CN102359713A - 蒸汽疏水阀及其制作和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽疏水阀，包括上端设有进水口、下端开口的外壳，所述外壳内由上向下依次设有过滤器、辅助构件和阀体，所述辅助构件和阀体内设有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端与过滤器相通，下端与出水管道相连；所述阀体内的疏水孔内设有阀芯，阀芯的上半部分设于辅助构件中心的空腔内。本发明同时还公开了该疏水阀的制作和使用方法。本发明结构简单、零件少，制造和维护成本低，检修方便；过滤效果好，彻底解决了因杂质卡塞阀芯使疏水阀失效的问题；阀体的使用寿命长，而且密封面无需精加工，降低了制造成本；该疏水阀排水温度比蒸汽管道压力下的饱和温度低，属于过冷水排放，减少散热量，节约能源。

Description

蒸汽疏水阀及其制作和使用方法

 

技术领域

本发明涉及一种蒸汽管道疏水设备及其制作和使用方法，尤其是一种蒸汽疏水阀及其制作和使用方法。

背景技术

目前所公开的各种形式疏水阀中均存在或多或少的缺点或不足，例如：①热静力式的膜盒疏水器经常因膜盒受热不均产生非轴向推力，致使密封件偏斜最终导致疏水阀失效；②热动力式疏水阀虽然零件个数少但加工精度高，节能效果最差，该类型的疏水阀只有蒸汽漏出时才能关闭，损失大量的热能，另外运动件因长期与密封面碰撞会导致密封面的磨损，漏气量进一步的增大；③自由或杠杆浮球式疏水阀工作性能相对较好，但是其体积较大，散热量相对较多，而且不能使用在压力高的场合下，内部结构比较复杂，零件数量多；④倒置筒式疏水阀内部结构复杂，体积相对较大，比较适合稳定工况，过冷度低；⑤双金属式疏水阀内部结构复杂，零件数量多，需要有良好的密封面和密封件。

除此之外：①上述疏水阀所排水均为饱和水；②均有金属的密封件和精加工的密封面；③过滤效果较差，在实际使用中发现、因过滤效果不好导致疏水阀损坏的比例高达30%。

中国专利CN2062400U公开了一种蜡脂膨胀时疏水阀，其采用直接用蜡脂热敏元件做阀瓣，阀瓣头部为平面结构，它与用弹性材料制成的圆环状的阀垫的上平面接触时实现平面密封。但是这种密封效果不是太理想，而且有轴向力，必须通过弹簧复位才能实现，还需要其他的密封件配合使用，结构复杂。

中国专利CN2056955U公开了一种疏水阀，其包括阀体、阀盖和组装在阀体内的阀芯、阀座，安装在阀盖上的调节螺栓与阀芯之间利用波纹管密封连接，所构成的封闭腔内充有酮类、醛类或醇类液体感温介质。但是其应用时，需要先通过调整调节螺栓才能使用，液体感温介质膨胀时，带动波纹管向下伸长，通过与其相连的阀芯实现对阀口的开闭。由于轴向膨胀不宜掌握，容易产生偏膨胀问题，造成阀芯对阀口封闭不严，产生泄漏。

中国专利CN2578659Y公开了一种恒温疏水阀，其主要包括带有进出接口的阀体、阀盖以及装连在阀体下部的放泄螺塞，在阀体和阀盖的腔体内装有一石蜡铜粉为介质的热胀力温包的阀芯，位于阀芯下部的阀体上装有软阀座，阀芯与软阀座之间装有回位弹簧，受热至设定温度的阀芯下移堵住软阀座的阀口。其通过石蜡铜粉膨胀产生的轴向力和弹簧复位带动阀芯升降，实现对软阀座的阀口的开合。该结构结构复杂，密封效果不是太理想。

中国专利CN87216637U公开了一种伸缩式疏水阀，其利用阀芯材料的热膨胀原理，堵塞蒸汽和高温水的溢出，低温水时阀芯收缩排出低温水。该技术无法适应现在的技术需求，尤其是无法适应高压环境。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种蒸汽疏水阀及其制作和使用方法，该疏水阀结构简单、零件少，制造和维护成本低，而且检修方便；过滤效果好，彻底解决了因杂质卡塞阀芯使疏水阀失效的问题；密封件是非金属和金属之间形成的密封，能够延长阀体的使用寿命，而且密封面无需精加工，降低了制造成本；该疏水阀排水温度比蒸汽管道压力下的饱和温度低，属于过冷水排放，减少散热量，节约能源。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种蒸汽疏水阀，包括上端设有进水口、下端开口的外壳，所述外壳内由上向下依次设有过滤器、辅助构件和阀体，所述辅助构件和阀体内设有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端与过滤器相通，下端与出水管道相连；所述阀体内的疏水孔内设有阀芯，阀芯的上半部分设于辅助构件中心的空腔内。

所述外壳上端为与疏水管道相连的变径结构。

所述外壳内设有水平向内凸出的环形凸台，环形凸台下部设有过滤器。

所述过滤器为陶瓷式过滤器，其包括上下两层垫片和设置于两层垫片之间的过滤板。

所述辅助构件为与外壳内腔相配合的圆柱体，其内设有贯通上下的疏水孔，以及与疏水孔隔开的位于中部的腔体，阀芯的上半部分位于该腔体内。

所述阀体通过外螺纹旋于外壳内部下端，过滤器、辅助构件和阀体的压紧力均来源于阀体外螺纹向上旋的力；阀体下端设有与阀芯下部接触的调节螺丝

所述阀芯包括上端设有圆管的空心膨胀球，圆管与空心膨胀球内腔体相通，空心膨胀球内腔体内填充满石蜡介质，圆管内设有下端与石蜡介质接触的导热芯，导热芯上端伸出圆管外至过滤器的下层垫片处；所述圆管外部套有一压紧螺帽，且压紧螺帽与圆管之间套有一锥形卡环，压紧螺帽上旋有一压紧螺丝，所述压紧螺丝套在导热芯上。

所述空心膨胀球的上下部分的腔体壁厚大于左右侧腔体壁厚。

所述导热芯采用紫铜制作而成。

所述空心膨胀球采用尼龙材料或聚甲醛高分子材料。

一种蒸汽疏水阀制作和使用方法，包括以下步骤：

1）.阀芯的制作

采用常规吹塑工艺制作空心膨胀球，根据实际管道蒸汽压力选择全精炼石蜡，石蜡融化后注入到空心膨胀球中，除净石蜡中的空气并带压冷却凝固，同时将导热芯安装至空心膨胀球的内部；

将压紧螺帽、卡环套在空心膨胀球的圆管上，将压紧螺丝套在导热芯上，并使导热芯较粗的部分与圆管的端部靠紧，旋转压紧螺帽，将卡环牢牢的压在圆管上，完成阀芯制作；

2）.组装

制作一带有内部带有环形凸台的外壳，下部加工内螺纹，从外壳下部顺次将过滤器、辅助构件、阀芯及阀体安装好，将调节螺丝安装在阀体下端的中心孔内，外壳上端根据疏水管道的大小选择变径并与外壳焊接；

3）使用和调节

将疏水管道焊接在外壳上端的变径上，打开管道截止阀使凝结水进入疏水阀内部，经过滤板过滤后流经辅助构件的疏水孔，再流过空心膨胀球与阀体间的缝隙后流出疏水阀；

随着温度的升高，空心膨胀球和导热芯不断的向石蜡传热，石蜡逐渐融化，因石蜡的相变体积大，致使在温度升高的过程中膨胀球发生膨胀直至消除了与阀体之间的间隙并压紧，停止疏水的排出；

因石蜡的熔点比蒸汽的饱和温度低，因此使得疏水温度有较大的过冷度，减少热能的浪费；

若存在排水温度高的现象则可将调节螺丝向上旋，减少膨胀球与阀体之间的缝隙。

本发明的蒸汽疏水阀包括外壳、过滤器、垫片、辅助构件、阀体、调节螺丝、阀芯，过滤器安装于阀体内部，通过垫片与外壳内的环台压实，下部通过垫片与辅助构件压实，压紧力均来源于阀体外螺纹向上旋的力；

过滤器为陶瓷式过滤器或金属粉末过滤器，陶瓷式过滤器的材质主要是三氧化二铝，金属粉末过滤器的材质为316L。

在辅助构件内部安装阀芯，通过调节螺丝调节阀芯膨胀球与阀体之间缝隙。

组成阀芯的膨胀球采用尼龙材料或聚甲醛高分子材料制作，呈球形，根据不同的蒸汽管道压力内部装入不同相变温度的石蜡介质，通过与球体相连的圆管部分进行封装。膨胀时，空心膨胀球的周向合力为0，通过其弹性变形实现疏水阀的开关状态。

石蜡封装采用压紧螺丝，压紧螺冒同时在两者之间设置一锥形卡环的结构，将压紧螺帽旋向压紧螺丝时，卡环受力形变后产出了对膨胀球圆柱部分强大的挤压力，防止石蜡在膨胀过程中泄漏，该结构还可实现无损装拆。

疏水阀排水的开和关是靠膨胀球内石蜡介质的膨胀或收缩引起膨胀球自身弹性变形发生收缩和膨胀实现的，膨胀球收缩时水从膨胀球和阀体间的缝隙流出，此时疏水阀处于开启状态，膨胀球受热膨胀后缝隙消失，水被关闭在阀内，疏水阀处于关闭状态，类似于管道堵塞机理。

因石蜡和有机材料导热系数低，为防止控制温度滞后，设置一导热芯，材质为紫铜。

为使空心膨胀球体受热膨胀后只在水平方向膨胀，将空心膨胀球体上下部分加厚、优化后成为了“灯笼”形状。

本发明的有益效果是：

1、本发明的疏水阀结构简单、零件少，制造和维护成本低，而且检修方便；

2、过滤效果好，彻底解决因杂质卡塞阀芯使疏水阀失效的问题；

3、密封件是非金属和金属之间形成的密封，能够延长阀体的使用寿命，而且密封面无需精加工，降低制造成本；

4、该疏水阀排水温度比蒸汽管道压力下的饱和温度低，属于过冷水排放，减少散热量，节约能源。

附图说明

图1是本发明提供的疏水阀剖面图（外壳中的箭头表示水流方向）

图2是阀芯的放大剖面图

图3是A-A剖面图

图4是辅助构件的B-B剖面图

图中1.外壳，2.过滤板，3.垫片，4.辅助构件，5.阀体，6.调节螺丝，7.阀芯；7-1.导热芯，7-2.压紧螺丝，7-3.压紧螺帽，7-4.卡环，7-5.膨胀球，7-6.石蜡。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图4所示，一种蒸汽疏水阀，包括上端设有进水口的外壳1，所述外壳1内由上向下依次设有过滤器、辅助构件4和阀体5，所述辅助构件4和阀体5内设有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端与过滤器相通，下端与出水管道相连；所述阀体5内的疏水孔内设有阀芯7，阀芯7的上半部分设于辅助构件4中心的空腔内；阀体5下端内部设有与阀芯7下部接触的调节螺丝6。

所述外壳1上端为与疏水管道相连的变径结构。

所述外壳1内设有水平向内凸出的环形凸台，环形凸台下部设有过滤器。

所述过滤器为陶瓷式过滤器，其包括上下两层垫片3和设置于两层垫片3之间的过滤板2。

所述辅助构件4为与外壳1内腔相配合的圆柱体，其内设有贯通上下的疏水孔，以及与疏水孔隔开的位于中部的腔体，阀芯7的上半部分位于该腔体内。

所述阀体5通过外螺纹旋于外壳1内部下端，过滤器、辅助构件4和阀体5的压紧力均来源于阀体5外螺纹向上旋的力。

所述阀芯7包括上端设有圆管的空心膨胀球7-5，圆管与空心膨胀球内腔体相通，空心膨胀球内腔体内填充满石蜡7-6，圆管内设有下端与石蜡7-6接触的导热芯7-1，导热芯7-1上端伸出圆管外至过滤器的下层垫片3处；所述圆管外部套有一压紧螺帽7-3，且压紧螺帽7-3与圆管之间套有一锥形卡环7-4，压紧螺帽7-3上旋有一压紧螺丝7-2，所述压紧螺丝7-2套在导热芯7-1上。

所述空心膨胀球7-5的上下部分的腔体壁厚大于左右侧腔体壁厚。

所述导热芯7-1采用紫铜制作而成。

所述空心膨胀球7-5采用尼龙材料或聚甲醛高分子材料

一种蒸汽疏水阀制作和使用方法，包括以下步骤：

1）.阀芯7的制作

采用常规吹塑工艺制作空心膨胀球7-5，根据实际管道蒸汽压力选择全精炼石蜡7-6，石蜡7-6融化后注入到空心膨胀球7-5中，除净石蜡7-5中的空气并带压冷却凝固，同时将导热芯7-1安装至空心膨胀球7-5的内部；

将压紧螺帽7-3、卡环7-4套在空心膨胀球7-5的圆管上，将压紧螺丝7-2套在导热芯7-1上，并使导热芯7-1较粗的部分与圆管的端部靠紧，旋转压紧螺帽7-3，将卡环7-4牢牢的压在圆管上，完成阀芯7制作；

2）.组装

制作一带有内部带有形环凸台的外壳1，下部加工内螺纹，从外壳1下部顺次将过滤器、辅助构件4、阀芯7及阀体5安装好，将调节螺丝6安装在阀体5下端的中心孔内，外壳4上端根据疏水管道的大小选择变径并与外壳焊接；

3）使用和调节

将疏水管道焊接在外壳1上端的变径上，打开管道截止阀使凝结水进入疏水阀内部，经过滤板2过滤后流经辅助构件4的疏水孔，再流过空心膨胀球7-5与阀体5间的缝隙后流出疏水阀；

随着温度的升高，空心膨胀球7-5和导热芯7-1不断的向石蜡7-6传热，石蜡7-6逐渐融化，因石蜡7-6的相变体积大，致使在温度升高的过程中空心膨胀球7-5发生膨胀直至消除了与阀体5之间的间隙并压紧，停止疏水的排出；

因石蜡7-6的熔点比蒸汽的饱和温度低，因此使得疏水温度有较大的过冷度，减少热能的浪费；

若存在排水温度高的现象则可将调节螺丝6向上旋，减少膨胀球7-5与阀体5之间的缝隙。

Claims (10)

1.一种蒸汽疏水阀，其特征是，包括上端设有进水口、下端开口的外壳，所述外壳内由上向下依次设有过滤器、辅助构件和阀体，所述辅助构件和阀体内设有相通的疏水孔，所述疏水孔的上端与过滤器相通，下端与出水管道相连；所述阀体内的疏水孔内设有阀芯，阀芯的上半部分设于辅助构件中心的空腔内。

2.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述外壳上端为与疏水管道相连的变径结构。

3.如权利要求2所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述外壳内设有水平向内凸出的环形凸台，环形凸台下部设有过滤器。

4.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述过滤器为陶瓷式过滤器，其包括上下两层垫片和设置于两层垫片之间的过滤板。

5.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述辅助构件为与外壳内腔相配合的圆柱体，其内设有贯通上下的疏水孔，以及与疏水孔隔开的位于中部的腔体，阀芯的上半部分位于该腔体内。

6.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述阀体通过外螺纹旋于外壳内部下端，过滤器、辅助构件和阀体的压紧力均来源于阀体外螺纹向上旋的力；阀体下端设有与阀芯下部接触的调节螺丝。

7.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述阀芯包括上端设有圆管的空心膨胀球，圆管与空心膨胀球内腔体相通，空心膨胀球内腔体内填充满石蜡介质，圆管内设有下端与石蜡介质接触的导热芯，导热芯上端伸出圆管外至过滤器的下层垫片处；所述圆管外部套有一压紧螺帽，且压紧螺帽与圆管之间套有一锥形卡环，压紧螺帽上旋有一压紧螺丝，所述压紧螺丝套在导热芯上。

8.如权利要求7所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述空心膨胀球的上下部分的腔体壁厚大于左右侧腔体壁厚。

9.如权利要求1所述的蒸汽疏水阀，其特征是，所述导热芯采用紫铜制作而成。

10.一种蒸汽疏水阀制作和使用方法，包括以下步骤：

1）.阀芯的制作

采用常规吹塑工艺制作空心膨胀球，根据实际管道蒸汽压力选择全精炼石蜡，石蜡融化后注入到空心膨胀球中，除净石蜡中的空气并带压冷却凝固，同时将导热芯安装至空心膨胀球的内部；

将压紧螺帽、卡环套在空心膨胀球的圆管上，将压紧螺丝套在导热芯上，并使导热芯较粗的部分与圆管的端部靠紧，旋转压紧螺帽，将卡环牢牢的压在圆管上，完成阀芯制作；

2）.组装

制作一带有内部带有环形凸台的外壳，下部加工内螺纹，从外壳下部顺次将过滤器、辅助构件、阀芯及阀体安装好，将调节螺丝安装在阀体下端的中心孔内，外壳上端根据疏水管道的大小选择变径并与外壳焊接；

3）使用和调节

将疏水管道焊接在外壳上端的变径上，打开管道截止阀使凝结水进入疏水阀内部，经过滤板过滤后流经辅助构件的疏水孔，再流过空心膨胀球与阀体间的缝隙后流出疏水阀；

随着温度的升高，空心膨胀球和导热芯不断的向石蜡传热，石蜡逐渐融化，因石蜡的相变体积大，致使在温度升高的过程中膨胀球发生膨胀直至消除了与阀体之间的间隙并压紧，停止疏水的排出；

因石蜡的熔点比蒸汽的饱和温度低，因此使得疏水温度有较大的过冷度，减少热能的浪费；

若存在排水温度高的现象则可将调节螺丝向上旋，减少膨胀球与阀体之间的缝隙。

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