CN102563094B - 超高温气动截止阀 - Google Patents
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Abstract
一种超高温气动截止阀。主要解决了现有的截止阀在超高温（2000℃左右）时不能使用的问题。包括阀体(1)、阀芯(2)、阀杆(3)、阀盖(4)及操作机构(5)，其特征在于：接触介质的所有部件均采用循环水冷却。该超高温气动截止阀具有结构简单、冷却效果好以及能承受2000℃以上高温的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高温介质的阀门，具体涉及一种超高温气动截止阀。
背景技术
截止阀是常用的一种阀门，主要由阀体、阀芯、阀杆及阀盖组成，阀体上设有阀底座，阀芯与阀底座配合，实现密封。当介质温度较高（2000℃左右）时，普通的金属材料难以承受，因此，阀体的内部通道一般都加装保温层，各部件也采用耐高温的合金材料制作。中国专利CN200910100729.5公开了一种超高温高压截止阀，阀体内设有保温层，阀杆与阀瓣内设有冷却通道，冷却面积小，冷却效果差。阀体内与介质接触的部件采用耐高温的合金材料，最高承受的介质温度在1300℃左右，对于介质温度2000℃左右的时候仍然难以承受。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种超高温气动截止阀，主要解决了现有的截止阀在超高温（2000℃左右）时不能使用的问题，接触介质的所有部件均采用循环水冷却，去掉了原有的保温层，具有结构简单、冷却效果好以及能承受2000℃以上高温的特点。
本发明的技术方案是：一种超高温气动截止阀包括阀体、阀芯、阀杆、阀盖及操作机构，阀体上设有进口法兰、出口法兰和对接法兰，阀芯与阀杆相连，阀杆穿过阀盖与操作机构相连，阀体的进口通道内固定有阀底座，阀芯与阀底座配合形成密封，阀底座与阀体之间有密闭的环形腔，进口法兰上设有与所述的环形腔相通的第一进水口，阀体侧壁上设有与所述的环形腔相通的第一出水口，第一出水口位于第一进水口相对侧；阀体的出口通道以及阀体的主体设有相通的空腔，出口法兰上设有与所述的空腔相通的第二进水口，对接法兰上设有与所述的空腔相通的第二出水口，第二出水口位于对接法兰上远离第二进水口的一侧；阀盖上设有伸入到阀体内的阀杆导向套，阀杆导向套内设有导套环形腔，导套环形腔内设有薄壁的套筒形隔板，导套环形腔被套筒形隔板隔成相通的两层环腔，阀盖法兰上设有分别与两层环腔相通的第三进水口和第三出水口，第三出水口位于第三进水口的相对侧；阀芯上设有空腔，阀杆包括套管及螺杆，套管套在螺杆外，螺杆上设有中心孔，螺杆的中心孔内设有与第四进水口相通的直管，直管的下端在阀芯的空腔内，直管与螺杆的中心孔之间有与第四出水口相通的空隙，螺杆的外壁设有进水螺旋槽和出水螺旋槽，进水螺旋槽和出水螺旋槽在套管的底部相通，进水螺旋槽及出水螺旋槽分别与第五进水口及第五出水口相通，第四进水口和第四出水口设置在螺杆上方外壁，第五进水口和第五出水口均设置在套管上端外套的外壁。
所述的阀底座的环形腔内的阀体上设有两个上下错开的半圆形挡块。
所述的螺杆外壁的进水螺旋槽和出水螺旋槽分别为三个；出水螺旋槽的上端堵死并通过侧面对应的套管外壁的通孔与第五出水口相通。
所述的阀芯的前端小后端大, 阀芯的前端与阀底座内壁相贴合密封, 阀芯的后端与阀底座的端口贴合密封。
所述的操作机构包括气缸及手动操作机构，气缸通过支架与阀盖连接，手动操作机构安装在气缸上方，气缸为双活塞杆气缸，一个活塞杆与阀杆相连，另一个活塞杆与手动操作机构相连。
所述的气缸包括气缸座及活塞，活塞与气缸座之间设有多个减振阻尼弹簧。
所述的支架上安装两只电子接近开关，阀杆外固定有与接近开关相对应的限位挡块。
所述的手动操作机构主要由手轮、手轮齿轮轴、二级大齿轮及二级小齿轮组成，手轮齿轮轴、二级大齿轮及二级小齿轮安装在齿轮箱内，二级大齿轮和二级小齿轮同轴设置，手轮齿轮轴与二级大齿轮相啮合，二级小齿轮与阀杆上端固定的齿条相啮合。
所述的手轮齿轮轴的端部与齿轮箱之间设有弹簧，手轮齿轮轴上设有卡槽，齿轮箱上设有穿入卡槽的离合定位销。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，本阀门接触介质的各部件均采用循环水冷却结构，冷却效果好，能承受2000℃以上高温，经实验表明最高耐高温可达到2237℃。去掉了原有的保温层，结构简单。
附图说明
附图1是本发明的结构剖视图。
附图2是图1中手动操作机构31的结构剖视图。
图中1-阀体，2-阀芯，3-阀杆，4-阀盖，5-操作机构，6-进口法兰，7-出口法兰，8-对接法兰，9-阀底座，10-环形腔，11-第一进水口，12-第一出水口，13-空腔，14-第二进水口，15-第二出水口，16-阀杆导向套，17-套筒形隔板，18-阀盖法兰，19-第三进水口，20-第三出水口，21-套管，22-螺杆，23-第四进水口，24-直管，25-第四出水口，26-进水螺旋槽，27-出水螺旋槽，28-第五进水口，29-第五出水口，30-半圆形挡块，31-手动操作机构，32-支架，33-气缸座，34-活塞，35-减振阻尼弹簧，36-接近开关，37-限位挡块，38-手轮，39-手轮齿轮轴，40-二级大齿轮，41-齿轮箱，42-齿条，43-弹簧，44-离合定位销，45-气缸，46-外套，47-二级小齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2所示，一种超高温气动截止阀包括阀体1、阀芯2、阀杆3、阀盖4及操作机构5，阀体1上设有进口法兰6、出口法兰7和对接法兰8，阀芯2与阀杆3相连，阀杆3穿过阀盖4与操作机构5相连，阀体1的进口通道内固定有阀底座9，阀芯2与阀底座9配合形成密封，阀底座9与阀体1之间有密闭的环形腔10，进口法兰6上设有与所述的环形腔10相通的第一进水口11，阀体1侧壁上设有与所述的环形腔10相通的第一出水口12，第一出水口11位于第一进水口12相对侧；阀体1的出口通道以及阀体1的主体设有相通的空腔13，出口法兰7上设有与所述的空腔13相通的第二进水口14，对接法兰8上设有与所述的空腔13相通的第二出水口15，第二出水口15位于对接法兰8上远离第二进水口15的一侧；阀盖4上设有伸入到阀体1内的阀杆导向套16，阀杆导向套16内设有导套环形腔，导套环形腔内设有薄壁的套筒形隔板17，导套环形腔被套筒形隔板17隔成相通的两层环腔，阀盖法兰18上设有分别与两层环腔相通的第三进水口19和第三出水口20，第三出水口20位于第三进水口19的相对侧；阀芯2上设有空腔，阀杆3包括套管21及螺杆22，套管21套在螺杆22外，螺杆22上设有中心孔，螺杆22的中心孔内设有与第四进水口23相通的直管24，直管24的下端在阀芯2的空腔内，直管24与螺杆22的中心孔之间有与第四出水口25相通的空隙，螺杆22的外壁设有进水螺旋槽26和出水螺旋槽27，进水螺旋槽26和出水螺旋槽27在套管21的底部相通，进水螺旋槽26及出水螺旋槽27分别与第五进水口28及第五出水口29相通，第四进水口23和第四出水口25设置在螺杆22上方外套46的外壁，第五进水口28和第五出水口29均设置在套管21上端外壁。由于采取上述方案，本阀门接触介质的各部件均采用循环水冷却结构，冷却效果好，能承受2000℃以上高温，经实验表明最高耐高温可达到2237℃。去掉了原有的保温层，结构简单。
由图1所示，阀底座9的环形腔10内的阀体1上设有两个上下错开的半圆形挡块30。半圆形挡块30使水流在环形腔10内内作回转运动，行走路线更长，冷却效果更好。
由图1所示，螺杆22外壁的进水螺旋槽26和出水螺旋槽27分别为三个。出水螺旋槽27的上端堵死并通过侧面对应的套管21外壁的通孔与第五出水口29相通，出水螺旋槽27的上端的进刀槽处采用堆焊的方式进行封堵。阀杆3的套管21所吸收的热量可通过进水螺旋槽26和出水螺旋槽27内流动的冷却水带走。
由图1所示，阀芯2的前端小后端大, 阀芯2的前端与阀底座9内壁相贴合密封, 阀芯2的后端与阀底座9的端口贴合密封。阀芯2设计成双重密封结构，由前端的密封面保护后端的主要密封面，密封效果好。
由图1结合图2所示，操作机构5包括气缸45及手动操作机构31，气缸45通过支架32与阀盖4连接，手动操作机构31安装在气缸45上方，气缸45为双活塞杆气缸，一个活塞杆与阀杆3相连，另一个活塞杆与手动操作机构31相连。操作机构5采用两种驱动方式，使用时灵活方便。
由图1所示，气缸45包括气缸座33及活塞34，活塞34与气缸座33之间设有多个减振阻尼弹簧35。减振阻尼弹簧35为24根，当阀门关闭时阻尼减振避免阀芯2撞击阀底座9，保护阀门密封面；阀门开启的瞬间，减振阻尼弹簧35能克服气缸活塞的静摩擦，提高开启速度，缩短阀门开启时间(本阀门要求开启时间≤1.5秒)。
由图1所示，支架32上安装两只电子接近开关36，阀杆3外固定有与接近开关36相对应的限位挡块37，可控制阀门启闭位置。
由图2所示，手动操作机构31主要由手轮38、手轮齿轮轴39、二级大齿轮40及二级小齿轮47组成，手轮齿轮轴39、二级大齿轮40及二级小齿轮47安装在齿轮箱41内，二级大齿轮40和二级小齿轮47同轴设置，手轮齿轮轴39与二级大齿轮40相啮合，二级小齿轮47与阀杆3上端固定的齿条42相啮合。转动手轮38能够使阀杆3上升或下降，实现开启或关闭阀门。
由图2所示，手轮齿轮轴39的端部与齿轮箱41之间设有弹簧43，手轮齿轮轴39上设有卡槽，齿轮箱41上设有穿入卡槽的离合定位销44。在弹簧43的作用下，便于取下手轮齿轮轴39。
Claims (9)
1.一种超高温气动截止阀，包括阀体(1)、阀芯(2)、阀杆(3)、阀盖(4)及操作机构(5)，阀体(1)上设有进口法兰(6)、出口法兰(7)和对接法兰(8)，阀芯(2)与阀杆(3)相连，阀杆(3)穿过阀盖(4)与操作机构(5)相连，其特征在于：阀体(1)的进口通道内固定有阀底座(9)，阀芯(2)与阀底座(9)配合形成密封，阀底座(9)与阀体(1)之间有密闭的环形腔(10)，进口法兰(6)上设有与所述的环形腔(10)相通的第一进水口(11)，阀体(1)侧壁上设有与所述的环形腔(10)相通的第一出水口(12)，第一出水口(11)位于第一进水口(12)相对侧；阀体(1)的出口通道以及阀体(1)的主体设有相通的空腔(13)，出口法兰(7)上设有与所述的空腔(13)相通的第二进水口(14)，对接法兰(8)上设有与所述的空腔(13)相通的第二出水口(15)，第二出水口(15)位于对接法兰(8)上远离第二进水口(15)的一侧；阀盖(4)上设有伸入到阀体(1)内的阀杆导向套(16)，阀杆导向套(16)内设有导套环形腔，导套环形腔内设有薄壁的套筒形隔板(17)，导套环形腔被套筒形隔板(17)隔成相通的两层环腔，阀盖法兰(18)上设有分别与两层环腔相通的第三进水口(19)和第三出水口(20)，第三出水口(20)位于第三进水口(19)的相对侧；阀芯(2)上设有空腔，阀杆(3)包括套管(21)及螺杆(22)，套管(21)套在螺杆(22)外，螺杆(22)上设有中心孔，螺杆(22)的中心孔内设有与第四进水口(23)相通的直管(24)，直管(24)的下端在阀芯(2)的空腔内，直管(24)与螺杆(22)的中心孔之间有与第四出水口(25)相通的空隙，螺杆(22)的外壁设有进水螺旋槽(26)和出水螺旋槽(27)，进水螺旋槽(26)和出水螺旋槽(27)在套管(21)的底部相通，进水螺旋槽(26)及出水螺旋槽(27)分别与第五进水口(28)及第五出水口(29)相通，第四进水口(23)和第四出水口(25)设置在螺杆(22)上方外壁，第五进水口(28)和第五出水口(29)均设置在套管(21)上端外套(46)的外壁。
2.根据权利要求1所述的超高温气动截止阀，其特征在于：阀底座(9)的环形腔(10)内的阀体(1)上设有两个上下错开的半圆形挡块(30)。
3.根据权利要求1或2所述的超高温气动截止阀，其特征在于：螺杆(22)外壁的进水螺旋槽(26)和出水螺旋槽(27)分别为三个；出水螺旋槽(27)的上端堵死并通过侧面对应的套管(21)外壁的通孔与第五出水口(29)相通。
4.根据权利要求1或2所述的超高温气动截止阀，其特征在于：阀芯(2)的前端小后端大, 阀芯(2)的前端与阀底座(9)内壁相贴合密封, 阀芯(2)的后端与阀底座(9)的端口贴合密封。
5.根据权利要求1或2所述的超高温气动截止阀，其特征在于：操作机构(5)包括气缸(45)及手动操作机构(31)，气缸(45)通过支架(32)与阀盖(4)连接，手动操作机构(31)安装在气缸(45)上方，气缸(45)为双活塞杆气缸，一个活塞杆与阀杆(3)相连，另一个活塞杆与手动操作机构(31)相连。
6.根据权利要求5所述的超高温气动截止阀，其特征在于：气缸(45)包括气缸座(33)及活塞(34)，活塞(34)与气缸座(33)之间设有多个减振阻尼弹簧(35)。
7.根据权利要求5所述的超高温气动截止阀，其特征在于：支架(32)上安装两只电子接近开关(36)，阀杆(3)外固定有与接近开关(36)相对应的限位挡块(37)。
8.根据权利要求5所述的超高温气动截止阀，其特征在于：手动操作机构(31)主要由手轮(38)、手轮齿轮轴(39)、二级大齿轮(40)及二级小齿轮(47)组成，手轮齿轮轴(39)、二级大齿轮(40)及二级小齿轮(47)安装在齿轮箱(41)内，二级大齿轮(40)和二级小齿轮(47)同轴设置，手轮齿轮轴(39)与二级大齿轮(40)相啮合，二级小齿轮(47)与阀杆(3)上端固定的齿条(42)相啮合。
9.根据权利要求8所述的超高温气动截止阀，其特征在于：手轮齿轮轴(39)的端部与齿轮箱(41)之间设有弹簧(43)，手轮齿轮轴(39)上设有卡槽，齿轮箱(41)上设有穿入卡槽的离合定位销(44)。
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