CN1033184C - 由温差调节阀门开度的装置 - Google Patents

Abstract

流过冷却元件的水量和进出水温差是反映冷却元件热负荷的主要参数。本装置设有两个密封腔，用装有推杆的膜片或活塞隔开，推杆通过密封装置穿出密封腔，将推力传到阀芯，实现对流经调节阀的冷却水流的控制。使冷却水流量与冷却元件的热负荷适应，并将冷却元件进出水温差控制在规定的范围内。本装置结构简单不需要外来附加能源，安装维护方便。

Description

由温差调节阀门开度的装置

用于高炉、焦炉等工业炉上的冷却元件一般通水进行冷却。为保证冷却元件的正常冷却，流过冷却元件的水流量必须与冷却元件的热负荷相适应。

由于工业炉上冷却元件数量多，而且随时间和部位的变化冷却元件热负荷波动较大。采用现有的水量调节系统对每一块冷却元件的冷却水流量，进行自动调节投资较高、难度大、安装维修困难。目前国内大部分工业炉上的冷却元件进水量均未实行自动调节，基本上采用衡流量供水。这不仅费水费电而且大多数的冷却件的供水量都不能满足冷却元件热负荷达到峰值时的要求。

本发明的目的是要提供一种根据冷却元件进出水温差自动控制阀门开度的执行机构，用这种执行机构控制调节阀的水量，使冷却水流量与冷却元件的热负荷相适应，并且可以使供水量始终大于实际热负荷对水量的要求。

本发明技术内容如下：在一定的流量范围内，冷却元件进出水温差是反映冷却元件热负荷的主要参数。另外在不同的温度下物质的饱和蒸汽压也不相同。根据这两个规律，在两个密封腔中装入低沸点的物质，并分别使其温度与冷却元件的进水和出水温度相近，当进出水温度不等时两个密封腔内低沸点物质的饱和蒸汽压也就有一个差值。将这一压差转化为推力可以直接控制阀门的开度，也可将推力控制指挥器，再由指挥器去操纵常规执行机构的元件。进出水温差愈大，两个密封腔中低沸点物质饱和蒸汽的压差也愈大，相应的推力也愈大，最后调节阀的开度和水流量也愈大。

由上述压差所产生的推力可以直接或间接地控制各种调节阀(如：直通双座调节阀、直通单座调节阀、球阀、蝶阀、隔膜调节阀等)的开度。

本发明的主要优点：本发明提供的这种根据冷却元件进出水温自动控制阀门开度的执行机构，调节系统简单，不需要外来附加能源，它的低沸点工作液直接感受冷却元件进出水温差信号和接受其能量，且按一定的调节规律根据冷却元件进出水温自动控制阀门开度。由这种执行机构控制的调节阀结构简单、造价低、安装维护方便，而且可以使冷却水量与冷却元件的热负荷基本相适应。

实施例1：如附图1所示，图中装置由进水口(1)、上水腔(2)、密封腔I(3)、膜片(4)、密封腔I壳体(5)、出水口(6)、密封腔II壳体(7)、密封腔II(8)、密封装置(9)、推杆(10)、弹簧(11)、法兰(12)和下水腔(13)所组成。密封腔I(3)和密封腔II(8)由一张具有隔热能力的膜片(4)隔开，两个密封腔内均充有低沸点的工作液。在推杆(10)穿过密封腔II壳体(7)的部位设有密封装置(9)。冷却元件的出水由进水口(1)进入上水腔(2)然后由出水口(6)排出，上水腔(2)内的水温与冷却元件出水温度相近。由于密封腔I壳体(5)具有良好的传热能力，因此密封腔I(3)内低沸点物质的温度也与冷却元件出水温度相近。下水腔(13)与调节阀阀腔相通，下水腔(13)内的水温与调节阀内水温相同。当冷却元件的进水流经调节阀时，下水腔(13)内的水温也就与冷却元件进水温度相同。由于密封腔II壳体(7)具有良好的传热能力，因此密封腔II(8)内的低沸点物质的温度也与冷却元件进水温度相同。当进出水温度不等时，两个密封腔内低沸点物质的饱和蒸汽压也不等，并在膜片(4)上产生压差，由此所产生的推力通过推杆(10)传出，并压缩弹簧(11)。进出水温差愈大，弹簧的压下量愈大，推杆的位移量也愈大。将执行机构通过法兰(12)直接安装在调节阀上时，推力杆直接与调节阀阀芯连结，这样本执行机构就可直接控制阀门开度。

实施例2：如附图2所示，图中装置由进水口(1)、上水腔(2)、密封腔I(3)、密封腔I壳体(5)、出水口(6)、密封腔II壳体(7)、密封腔II(8)，密封装置(9)、推杆(10)、弹簧(11)、法兰(12)和下水腔(13)、活塞(14)所组成。密封腔I(3)和密封腔II(8)由一个具有隔热能力的活塞(14)隔开，两个密封腔内均充有低沸点的工作液。在推杆(10)穿过密封腔II壳体(7)的部位上设有密封装置(9)。冷却元件的出水由进水口(1)进入上水腔(2)，然后由出水口(6)排出，由于密封腔I壳体(5)具有良好的传热能力，因此密封腔I(3)内工作液的温度与冷却元件出水温度相近。下水腔(13)与控制冷却元件进水流量的调节阀阀腔相通，下水腔(13)内的水温也就与冷却元件进水温度相同。由于密封腔II壳体(7)具有良好的传热能力，因此密封腔II(8)内工作液的温度也与冷却元件进水温度相同。当冷却元件进出水温度不等时，两个密封腔内工作液的饱和蒸汽压也不等并在活塞(14)上产生压差，由此所产生的推力通过推杆(10)传出，并压缩弹簧(11)，进出水温差愈大，弹簧的压下量愈大，推杆的位移量也愈大。将执行机构通过法兰(12)直接安装在调节阀上，推杆(10)与调节阀阀芯连结，这样本执行机构就可直接控制阀门开度。

实施例3：如附图3所示，图中装置由进水口(1)、上水腔(2)、密封腔I(3)、活塞(14)、密封腔I壳体(5)、出水口(6)、密封腔II壳体(7)、密封腔II(8)，密封装置(9)、推杆(10)、弹簧(11)、阀芯(25)、下水腔(13)、针阀(24)、密封腔III(15)、主膜片(16)、主弹簧(17)、主调节阀(18)、出水口I(19)和进水口I(20)所组成。在密封腔I(3)和密封腔II(3)中充入低沸点的工作液。推杆(10)穿出密封腔II(8)的部位设有密封装置(9)。进入冷却元件的水从入水口I(20)进入下水腔(13)从出水口I(19)流出并进入主调节阀(18)，冷却元件的出水从进水口(1)进入上水腔(2)从出水口(6)排出。这样密封腔II(8)中工作液的温度与冷却元件进水温度相同，密封腔I(3)中工作液的温度与冷却元件出水温度相同，当进出水温度不等时两个密封腔内工作液就具有不同的饱和蒸汽压，由此在活塞(14)上形成压差并产生推力，推力由推杆(10)传出压缩弹簧(11)，并控制阀芯(25)的开度。由于具有一定压力水是通过阀芯(25)进入主调节阀执行机构密封腔III(15)的，当针阀(24)有一定开度时，密封腔III(15)内的水压取决于阀芯(25)的开度，而阀芯(25)的开度又取决于冷却元件进出水温差的大小。进出水温差愈大阀芯(25)开度愈大，密封腔III(15)内水压愈高，膜片(16)上推力愈大，主弹簧(17)的压下量愈大，主调节阀的开度也愈大。这样就实现了根据冷却元件进出水温差自动调节冷却水流量的目的。

Claims (5)

1、一种由温差调节阀门开度的装置，装置的组成部分有膜片(4)|或活塞(14)|、密封腔I(3)、推杆(10)、密封腔II(8)、密封腔I壳体(5)和密封腔II壳体(7)，其特征在于：装置设有两个密封腔，在密封腔I(3)和密封腔II(8)内装入低沸点物质，使两个密封腔内低沸点物质的温度分别与冷却元件的进出水温度相近，利用两个密封腔内低沸点物质的压差来控制阀门开度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：密封腔I(3)和密封腔II(8)由膜片(4)或活塞(14)隔开。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：密封腔I壳体(5)与冷却元件出水接触，密封腔II壳体(7)与冷却元件进水接触。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：推杆(10)穿出密封腔II壳体(7)部位设有密封装置(9)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：推杆(10)一端与膜片(4)或活塞(14)连结。

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