裝置合為一體，切斷裝置與調(diào)壓器公用同一個壓力感應(yīng)裝置，只是增加了用于關(guān)閉氣路的動作部件，結(jié)構(gòu)更簡潔；原理上的不同，是它只是在調(diào)壓器輸出超壓時切斷氣路，限制輸出壓力持續(xù)上升，而當(dāng)超壓的條件消逝以后，它會自動恢復(fù)正常供氣，不需要人員到現(xiàn)場進(jìn)行復(fù)位操作，超壓愛護(hù)過程中不會中斷對客戶的燃?xì)夤?yīng)。

一種防超壓調(diào)壓器的形狀，如圖(1)所示，看上去與一般調(diào)壓器沒有區(qū)分；內(nèi)部的主要構(gòu)造也與一般調(diào)壓器基本一樣，如圖(2)所示，只不過其中閥瓣和傳動機(jī)構(gòu)有差別。

參見圖(2)，與一般調(diào)壓器不同之處在于，它內(nèi)部有兩個裝在同一閥桿上的閥瓣，并有兩個同心的閥座，右面的一個閥瓣，是工作閥瓣或主閥瓣，用于調(diào)整輸出壓力；它的左面，是防超壓閥瓣或幫助閥瓣，特地用作超壓切斷；結(jié)構(gòu)上不難看出：氣路中兩個閥瓣所構(gòu)成的兩個閥門之間呈串聯(lián)關(guān)系，只要有一道閥關(guān)閉，就會切斷氣路；在氣路走向上，先流過主閥瓣，再流過幫助閥瓣；兩個閥的關(guān)閉動作不同步，挨次是主閥瓣在先，幫助閥瓣在后。

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工作原理是：正常工作狀態(tài)下，當(dāng)調(diào)壓器輸出壓力達(dá)到設(shè)定供氣壓力的時，主閥瓣會自動保持肯定的開啟度，以保證肯定壓力和流量的氣體輸出，參見圖(3)；當(dāng)用氣流量減小時，工作閥瓣就會漸漸關(guān)小，以保持輸出壓力的穩(wěn)定；當(dāng)流量減小為零時，工作閥瓣就會完全關(guān)閉，抑制壓力的連續(xù)上升，參見圖(4)；假如主閥瓣能夠完全切斷氣路，幫助閥瓣就移動不到關(guān)閉位置，處于開啟狀態(tài)，幫助閥瓣不發(fā)揮任何的作用，參見圖(4)。但，假如工作閥瓣或閥座消失故障(被異物墊住或變形)，導(dǎo)致主閥瓣的關(guān)閉不嚴(yán)，丟失關(guān)閉功能，那么當(dāng)全部用戶不用氣時，管網(wǎng)內(nèi)的壓力就會持續(xù)上升，當(dāng)這個特別的輸出壓力上升到設(shè)定的切斷壓力時(一般為設(shè)定出口壓力的1.25倍)，壓力感應(yīng)皮膜會連續(xù)向下移動，推動閥桿克服防超壓彈簧的彈力，使幫助閥瓣也連續(xù)下移動，參見圖(5)，并漸漸關(guān)閉，切斷氣路，參見圖(6)。這時輸出壓力停留在設(shè)定的切斷壓力上不再上升，幫助閥瓣發(fā)揮了防止壓力持續(xù)上升的作用。只要用戶不用氣，管網(wǎng)壓力不會下降，那么這種狀態(tài)就會始終保持，參見圖(6)。

當(dāng)用氣端開頭用氣時，供氣管道中的燃?xì)鈺u漸流出，壓力開頭漸漸下降；當(dāng)輸出壓力下降到切斷壓力以下時，壓力感應(yīng)膜開頭向上移動，彈簧推動閥桿向上移動，帶動幫助閥瓣也向上移動，使幫助閥瓣漸漸打開；隨著供氣流量的增加，壓力感應(yīng)膜會連續(xù)向上移動，通過閥桿帶動主閥瓣也漸漸打開，進(jìn)入工作狀態(tài)。這時幫助閥瓣完全停止工作，主閥瓣開頭發(fā)揮調(diào)壓作用，調(diào)壓器進(jìn)入了正常的工作狀態(tài)，參見圖(3)。

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這里需要特殊提出的是，閱歷和試驗都證明，調(diào)壓器閥瓣或閥座密封故障導(dǎo)致的關(guān)閉功能丟失，只影響調(diào)壓器小流量或零流量狀態(tài)下的調(diào)壓性能，不影響正常流量下的壓力調(diào)整功能。這種切斷裝置的設(shè)計剛好利用了調(diào)壓器的這個特點。

還有，正常工作狀態(tài)下防超壓閥瓣始終是常開的，閥瓣與閥座不接觸，不發(fā)生開關(guān)動作，只有在故障狀態(tài)下形成超壓時，防超壓閥瓣才發(fā)生動作，閥瓣與閥座磨損和擠壓的機(jī)會很小；相反，主閥瓣在工作狀態(tài)下，頻繁發(fā)生開關(guān)動作，磨損和擠壓很頻繁。因此，污物對防超壓閥瓣和閥座產(chǎn)生損害的的概率遠(yuǎn)小于主閥瓣，或者說，防超壓閥瓣的故障率遠(yuǎn)小于主閥瓣的故障率。當(dāng)有一個故障緣由同時作用在兩個閥瓣或閥座上時，主閥瓣會先于幫助閥瓣消失損壞。從幫助閥瓣的工作原理我們知道，當(dāng)幫助閥瓣關(guān)閉時，輸出的壓力是高于正常供氣壓力的，這是這種調(diào)壓器使用上的一個外特征。

據(jù)此，我們可以通過記錄輸出壓力，并定期觀看分析壓力記錄，就能夠發(fā)覺主閥瓣的故障，假如消失了高于正常供氣壓力的記錄，就可以斷定主閥瓣已經(jīng)有故障，應(yīng)準(zhǔn)時更換了，而此時并沒有發(fā)生超壓供氣的危急。

從原理和結(jié)構(gòu)上，不難看出這種切斷裝置設(shè)計上的針對性很強(qiáng)，主要針對調(diào)壓器主閥瓣和主閥座的故障，而導(dǎo)致的輸出壓力特別上升。為什么這種調(diào)整閥的設(shè)計者好像忽視掉調(diào)壓器的其他可能故障，而把不停止供氣的切斷功能作為重要的設(shè)計目標(biāo)呢？

通過跟日本伊藤工機(jī)的技術(shù)人員的溝通，我們找到了答案。這要從提出這種調(diào)整閥的設(shè)計需求說起。

據(jù)了解，這種調(diào)壓器是由日本東京瓦斯與伊藤工機(jī)合作研制的，設(shè)計需求實際上是由東京瓦斯提出的。日本的燃?xì)夥ㄒ?guī)有一項平安規(guī)定，一旦停止供氣，重新恢復(fù)供氣前，服務(wù)人員必需進(jìn)入每家用戶，確認(rèn)沒有平安問題，才能進(jìn)行恢復(fù)供氣的操作。東京瓦斯城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)中調(diào)壓器數(shù)量以萬計，以前也曾使用需要人工現(xiàn)場恢復(fù)的超壓切斷裝置。由于自動關(guān)閉后入戶檢查的大量人力需求，尤其是這種狀況的突發(fā)性和隨機(jī)性，讓東京瓦斯疲于應(yīng)付。為了解脫這種突發(fā)性人力需求壓力，東京瓦斯提出與伊藤工機(jī)合作，尋求技術(shù)上的解決方案，從而產(chǎn)生了新型調(diào)壓器的研發(fā)需求。

技術(shù)研發(fā)人員對引發(fā)自動切斷的調(diào)壓器故障緣由進(jìn)行了全面的分析討論，得出了這樣的結(jié)論：調(diào)壓器的故障超過80%是由燃?xì)庵械奈畚锖碗s質(zhì)引起的；調(diào)壓器超壓切斷故障則主要是由于污物對閥瓣或閥口的作用導(dǎo)致的，例如污物墊在閥瓣或