CN104295752A - 一种多级降压套筒调节阀 - Google Patents

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Abstract

一种多级降压套筒调节阀，包括阀体（1），阀体（1）设有阀座，阀芯壳体（4）属于阀杆（8）下端一部分，阀座上安装有组合套筒，组合套筒存在间隙与内腔，与组合阀芯嵌套配合，组合阀芯与阀杆（8）连接，能随阀杆（8）的轴向运动而运动，阀体（1）与阀盖（7）采用自紧密封机构连接，阀盖（7）压紧组合套筒，使组合套筒固定于阀腔内，阀盖（7）上端设有填料函（11），通过填料压盖（10）压紧填料函（11），填料压盖（10）与阀盖（7）通过第一螺栓（9）连接。

Description

一种多级降压套筒调节阀
技术领域
本专利是一种新型多级降压套筒调节阀，主要应用于天然气、石化、电站等领域。
背景技术
现代工业生产中通用于高压差场合的调节阀，由于介质流速很高，经常在调节阀内部的节流件部位出现冲刷腐蚀，同时伴有空化、汽蚀、噪声、振动等危害。目前我国的一些公司已相继研究生产出多种多级降压调节阀，以抑制高压降下阀门启闭时，高流速诱发的高噪声及流体激振，从而提高系统的稳定性，但是其在减噪和防空化方面的效果不如预期。特别是套筒式多级降压调节阀，我国的相关企业还没有研究出优良的套筒结构。如专利CN 202768911 U提供的结构没有有效利用阀芯内部空间，当所需降压级数增加时，只能通过增大阀体结构解决问题。如专利CN 203421182 U提供的结构，其在阀芯下端开有通孔，阀芯与阀座配合且无间隙，导致高压流体流经阀座和阀芯时无缓冲间隙，容易产生冲蚀、噪声等问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的不足，从而开发一种消声减振，不易发生空化的新型多级降压套筒调节阀。
本发明是一种多级降压套筒调节阀，包括阀体1，阀体1设有阀座，阀芯壳体4属于阀杆8下端一部分，阀座上安装有组合套筒，组合套筒存在间隙与内腔，与组合阀芯嵌套配合，组合阀芯与阀杆8连接，能随阀杆8的轴向运动而运动，阀体1与阀盖7采用自紧密封机构连接，阀盖7压紧组合套筒，使组合套筒固定于阀腔内，阀盖7上端设有填料函11，通过填料压盖10压紧填料函11，填料压盖10与阀盖7通过第一螺栓9连接。
本专利与其他现有技术相比，有如下优点：
1.阀盖与阀体的连接采用自紧密封，不仅达到强度要求，且对螺栓力的要求降低，可以延长使用寿命，也可应用于更严酷工况；
2.组合阀芯与组合套筒相配合，能更为有效的利用阀芯内部空间，减小阀体结构，节省材料与费用；
3.在相对较小的阀腔空间内部可安装较多级数的套筒节流件，使得该阀具有更强的多级降压节流能力，更有效的抑制空化、振动及噪声等危害。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是本发明的局部结构放大图，图3是本发明外筒结构示意图，附图标记及对应名称为：阀体1，内筒2，外筒3，阀芯壳体4，阀芯内件5，法兰6，阀盖7，阀杆8，第一螺栓9，填料压盖10，填料函11，第二螺栓12，楔形垫13，弹簧14，挡圈15。
具体实施方式
如图1所示，本发明的多级降压套筒调节阀，包括阀体1，阀体1设有阀座，阀芯壳体4属于阀杆8下端一部分，阀座上安装有组合套筒，组合套筒存在间隙与内腔，与组合阀芯嵌套配合，组合阀芯与阀杆8连接，能随阀杆8的轴向运动而运动，阀体1与阀盖7采用自紧密封机构连接，阀盖7压紧组合套筒，使组合套筒固定于阀腔内，阀盖7上端设有填料函11，通过填料压盖10压紧填料函11，填料压盖10与阀盖7通过第一螺栓9连接。
如图1、图2所示，所述的组合套筒由外筒3和内筒2组合而成，外筒3由三层筒体焊接而成，相邻筒体间存在间隙；内筒2分为上下筒体，外筒3安装于内筒2上筒体外侧，与内筒2上筒体间存在间隙，阀杆8的下降能使组合套筒与组合阀芯嵌套配合，阀门关闭。
如图3所示，所述的外筒3的每层筒体壁厚由下式确定：
式中：为套筒入口介质压力，为优化方法计算出的第i级压降（i=1、2、3……），
为第i级节流套筒直径，为材料许用拉应力，为第i级套筒壁厚；
每层筒体间的级间间隙由下式确定：
    （4 mm≤G i ≤44 mm）
式中：A i 为相邻上级套筒总开孔流通面积，G i 为套筒筒体间间隙，h为行程；
且各筒体所开通孔交错分布。
如图1所示，所述的组合阀芯由阀芯壳体4和阀芯内件5组成，阀芯壳体4与阀芯内件5间存在间隙，间隙与内筒2上筒体嵌套配合。
如图1所示，阀芯壳体4内壁开有用于安装挡圈15的环形凹槽。
如图1所示，所述的阀芯壳体4的顶部开有圆孔，与阀芯内件5上部的圆柱间隙配合，在阀芯内件5上部的圆柱外装有弹簧14，弹簧14下部与阀芯内件5接触，弹簧14上部与阀芯壳体4内壁接触。
如图1所示，所述的自紧密封机构采用双锥密封，由阀体1、阀盖7、楔形垫13、法兰6和第二螺栓12组成，阀盖7下端伸进阀体1内腔，楔形垫13安装于阀体1与阀盖7间，法兰6与阀体1通过第二螺栓12连接，通过法兰6提供楔形垫13密封预紧力。
如图1所示，介质由阀体1左侧流入，经过外筒3的三级节流到达阀芯壳体4处，在组合阀芯开启过程中，介质从开启的内筒2通孔中流入内筒2，使内筒2内部压力增大，同时介质对阀芯内件5施加作用力，使阀芯内件5在介质力、重力、挡圈作用力和弹簧力共同作用下，与阀芯壳体4进行活塞运动。当组合阀芯开启后，阀芯内件5所受介质力与其它力保持平衡，阀芯内件5位置不再发生改变。介质经过内筒2上部的通流孔进行第四级节流降压后，继而流向内筒2下部，从内筒2下部的通流孔流出，流向阀外，每经过一级套筒都进行一次节流降压，完成多级降压过程。内筒2下部对介质起均流的作用。内筒2上部利用组合阀芯内部空间，内筒下部充分利用阀体1内部空间，使阀内结构紧凑。

Claims (7)

1.一种多级降压套筒调节阀，包括阀体（1），阀体（1）设有阀座，其特征在于阀芯壳体（4）属于阀杆（8）下端一部分，阀座上安装有组合套筒，组合套筒存在间隙与内腔，与组合阀芯嵌套配合，组合阀芯与阀杆（8）连接，能随阀杆（8）的轴向运动而运动，阀体（1）与阀盖（7）采用自紧密封机构连接，阀盖（7）压紧组合套筒，使组合套筒固定于阀腔内，阀盖（7）上端设有填料函（11），通过填料压盖（10）压紧填料函（11），填料压盖（10）与阀盖（7）通过第一螺栓（9）连接。
2.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：所述的组合套筒由外筒（3）和内筒（2）组合而成，外筒（3）由三层筒体焊接而成，相邻筒体间存在间隙；内筒（2）分为上下筒体，外筒（3）安装于内筒（2）上筒体外侧，与内筒（2）上筒体间存在间隙，阀杆（8）的下降能使组合套筒与组合阀芯嵌套配合，阀门关闭。
3.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：所述的外筒（3）的每层筒体壁厚由下式确定：
式中：为套筒入口介质压力，为优化方法计算出的第i级压降（i=1、2、3……），
为第i级节流套筒直径，为材料许用拉应力，为第i级套筒壁厚；
每层筒体间的级间间隙由下式确定：
    （4 mm≤G i ≤44 mm）
式中：A i 为相邻上级套筒总开孔流通面积，G i 为套筒筒体间间隙，h为行程；
且各筒体所开通孔交错分布。
4.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：所述的组合阀芯由阀芯壳体（4）和阀芯内件（5）组成，阀芯壳体（4）与阀芯内件（5）间存在间隙，间隙与内筒（2）上筒体嵌套配合。
5.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：阀芯壳体（4）内壁开有用于安装挡圈（15）的环形凹槽。
6.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：所述的阀芯壳体（4）的顶部开有圆孔，与阀芯内件（5）上部的圆柱间隙配合，在阀芯内件（5）上部的圆柱外装有弹簧（14），弹簧（14）下部与阀芯内件（5）接触，弹簧（14）上部与阀芯壳体（4）内壁接触。
7.根据权利要求1所述的多级降压套筒调节阀，其特征在于：所述的自紧密封机构采用双锥密封，由阀体（1）、阀盖（7）、楔形垫（13）、法兰（6）和第二螺栓（12）组成，阀盖（7）下端伸进阀体（1）内腔，楔形垫（13）安装于阀体（1）与阀盖（7）间，法兰（6）与阀体（1）通过第二螺栓（12）连接，通过法兰（6）提供楔形垫（13）密封预紧力。
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