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CN103742693B - 高压差调节阀的结构 - Google Patents

高压差调节阀的结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压差调节阀的结构，其主要技术关键在于：将多级节流组件设置在阀座的下方，阀芯组件的主体部分以及其上的密封面位于阀座的上方；在阀芯组件的密封面下端往下延伸有圆筒状的节流套筒，节流套筒的上端开有多个通流窗口；阀体的上腔与阀门的介质入口端连通，阀体的下腔与阀门的介质出口端连通。另外在阀座的外圆安装密封圈对阀体的上腔和下腔之间进行密封隔断，通过顶压阀座上侧的零件来同时压紧阀座和其下的多级节流组件。本发明所提供的结构型式，能够同时保证阀门的密封可靠性和减轻或消除小开度时密封面的冲刷及气蚀破坏。

Description

高压差调节阀的结构
技术领域
本发明涉及一种阀门结构，具体涉及一种高压差调节阀的结构。
背景技术
高压差调节阀是电站、石化等行业的机组和系统中的重要阀门和关键阀门，如火力发电厂给水系统的最小流量阀(给水再循环调节阀)，在超(超)临界机组上使用时其进出口端的最大压差可达40MPa，并且在阀门关闭时需要确保达到零泄漏，工况要求极其苛刻。此外，在石化、煤化工等行业也配套安装有一些具有苛刻使用要求的高压差调节阀。目前国内机组和设备上安装使用的这类苛刻工况的高压差调节阀基本还依赖进口。与国内厂家的产品相比，进口的高压差调节阀具有更为稳定可靠的使用性能以及相对较长的使用寿命，但由于产品结构设计方面的限制，进口产品在使用时也存在一些缺点，如最小流量阀，目前国内主要的进口产品为美国CCI和Copes-Vulcan公司的产品，CCI的迷宫式最小流量阀为了提高阀门的密封性能采用流关型的设计，致使阀门在小开度运行时密封面会受到较严重的冲刷，不得不将阀门的运行要求设置为到达10％开度时快速关闭，而Copes—Vulcan公司的最小流量阀产品，为了克服这一缺陷，采用流开型的设计，虽然产品可以在小开度运行，但由于阀门压力高，关闭时流开型的设计非常不利于阀门的密封。
如图1所示反映了目前国内外高压差调节阀产品的阀座、阀芯、节流件(套筒组件)三者之间的基本的位置关系，阀芯和节流件(套筒组件)均位于阀座的上方。当阀门为流关型即上进下出的设计时，介质为自节流件(套筒组件)外侧向中间流动，阀门关闭时介质压力作用于阀芯上方可大大提高阀门的密封能力，但阀门在小开度运行时，由于此时压差最高并且介质经减压后体积膨胀流速增大，阀座和阀芯的密封面会受到较严重的冲刷乃至气蚀破坏；当阀门采用流开型即下进上出的设计时，介质为自节流件(套筒组件)中间向外侧流动，小开度运行时阀座和阀芯的密封面受介质冲刷和气蚀破坏的可能性要大大小于前述的流关型结构，但阀门关闭时高压介质作用于阀芯下方，介质对阀芯的上顶力会很不利于阀门实现可靠的密封。即对于现行的高压差调节阀所采取的阀座、阀芯、节流件(套筒组件)的组合型式来说，无论流向如何选择，保证阀门的密封可靠性和减小小开度时密封面的冲刷气蚀破坏都是一对矛盾，不能同时兼顾两者，只能二者取其一，而这两者对阀门的使用性能来说应该说都是很重要的。因此，为了改善和提高高压差调节阀产品的使用性能和使用寿命，在高压差调节阀的阀座、阀芯、节流件(套筒组件)的组合型式方面需要建立一种新的结构和模式。
发明内容
为了克服现行高压差调节阀产品在结构设计上所存在的上述的不能同时保证产品的密封性能和保证产品在小开度时可靠工作的不足之处，本发明提供了一种新的高压差调节阀的结构。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新的高压差调节阀的结构，它包括阀体、多级节流组件、阀座、阀芯或阀芯组件，在阀芯或阀芯组件以及阀座上分别有密封面并在阀门关闭时相吻合，其主要技术关键在于：阀座位于阀体的上腔和下腔中间，将多级节流组件设置在阀座的下方，阀芯或阀芯组件的主体部分以及其上的密封面位于阀座的上方；在阀芯或阀芯组件的主体部分从密封面下端往下延伸有圆筒状的节流套筒，节流套筒的外圆与多级节流组件的中间内孔相配合并可以在其中上下运动，节流套筒的上端开有多个通流窗口；阀体的上腔与阀门的介质入口端连通，阀体的下腔与阀门的介质出口端连通。
上述的节流组件指高压差调节阀通常所采用的多孔节流套筒或多级多孔节流套筒、迷宫节流盘片组、多层多孔节流盘片组合以及其它的具有较好的减压降速能力的节流结构；阀芯或阀芯组件既可以是单一的阀芯，也可以是由为实现一定的功能要求如先导式阀芯、多重密封等而设置的若干零件所组成。
为了较简单、方便地实现本发明所提出的上述的技术方案，本发明另外还附加下述的两个技术方案：
在阀座的外圆部位以密封圈安装于阀座与阀体之间，对阀体的上腔和下腔之间进行密封隔断。
通过设置在阀体内腔上端的压紧结构顶压阀座上侧的其它零件来同时压紧和固定阀座和其下侧的多级节流组件。
本发明的有益效果是：采用本发明所提出的高压差调节阀的结构型式，能够同时保证阀门的密封可靠性和减轻或消除小开度时密封面的冲刷、气蚀破坏。
附图说明
图1是现有高压差调节阀产品的阀座、阀芯、节流件(套筒组件)的组合型式的示意图。
图2是本发明所提供的高压差调节阀的结构型式的一个具体应用的结构示意图。
图中，1、阀体；2、多级节流组件；3、密封圈；4、阀座；5、阀芯或阀芯组件；
5-1、节流套筒；5-2、通流窗口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。
如图2所示，是本发明所提出的高压差调节阀的结构型式在火力发电站给水系统阀门方面的一个具体应用的结构示意图。该结构包括阀体(1)、多级节流组件(2)、阀座(4)、阀芯或阀芯组件(5)等零件，在阀芯或阀芯组件(5)以及阀座(4)上分别有经过堆焊和加工的钴基密封面并在阀门关闭时相吻合。本结构的主要技术关键在于：阀座(4)位于阀体(1)的上腔和下腔中间、多级节流组件(2)设置在阀座(4)的下方、阀芯或阀芯组件(5)的主体部分以及其上的密封面位于阀座(4)的上方；在阀芯或阀芯组件(5)的主体部分从密封面下端往下延伸有圆筒状的节流套筒(5-1)，节流套筒(5-1)的外圆与多级节流组件(2)的中间内孔相配合并可以在其中上下运动来改变介质的流出面积以调节流量，节流套筒(5-1)的上端开有多个通流窗口(5-2)；阀体(1)的上腔与阀门的介质入口端连通，阀体(1)的下腔与阀门的介质出口端连通。
前述的多级节流组件(2)在本实施例中采用的是具有优异的节流降速性能的迷宫节流盘片组，
而前述的阀芯或阀芯组件(5)在本实施例中设计为带有先导式小阀芯和软硬双重密封面的复合结构、由若干零件组合构成的阀芯组件；阀门运行时，阀芯组件开启，介质由阀体(1)的上腔经阀芯组件下端的节流套筒(5-1)上的通流窗口(5-2)和节流套筒(5-1)的内孔流通至迷宫节流盘片组的内腔，通过阀门的驱动机构带动阀芯组件下端的节流套筒(5-1)上下运动进行调节，使一定量的介质从迷宫节流盘片组内腔经迷宫通道流出至阀体(1)的下腔和阀门出口。
在现有高压差调节阀的结构型式中，要充分保证阀门的密封性能，需要使介质按上进下出的方向流动，而介质按上进下出的流向时，又必然是从多级节流组件的外侧向内流动，导致阀门在小开度时不能可靠工作。本发明的实质就是把现有结构型式中的多级节流组件的位置由位于阀座的上方置换为位于阀座的下方，这样在保证介质流向为上进下出的前提下，介质在通过多级节流组件时的流动方向变为由内向外，从而保证了阀门在小开度时能够正常和可靠地工作。新的结构不仅使阀座和阀芯组件的密封面在小开度以及正常开度时不再位于多级节流组件的节流口附近从而能够使密封面保持良好和持久的密封能力，而且流经节流套筒顶端而进入多级节流组件的介质也为未经降压的介质，也无需担心节流套筒的顶端节流面会受到冲刷和气蚀破坏。
为了较简单地实现本发明所提出的结构，方便装配和维修，本实施例在上述基本结构的基础上另外还采取了下述的两个技术方案：
在阀座(4)的外圆部位以密封圈(3)安装于阀座(4)与阀体(1)之间，对阀体(1)的上腔和下腔之间进行密封隔断。密封圈(3)采用耐高温的氟橡胶0型圈。
通过设置在阀体(1)内腔上端四开环处的压紧结构顶压阀座(4)上侧的零件来同时压紧和固定阀座(4)和其下侧的多级节流组件(2)，使阀门能够在高压差工况下可靠工作。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本发明不受上述实施例的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本发明权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本发明的精神和技术实质，仍然会属于本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种高压差调节阀的结构，它包括阀体(1)、多级节流组件(2)、阀座(4)、阀芯或阀芯组件(5)，在阀芯或阀芯组件(5)以及阀座(4)上分别有密封面并在阀门关闭时相吻合，其特征在于：阀座(4)位于阀体(1)的上腔和下腔中间、在阀座(4)的下方为多级节流组件(2)、阀芯或阀芯组件(5)的主体部分以及其上的密封面位于阀座(4)的上方；在阀芯或阀芯组件(5)的主体部分从密封面下端往下延伸有圆筒状的节流套筒(5-1)，节流套筒(5-1)的外圆与多级节流组件(2)的中间内孔相配合并可以在其中上下运动，节流套筒(5-1)的上端开有多个通流窗口(5—2)；阀体(1)的上腔与阀门的介质入口端连通，阀体(1)的下腔与阀门的介质出口端连通。
2.根据权利要求1所述的高压差调节阀的结构，其特征在于：在阀座(4)的外圆部位以密封圈(3)安装于阀座(4)与阀体(1)之间，对阀体(1)的上腔和下腔之间进行密封隔断。
3.根据权利要求1所述的高压差调节阀的结构，其特征在于：通过设置在阀体(1)内腔上端的压紧结构顶压阀座(4)上侧的其它零件来同时压紧和固定阀座(4)和其下侧的多级节流组件(2)。
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