用于降低压力钢管外壁水压力的装置、压力管道及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010323022.7 (22)申请日 2020.04.22 (71)申请人 中国葛洲坝集团第三工程有限公司 地址 712000 陕西省西安市西咸新区沣西 新城尚业路总部经济园5号楼5层 (72)发明人 王磊杨生全朱则浩张宏山 乔凤楼尚晓军尹鹏魏鑫 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 李鹏威 (51)Int.Cl. F16K 15/02(2006.01) F16K 17/04(2006.01) F16K 17/164(2006.01) 。

2、F16K 27/02(2006.01) F16L 55/07(2006.01) (54)发明名称 用于降低压力钢管外壁水压力的装置、 压力 管道及方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于降低压力钢管外壁 水压力的装置、 压力管道及方法， 包括阀体， 所述 阀体内设置有环形肋， 所述环形肋将阀体分为进 液端和出液端， 所述阀体内还设置有单向限流装 置， 所述单向限流装置贯穿所述环形肋， 所述单 向限流装置的一端与环形肋之间连接有弹性连 接件， 所述弹性连接件位于阀体的进液端内； 在 阀体处于关闭状态下， 所述单向限流装置的另一 端与环形肋密封接触。 本发明通过在压力钢管上 设置阀体， 将压力钢管。

3、外部的水流流入压力钢管 内部， 减少压力钢管外部的水压力， 从而平衡压 力钢管内外压力， 达到保护压力钢管本体的作 用， 增加压力钢管的使用寿命。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111350847 A 2020.06.30 CN 111350847 A 1.用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 包括阀体(1)， 所述阀体(1)内设 置有环形肋(9)， 所述环形肋(9)将阀体(1)分为进液端和出液端， 所述阀体(1)内还设置有 单向限流装置， 所述单向限流装置贯穿所述环形肋(9)， 所述单向限流装置的两端分为前盖 (3)和后盖(7)， 所述前盖(3)位于阀体(1)的进液。

4、端， 所述后盖(7)位于阀体(1)的出液端， 所 述前盖(3)与环形肋(9)之间连接有弹性连接件(4)； 在弹性连接件(4)处于自然状态下， 所述后盖(7)与环形肋(9)密封接触； 在弹性连接件(4)处于压缩状态下， 所述后盖(7)与环形肋(9)不接触。 2.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述单向 限流装置还包括阀门(5)， 所述前盖(3)和后盖(7)分别设置在阀门(5)的两端， 所述阀门(5) 贯穿所述环形肋(9)， 所述前盖(3)和后盖(7)的直径均大于环形肋(9)的内径。 3.根据权利要求2所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所。

5、述前盖 (3)的端面为环状空心、 蜂窝面或所述前盖(3)靠近环形肋(9)的端面设置有支撑体， 所述后 盖(7)的端面为实心。 4.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述压力 钢管(12)的管道上开设有进液孔， 所述阀体(1)的进液端与所述进液孔通过螺纹连接， 所述 阀体(1)的出液端朝向压力钢管(12)的管道内壁。 5.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述压力 钢管(12)的管道上开设有进液孔， 所述压力钢管(12)的管道外壁设置有补强板(11)， 所述 补强板(11)上开设有螺纹孔， 所述螺纹孔的中轴线与进液孔的中轴线。

6、重合， 所述补强板 (11)与阀体(1)的进液端通过螺纹连接， 所述阀体(1)的出液端朝向压力钢管(12)的管道内 壁。 6.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述后盖 与环形肋(9)通过密封圈(6)密封接触。 7.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述弹性 连接件(4)为压缩弹簧。 8.根据权利要求1所述的用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 其特征在于， 所述阀体 (1)与补强板(11)之间设置有密封垫(10)。 9.压力管道， 其特征在于， 采用权利要求1-8任一项所述的降低压力钢管外壁水压力的 装置， 包括压力钢管(。

7、12)， 所述压力钢管(12)的管道上开设有进液孔， 所述压力钢管(12)的 管道外壁设置有补强板(11)， 所述补强板(11)上开设有螺纹孔， 所述螺纹孔的中轴线与进 液孔的中轴线重合， 所述阀体(1)可拆卸安装在补强板(11)与压力钢管(12)上， 所述阀体 (1)的出液端朝向压力钢管(12)的内壁。 10.用于降低压力钢管外壁水压力的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 在压力钢管 (12)的外壁开设进液孔， 在进液孔上安装阀体(1)， 阀体(1)的出液端安装在压力钢管(12) 的进液孔上， 当压力钢管(12)外壁的水压力升高时， 水压力推动前盖进行运动， 前盖压缩弹 性连接件的同时推动。

8、后盖进行移动， 后盖远离环形肋， 将阀体(12)打开， 压力钢管(12)外壁 的水流经阀体(1)进入压力钢管(12)； 当压力钢管(12)外壁的水压力降低时， 弹性连接件复 位， 弹性连接件推动前盖运动并带动后盖运动， 后盖与环形肋密封接触， 阀体(1)关闭， 阀体 (1)停止将压力钢管(12)外部的水流排入压力钢管(12)。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111350847 A 2 用于降低压力钢管外壁水压力的装置、 压力管道及方法 技术领域 0001 本发明属于水利工程技术领域， 具体属于用于降低压力钢管外壁水压力的装置、 压力管道及方法。 背景技术 0002 目前， 在水利工程地下压。

9、力钢管施工中， 因渗漏水较大， 在压力钢管外壁与外包混 凝土之间存在较大的水压力， 极易破坏压力钢管本身结构， 造成压力钢管本体变形损坏， 为 了防止此情况的发生， 多数施工方选择在压力钢管外壁埋设预埋管进行排水， 通过预埋管 分流地下水压力， 减少压力钢管外壁所受压力， 但是预埋管需要埋设较长的管道， 成本高， 而且埋设预埋管时预埋管会有损坏或变形的危险， 同时预埋管不但维修成本高还具有维修 困难的问题， 因此， 现在急需发明一种全新的用于缓减压力钢管外壁水压力的装置， 用于解 决压力钢管内外压力不平衡问题， 从而达到保护压力钢管本体的作用。 发明内容 0003 为了解决现有技术中存在的问题。

10、， 本发明提供一种用于降低压力钢管外壁水压力 的装置， 解决现有技术中水利工程地下压力钢管本体受到水压力易造成压力钢管本体变形 损坏的问题。 0004 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 用于降低压力钢管外壁水压力的装 置， 其特征在于， 包括阀体， 所述阀体内设置有环形肋， 所述环形肋将阀体分为进液端和出 液端， 所述阀体内还设置有单向限流装置， 所述单向限流装置贯穿所述环形肋， 所述单向限 流装置的两端分为前盖和后盖， 所述前盖设置在阀体的进液端， 所述后盖设置在阀体的出 液端， 所述前盖与环形肋之间连接有弹性连接件； 0005 在弹性连接件处于自然状态下， 所述后盖与环形肋密封接。

11、触； 0006 在弹性连接件处于压缩状态下， 所述后盖与环形肋不接触。 0007 进一步的， 所述单向限流装置还包括阀门， 所述前盖和后盖分别设置在阀门两端， 所述阀门贯穿所述环形肋， 所述前盖和后盖的直径均大于环形肋的内径。 0008 进一步的， 所述前盖的端面为环状空心、 蜂窝面或所述前盖靠近环形肋的端面设 置有支撑体， 所述后盖的端面为实心。 0009 进一步的， 所述压力钢管的管道上开设有进液孔， 所述阀体的进液端与所述进液 孔通过螺纹连接， 所述阀体的出液端朝向压力钢管的管道内壁。 0010 进一步的， 所述压力钢管的管道上开设有进液孔， 所述压力钢管的管道外壁设置 有补强板， 所述。

12、补强板上开设有螺纹孔， 所述螺纹孔的中轴线与进液孔的中轴线重合， 所述 补强板与阀体的进液端通过螺纹连接， 所述阀体的出液端朝向压力钢管的管道内壁。 0011 进一步的， 所述后盖与环形肋通过密封圈密封接触。 0012 进一步的， 所述弹性连接件为压缩弹簧。 0013 进一步的， 所述阀体与补强板之间设置有密封垫。 说明书 1/5 页 3 CN 111350847 A 3 0014 本发明还提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的压力管道， 包括压力钢管， 所 述压力钢管的管道上开设有进液孔， 所述压力钢管的管道外壁设置有补强板， 所述补强板 上开设有螺纹孔， 所述螺纹孔的中轴线与进液孔的中轴线重。

13、合， 所述阀体可拆卸安装在补 强板与压力钢管上， 所述阀体的出液端朝向压力钢管内壁。 0015 本发明还提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的方法， 包括以下步骤： 在压力 钢管的外壁开设进液孔， 在进液孔上安装阀体， 阀体的出液端安装在压力钢管的进液孔上， 当压力钢管外壁的水压力升高时， 水压力推动前盖进行运动， 前盖压缩弹性连接件的同时 推动后盖进行移动， 后盖远离环形肋， 将阀体打开， 压力钢管外壁的水流经阀体进入压力钢 管； 当压力钢管外壁的水压力降低时， 弹性连接件复位， 弹性连接件推动前盖运动并带动后 盖运动， 后盖与环形肋密封接触， 阀体关闭， 阀体停止将压力钢管外部的水流排入压力。

14、钢 管。 0016 与现有技术相比， 本发明至少具有如下有益效果： 0017 本发明提供了一种用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 解决了目前水利工程地 下压力钢管施工中， 渗漏水较大， 在压力钢管外壁与外包混凝土之间存在较大的水压力， 极 易破坏压力钢管本身结构， 造成压力钢管本体外形损坏的问题， 在压力钢管外部的水压力 较高时， 本发明通过弹性连接件、 单向限流装置以及环形肋配合将压力钢管外部的水流流 入压力钢管内部， 减少压力钢管外部的水压力， 从而平衡压力钢管内外压力， 达到保护压力 钢管本体的作用， 增加压力钢管的使用寿命， 同时保证了压力钢管内的流体不会经阀体流 出压力钢管外部造成压。

15、力钢管内部压力的降低， 本发明只需要在压力钢管的管道上开设进 液孔安装阀体， 阀体损坏， 对阀体进行更换即可， 维修更加方便， 同时减少了压力钢管的维 修成本， 经济性更高。 0018 进一步的， 本发明中前盖的端面为环状空心、 蜂窝面或前盖靠近环形肋的端面设 置有支撑体， 后盖的端面为实心， 保证了压力钢管外部的水流进入压力钢管内部的同时保 证了在压力钢管外部水压力过高时， 弹性连接件破坏后， 压力钢管外部的水流继续进入压 力钢管内， 阀体继续减少压力钢管外部的水压力， 从而减少压力钢管外部水压力对压力钢 管的损害， 为维修人员提供更换阀体的时间， 而且本发明中前盖的端面分为不同情况， 能够。

16、 应对压力钢管外壁不同的水压力， 本发明的灵活性能更高， 适用水压力的范围更广。 0019 进一步的， 本发明的压力管道外壁设置有补强板， 增强了压力钢管的受力强度， 同 时阀体与补强板进行配合， 加大阀体的安装牢固性， 也加大了阀体与压力钢管的密封性。 0020 进一步的， 本发明中后盖与环形肋通过密封圈密封接触， 保证了阀体的密封性， 而 且阀体与补强板之间设置有密封垫， 使阀体和补强板之间的刚接触转变为柔性接触， 减少 了阀体与补强板之间的摩擦损耗， 增加了阀体的使用寿命。 0021 进一步的， 本发明中的进液孔还用于灌浆， 灌浆完成后， 安装阀体， 阀体充当灌浆 塞， 从而减少灌浆塞的。

17、数量， 减少压力管道的成本。 0022 本发明还提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的压力管道， 本发明的压力管道 由压力管道、 补强板以及阀体组成， 不但整体压力钢管的强度更高同时能够有效的降低压 力钢管外壁的水压力， 使用寿命更长， 适用场地的范围更广， 成本低， 适与产业化。 0023 本发明还提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的方法， 在压力钢管外部的水压 力升高时， 通过压力钢管的管道外壁安装的阀体将压力钢管外壁的水流经阀体进入压力钢 说明书 2/5 页 4 CN 111350847 A 4 管， 减少压力钢管外壁的水压力， 从而平衡压力钢管内外水压力， 本发明提供的降低压力钢 管外壁。

18、水压力的方法成本更低， 维修更加方便， 维修时间更短。 附图说明 0024 图1为本发明的整体结构示意图； 0025 图2为本发明的正视结构示意图； 0026 图3为图2中A-A向剖视图； 0027 图4为阀体安装完成的局部剖视图； 0028 附图中： 1-阀体， 2-销孔， 3-前盖， 4-弹性连接件， 5-阀门， 6-密封圈， 7-后盖， 8-嵌 入槽， 9-环形肋， 10-密封垫， 11-补强板， 12-压力钢管。 具体实施方式 0029 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。 0030 如图1和图3所示， 本发明提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的装置， 包括阀 体1， 所。

19、述阀体1内设置有环状肋体， 即环形肋9， 其中， 环形肋9与阀体1一体成型， 所述环形 肋9将阀体1分为进液端和出液端， 所述阀体1内还设置有单向限流装置， 所述单向限流装置 贯穿所述环形肋9， 所述单向限流装置的一端与环形肋9之间连接有弹性连接件4， 所述弹性 连接件4位于阀体1的进液端内； 在阀体1处于关闭状态下， 即弹性连接件4处于自然状态下， 所述后盖7与环形肋9密封接触； 优选的， 后盖7通过密封圈6与环形肋9密封接触， 优选的， 密 封圈6采用聚四氟乙烯材料， 保证阀体1的密封性； 在阀体1处于打开状态下， 即弹性连接件4 处于压缩状态下， 所述后盖7与环形肋9不接触； 0031 。

20、具体的， 所述压力钢管12上开设有进液孔， 所述阀体1的出液端通过压力钢管12的 进液孔与压力钢管12连接， 当压力钢管12外部的水压力过高时， 压力钢管12外部的水流作 用阀体1， 阀体1打开， 压力钢管12外部的水流经阀体1进入压力钢管12， 从而降低压力钢管 12外部的水压力， 减少压力钢管12外部水流对压力钢管12本身的破坏。 0032 在本实施例的优选实施例中， 单向限流装置包括阀门5和端盖， 所述端盖包括前盖 3和后盖7， 所述阀门5贯穿所述环形肋9， 所述前盖3和后盖7分别设置在阀门5的两端， 前盖3 设置在阀体1的进液端， 后盖7设置在阀体1的出液端， 其中， 前盖3和后盖7的。

21、直径均大于环 形肋9的内径； 0033 如图3所示， 在本实施例中， 前盖3的端面为环状空心， 后盖7的端面为实心； 后盖7 与环形肋9之间设置有密封圈6， 其中， 密封圈6设置在后盖7的端面上， 前盖3与环形肋9之间 设置有弹性连接件4， 优选的， 弹性连接件4为压缩弹簧， 其中， 弹簧采用抗腐蚀弹簧， 最大承 压50Kpa， 初始状态下， 后盖7通过密封圈6与环形肋9紧密接触， 弹簧处于正常状态， 当阀体1 内进入流体， 流体对前盖3进行施压， 前盖3对压缩弹簧做功， 后盖7随之运动远离环形肋9， 阀体1处于打开状态， 流体通过环形肋9流出阀体1； 0034 在本发明的某一实施例中， 前盖。

22、3的端面为蜂窝面， 后盖7的端面为实心； 0035 在本发明的另一实施例中， 前盖3的端面为实心， 所述前盖靠近环形肋的端面上设 置有支撑体， 后盖7的端面为实心； 0036 具体的， 当压力钢管外壁的水压力过大时， 压缩弹簧损坏， 阀体能够保持连通状 说明书 3/5 页 5 CN 111350847 A 5 态， 阀体能够继续为压力钢管减压， 减少压力钢管外壁水压力对压力钢管的损坏为维修人 员增加维修时间， 维修人员只需将损坏的弹簧进行更换即可， 同时， 前盖的端面为不同的形 态， 根据环状空心受力点小于蜂窝面小于实心面的顺序， 从而应对压力钢管外壁不同的水 压力， 根据实际施工条件进行相应。

23、选择即可。 0037 在本实施例的某一实施例中， 阀体1的外部设置有螺纹丝扣， 在压力钢管12制作过 程中， 在压力钢管12的管道上开设进液孔， 并在进液孔的内壁设置有与阀体1的螺纹丝扣匹 配的丝扣， 在本实施例中， 阀体1的螺纹丝扣设置在阀体1的进液端， 从压力钢管12内壁将阀 体1通过螺纹丝扣旋入压力钢管12的进液孔， 阀体1的进液端贯穿压力钢管12的管道， 阀体1 的出液端朝向压力管道12内部； 0038 在本实施例的另一实施例中， 如图4所示， 压力钢管12的管道外壁焊接有补强板 11， 所述补强板11上开设有螺纹孔， 螺纹孔的中轴线与阀体1的中轴线对齐， 压力钢管12的 进液孔不设置。

24、螺纹丝扣， 阀体1的出液端的外部为光滑面， 阀体1的螺纹丝扣设置在阀体1的 进液端， 从压力钢管12内壁将阀体1通过螺纹丝扣旋入补强板11的螺纹孔内， 阀体1的出液 端与压力钢管12的进液孔嵌合， 优选的， 阀体1与补强板11之间设置有密封垫10， 用于减缓 阀体1与补强板11之间的摩擦， 延长阀体1的使用寿命。 0039 在本实施例中， 如图2所示， 阀体1的端面上开设有销孔， 将相应的安装工具伸入销 孔2内， 在压力钢管12内壁将阀体1旋入压力钢管12内或旋入补强板11内， 阀体1的出液端朝 向压力钢管12内。 0040 具体的， 压力钢管开设的进液孔数量根据实际情况需求进行操作即可。 0。

25、041 优选的， 本实施例中的阀体1采用316不锈钢材料， 最大承压15Mpa。 0042 本发明的具体安装步骤以及运行方法如下： 0043 在压力钢管12的管道上开设若干个进液孔， 进液孔贯穿所述压力钢管12； 压力钢 管12的管道外壁贴焊有补强板11， 补强板11上开设有螺纹孔， 螺纹孔的中轴线与进液孔的 轴线对齐； 阀体1通过螺纹丝扣旋入补强板11， 阀体1的进液端与压力钢管12的进液孔嵌合， 将压力钢管12进行安装； 其中， 安装阀体1之前首先清理压力钢管12进液孔的螺纹丝扣， 如 果丝扣损坏， 需要首先进行修复； 安装时需要使用防松螺纹剂涂抹在阀体1的螺纹丝扣和补 强板11的丝扣上，。

26、 确保阀体1与压力钢管12的安装牢固， 将安装工具插入阀体1的销孔2内， 将阀体1旋入压力钢管12内； 0044 安装完成阀体1后， 如果阀体1的进液端水压力升高， 水压力使阀体1内的弹簧压 缩， 单向限流装置产生位移， 前盖3位移压缩弹簧， 后盖7随之移动远离环形肋9， 阀体1处于 打开状态， 水流通过阀体1， 水流的压力越大， 弹簧的压缩量越大， 后盖7与环形肋9的距离越 大， 从而水流量越大， 如果压力超过弹簧的最大承压能力， 弹簧破坏失效， 更换阀体1即可。 0045 另外， 本发明还提供一种用于降低压力钢管外壁水压力的压力管道， 采用上述降 低压力钢管外壁水压力的装置， 包括压力钢管。

27、， 所述压力钢管的管道上开设有进液孔， 所述 压力钢管的管道外壁设置有补强板， 所述补强板上开设有螺纹孔， 所述螺纹孔的中轴线与 进液孔的中轴线重合， 所述阀体可拆卸安装在补强板与压力钢管上， 所述阀体的出液端朝 向压力钢管内壁， 本发明提供的压力管道强度更高， 能够承受更大的水压力。 0046 此外， 此阀体1有相当于灌浆塞的另一种作用， 通过压力钢管12的进液孔灌浆完成 后， 安装阀体1， 从而减少灌浆塞的数量， 更加经济实惠， 其中， 灌浆时需要在进液孔内旋入 说明书 4/5 页 6 CN 111350847 A 6 套管保护进液孔的螺纹丝扣， 灌浆完成后， 套管旋下， 旋入阀体1。 0。

28、047 最后应说明的是： 以上所述实施例， 仅为本发明的具体实施方式， 用以说明本发明 的技术方案， 而非对其限制， 本发明的保护范围并不局限于此， 尽管参照前述实施例对本发 明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 任何熟悉本技术领域的技术人员 在本发明揭露的技术范围内， 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻 易想到变化， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改、 变化或者替换， 并不使 相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围， 都应涵盖在本发明的保护 范围之内。 因此， 本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。 说明书 5/5 页 7 CN 111350847 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111350847 A 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 111350847 A 9 。