CN102979923B - 液氧泵回流专用降压调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液氧泵回流专用降压调节阀，包括阀体、阀芯、阀座和阀杆，阀座设置在阀体腔内，阀杆与阀芯通过螺纹连接，阀芯与阀座相配合。在执行机构带动下阀杆和阀芯上下运动，以实现阀门的启闭和调节作用，其特征在于：所述阀芯设计有至少两个轴向串式布置的阀芯台阶，所述阀座内孔的内周壁上对应部位设有相同数量串式布置的阀座台阶，所述阀芯台阶与对应阀座台阶相配合，形成多级节流减压环结构。同时，阀杆设置有衬套导向和阀芯设置有三片导向叶片的双导向结构、以及阀芯与阀座的密封面和阀芯与节流孔板的导向接触面均堆焊有硬质合金材料，有效地减小阀门在运行过程中承受高压差产生的冲击力，降低出现反复磨损、单侧弯曲形变撞击、导向不平稳等现象，确保阀门的运行稳定、调节性能可靠和提高使用寿命。

Description

液氧泵回流专用降压调节阀

技术领域

本发明涉及一种液氧泵回流专用降压调节阀，属于流体控制阀技术领域。

背景技术

目前，在空分系统中，液氧泵回流调节阀的入口压力很高，出口与泵连接，由于泵的抽吸作用，使阀后压力较低，故在阀腔内产生很大的压差。通常，此高压差会使阀杆断裂，阀芯表面被冲蚀成窝状凹坑等不良影响，其主要原因是流体通过调节阀阀芯与阀座形成的节流环面时，流速突然急剧增加而压力骤然下降所致。若节流环面后压力骤然降到介质饱和蒸汽压以下，必将产生闪蒸，对阀内件产生冲蚀。继而节流后压力又恢复到饱和蒸汽压之上，又产生空化，对阀内件产生气蚀。这种流体闪蒸和空化作用所引起的巨大冲击力短期内即可将阀芯、阀座等阀内件损坏，导致阀门可靠性差、使用寿命下降乃至阀门无法正常工作。

同时，流体介质液氧温度低，由于阀门工作温度变化大，工作条件要比普通工况恶劣得多。阀体及主要内件工作于低温环境下，而填料函部分要求处于常温下不冻结，为减少达到绝热要求阀杆被加长，从而使阀杆刚度变差，弯曲挠度变大。在流体流过时，阀芯被流体冲向一侧，反复与阀座撞击和摩擦，导致阀芯和阀座密封面破坏，阀门不密封、关不严，不能起到理想的调节作用，严重时引发整个系统的控制失效，造成大量的资源浪费和带来巨大经济效益损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有液氧泵回流调节阀在低温高压差苛刻工况下阀芯易冲蚀损坏、导向性差、使用寿命短等缺陷，提供一种全新设计的液氧泵回流专用降压调节阀，其结构巧妙合理，能够有效地减小阀门在工作过程中承受高压差产生的冲击力，降低出现反复磨损、单侧弯曲形变撞击、导向不平稳等现象，确保阀门的运行稳定、调节性能可靠和提高使用寿命。

按照本发明提供的技术方案：液氧泵回流专用降压调节阀，包括阀体、阀芯、阀座和阀杆，阀座设置在阀体腔内，阀杆与阀芯通过螺纹连接，阀芯与阀座相配合。在执行机构带动下阀杆和阀芯上下运动，以实现阀门的启闭和调节作用，其特征在于：所述阀芯设计有至少两个轴向串式布置的阀芯台阶，所述阀座内孔的内周壁上对应部位设有相同数量串式布置的阀座台阶，所述阀芯台阶与对应阀座台阶相配合，形成多级节流减压环结构。

作为本发明的进一步改进，所述阀座底部设有上节流孔板和下节流孔板。

作为本发明的进一步改进，所述阀芯下部设有三片沿周向均匀分布的导向叶片，上节流孔板中心孔对应部位设有三个沿周向均匀分布的凹槽，所述阀芯下部的三片导向叶片对应插入上节流孔板的三个凹槽内，导向叶片与凹槽之间形成合理的间隙配合。

作为本发明的进一步改进，所述阀杆下部安装有铜制导向衬套，所述导向衬套外表面与阀体对应部位的内表面形成合理的间隙配合。

作为本发明的进一步改进，所述阀座顶部的内孔倒角环面为阀座密封面，所述阀芯上与阀座密封面对应部位处为阀芯密封面，所述阀芯密封面和阀座密封面上均堆焊有硬质合金。

作为本发明的进一步改进，所述上节流孔板上的与导向叶片相配合的导向凹槽面内堆焊有硬质合金。

作为本发明的进一步改进，所述下节流孔板的中心孔内圆面上堆焊有硬质合金，所述阀芯下端与下节流孔板的中心孔对应部位的导向外圆面上堆焊有硬质合金。

作为本发明的进一步改进，所述阀杆下端设有外螺纹，所述阀芯顶部设有内螺纹，阀杆与阀芯通过螺纹连接，所述阀芯上的内螺纹连接孔内设置有蝶形弹簧。

本发明与现有技术相比，优点在于：本发明从阀门实际使用工况入手，以均衡压差、减小弯曲形变、提高易损表面硬度等方法，有效地减小阀门在运行过程中承受高压差产生的冲击力，降低出现反复磨损、单侧弯曲形变撞击、导向不平稳等现象，确保阀门的运行稳定、调节性能可靠和提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中阀芯的结构示意图。

图3为图1中阀座的结构示意图。

图4.1为图1中上节流孔板的结构示意图。

图4.2为图4.1的A向视图。

图5.1为图1中下节流孔板的结构示意图。

图5.2为图5.1的B向视图。

图6为图1中导向衬套的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的液氧泵回流专用降压调节阀主要由阀体1、阀芯2、阀座3、阀杆4、上节流孔板5、下节流孔板6、导向衬套7和蝶形弹簧8等零部件组成。

如图1所示，所述阀座3设置在阀体1腔内，阀杆4与阀芯2通过螺纹连接，阀芯2与阀座3相配合。在执行机构带动下阀杆4和阀芯2上下运动，以实现阀门的启闭和调节作用；所述阀芯2设计有三个轴向串式布置的阀芯台阶2a，所述阀座3内孔的内周壁上对应部位设有三个串式布置的阀座台阶3a，所述阀芯台阶2a与对应阀座台阶3a相配合，形成多级节流减压环结构。通过上述的结构设计，所述阀门所承受的高压差被分成三份，有效地减小单级节流减压环处的压差，大大降低了闪蒸和空化现象的发生，由此降低了高压差和闪蒸空化作用对阀芯2、阀座3和阀体1等冲击力，提高了阀门寿命和使用性能。

如图1所示，本发明在所述阀座3底部设有上节流孔板5和下节流孔板6。当流体经过上节流孔板5和下节流孔板6上的节流孔时，可有效均衡流体动压分布，减小阀芯2的不平衡冲击力，同样可分散阀内件所承受的高压差，改善局部过度集中冲蚀现象。

如图1所示，所述的阀芯2下部设有三片沿周向均匀分布的导向叶片2c，上节流孔板5中心孔对应部位设有三个沿周向均匀分布的凹槽5a，所述阀芯2下部的三片导向叶片2c对应插入上节流孔板5的三个凹槽5a内，导向叶片2c与凹槽5a之间形成合理的间隙配合，对阀芯2起导向作用。另外，所述阀杆4下部安装有铜制导向衬套7，所述导向衬套7外表面与阀体1对应部位的内表面形成合理的间隙配合，对阀杆4起导向作用。这种双导向结构可有效地补偿阀杆4弯曲变形，对阀芯2进行对中校准，减小高压差下阀芯2与阀座3反复撞击和摩擦，避免阀芯2和阀杆4密封面磨损、阀杆4断裂、阀门运作不平稳等不良现象。

如图1~图6所示，所述阀座3顶部的内孔倒角环面为阀座密封面3b，所述阀芯2上与阀座密封面3b接触的部位处为阀芯密封面2b，所述阀芯密封面2b和阀座密封面3b上均堆焊有硬质合金（图1~图3所示）。所述上节流孔板5上的与导向叶片2c相配合的导向凹槽面5b内堆焊有硬质合金（图4.1所示）。所述下节流孔板6的中心孔内圆面6a上堆焊有硬质合金（图5.1所示），所述阀芯2下端与下节流孔板6的中心孔对应部位的导向外圆面2d上堆焊有硬质合金（图2所示）。通过堆焊硬质合金，增加了表面硬度，使其耐磨性、抗反复冲击和冲蚀性得以改善，提高启闭密封件和导向易损部位的工作寿命。

如图1所示，所述阀杆4下端设有外螺纹，所述阀芯2顶部设有内螺纹，阀杆4与阀芯2通过螺纹连接，所述阀芯2上的内螺纹连接孔内设置有蝶形弹簧8。所述的蝶形弹簧8起连接预紧作用，增加螺纹的拉伸变形量来补偿沿着阀杆4轴线方向上温度变形，以防阀门在深冷和高压差下螺纹变形、松动或损坏，致使连接失效。

Claims (3)

1. 液氧泵回流专用降压调节阀，包括阀体（1）、阀芯（2）、阀座（3）和阀杆（4），阀座（3）设置在阀体（1）腔内，阀芯（2）与阀座（3）相配合；在执行机构带动下阀杆（4）和阀芯（2）上下运动，以实现阀门的启闭和调节作用，所述阀芯（2）设计有至少两个轴向串式布置的阀芯台阶（2a），所述阀座（3）内孔的内周壁上对应部位设有相同数量串式布置的阀座台阶（3a），所述阀芯台阶（2a）与对应阀座台阶（3a）相配合，形成多级节流减压环结构；所述阀座（3）底部设有上节流孔板（5）和下节流孔板（6）；

其特征在于：所述阀杆（4）与阀芯（2）通过螺纹连接；所述阀芯（2）下部设有三片沿周向均匀分布的导向叶片（2c），上节流孔板（5）中心孔对应部位设有三个沿周向均匀分布的凹槽（5a），所述阀芯（2）下部的三片导向叶片（2c）对应插入上节流孔板（5）的三个凹槽（5a）内，导向叶片（2c）与凹槽（5a）之间形成合理的间隙配合。

2.如权利要求1所述的液氧泵回流专用降压调节阀，其特征在于：所述上节流孔板（5）上的与导向叶片（2c）相配合的导向凹槽面（5b）内堆焊有硬质合金。

3.如权利要求1所述的液氧泵回流专用降压调节阀，其特征在于：所述下节流孔板（6）的中心孔内圆面（6a）上堆焊有硬质合金，所述阀芯（2）下端与下节流孔板（6）的中心孔对应部位的导向外圆面（2d）上堆焊有硬质合金。