CN106594295A - 一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，包括阀体，在阀体上设有入口和出口，出口处的阀体内壁上套装有阀座压盖，所述的阀体内设有齿轮齿条包覆单元和套筒密封单元，阀体上连接有驱动杆连接单元，所述的驱动杆连接单元连接有执行器；本发明的将齿轮和齿条被齿条支撑筒与阀杆压盖形成一个封闭腔进行包覆，使驱动杆和阀芯拉杆上的齿轮齿条完全不与介质接触，克服了常规齿轮齿条传动不能用于腐蚀及带有固体颗粒介质场合的缺点。阀门流道采用轴向对称流道，避免了间接流和流向不必要的改变，最大限度地提高了单位直径上的流通能力，大大降低了噪音和紊流的形成，并防止上游未经过处理的流体腐蚀阀门。

Description

一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀

技术领域

本发明属于流体控制技术领域，具体涉及一种可以用在腐蚀性性介质和含固体颗粒介质场合的轴流套筒式减压阀。

背景技术

目前在天然气和液化气等管道有采用轴流式套筒式减压阀，该阀具有流线型流道，自由流通路径均匀对称，降低了流体局部高速流、紊流、喷射流等的冲击，提高了阀门的稳定性，并且流道可以通过机加工完成。现有的轴流套筒式减压调节阀可以在干净流体，如天然气等场合使用，其中作为传动元件的齿轮、齿条直接与介质接触，而且齿轮、齿条常规材料不具有防腐蚀能力，故该减压调节阀不适用含有固体颗粒和腐蚀性的介质，其使用场合大大受限，市场上急需一种可以用在腐蚀性性介质和含固体颗粒的轴流套筒式减压调节阀。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，克服了常规齿轮齿条传动不能用于腐蚀及带有固体颗粒介质场合的缺点，并且降低噪音、紊流和减小共振。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，包括阀体，在阀体上设有入口和出口，出口处的阀体内壁上套装有阀座压盖，所述的阀体内设有齿轮齿条包覆单元和套筒密封单元，阀体上连接有驱动杆连接单元，所述的驱动杆连接单元连接有执行器；

所述的齿轮齿条包覆单元包括齿轮、齿条、齿条支撑筒和第一支撑板，所述的齿条支撑筒设有第一端和第二端，所述的齿条支撑筒第一端的截面直径大于和第二端的截面直径，所述的齿条支撑筒的第一端靠近入口处，所述的齿条支撑筒的第二端靠近出口处，所述的齿条支撑筒内部沿出口方向设有不贯通的第一孔，所述的齿条配合安装在第一孔中，与齿条支撑筒进行导向；所述的齿条支撑筒上还设有槽，所述的槽中安装有齿轮，所述的槽与第一孔贯通，使齿轮和齿条配合安装在一起；所述的第一支撑板的一端位于齿条支撑筒第一端上，第一支撑板的另一端位于阀体内壁上，所述的第一支撑板至少有两个；

所述的套筒密封单元包括阀芯、第一套筒、第二套筒和密封圈，所述的阀芯套接在齿条支撑筒的第二端，齿条穿过阀芯的内腔与阀芯的一端通过固定件固定在一起，所述的阀芯、齿条支撑筒和固定件之间形成封闭的腔体，所述的阀芯的另一端开放，齿条带动阀芯沿口出方向往复运动，所述的第二套筒套装在阀芯外壁上，所述的第一套筒套装在阀芯外壁和第二套筒外壁上，所述的第一套筒的一端顶在齿条支撑筒第一端的端面上，第一套筒的另一端顶在阀体内壁上，所述的第二套筒的一端顶在第一套筒上，第二套筒的另一端顶在阀体压盖上；所述的密封圈位于第一套筒与阀芯的接触面处，所述的第一套筒和第二套筒上均设有多个第二孔，所述的第二孔位于密封圈至阀座压盖之间，第一套筒和第二套筒上的第二孔重合；

所述的驱动杆连接单元包括阀杆压盖、驱动杆和支撑体，所述的阀杆压盖套装在驱动杆上，所述的阀杆压盖的一端安装在阀体上，阀杆压盖的另一端通过加工在阀体上的第三孔安装在齿条支撑筒上，使阀杆压盖与齿轮支撑筒内形成封闭的腔体；所述的驱动杆的一端安装在执行器上，驱动杆的另一端通过阀杆压盖安装在齿轮上，所述的驱动杆和齿条垂直正交,将执行器输出的旋转运动通过齿轮转换为齿条的直线运动，进而实现阀芯的直线运动；

所述的阀体与阀座压盖的接触面处、阀杆压盖与齿轮支撑筒)的接触面处、阀杆压盖与阀体的接触面处和阀芯与固定件的接触面处均进行密封。

本发明还有如下区别技术特征：

所述的第一孔呈圆弧状，所述的齿条上对应加工有导向圆弧面，所述的齿条配合安装在第一孔中，与齿条支撑筒进行导向。

所述的第二套筒上的第二孔的孔径沿第二套筒内壁至外壁呈由小变大的阶梯状，所述的第一套筒上的第二孔的孔径与第二套筒外壁处的孔径大小接近。

所述的第二套筒与阀芯的接触面处设有擦拭环，所述的擦拭环由密封圈外包裹一层芳纶纤维浸渍聚PPL盘根制备而成，所述的第二孔位于擦拭环至阀座压盖之间。

所述的支撑体包括支撑柱和第二支撑板，所述的支撑柱的一端安装在阀体上，支撑柱的另一端安装在第二支撑板上，所述的第二支撑板连接在执行器上，用于支撑执行器。

所述的驱动杆与阀杆压盖间安装有轴承，所述的齿轮与齿条支撑筒间安装有轴承。

所述的驱动杆和齿轮之间采用螺纹连接或者键连接。

靠近入口处的齿条支撑筒的外壁呈流线型。

所述的齿条支撑筒外壁呈台阶圆柱状，所述的第二套筒与阀芯接触面处的密封圈为星型圈，所述的固定件为螺母。

所述的阀体包括第一阀体和第二阀体，所述的入口设于第二阀体上，所述的出口设于第二阀体上，第一阀体和第二阀体可拆卸安装在一起，第一阀体和第二阀体的接触面进行密封。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)适用于含固体、腐蚀性介质

本发明的将齿轮和齿条被齿条支撑筒与阀杆压盖形成一个封闭腔进行包覆，使驱动杆和阀芯拉杆上的齿轮齿条完全不与介质接触，克服了常规齿轮齿条传动不能用于腐蚀及带有固体颗粒介质场合的缺点。

(2)介质流通能力好

本发明由于阀门流道采用轴向对称流道，完全避免了间接流和流向不必要的改变，提高了单位直径上的流通能力，大大降低了噪音和紊流的形成，并可以防止上游未经过处理的流体腐蚀阀门；顺畅的流道可以用来减少阀门的压力降，大大降低了紊流的形成，使阀门具有更好的流量特性；

(3)流量特性好、噪声小

本发明的减压调节阀的套筒设计为双层小孔式，通过改变小孔通径和位置分布，达到所需固有流量特性要求，同时具有更好的噪音抑制能力。

附图说明

图1是本发明的整体结构剖视图。

图2是图1的套筒密封单元的局部放大图。

图3是图1的侧面剖视图。

附图中各标号的含义：1-阀体，2-阀座压盖，6-执行器；

(1-1)-第三孔，(1-2)-第一阀体，(1-3)-第二阀体；

(3-1)-齿轮，(3-2)-齿条，(3-3)-齿条支撑筒，(3-3-1)-第一孔，(3-3-2)-槽，(3-4)-第一支撑板；

(4-1)-阀芯，(4-2)-第一套筒，(4-3)-第二套筒，(4-4)-密封圈，(4-5)-第二孔，(4-6)-擦拭环，(4-7)-固定件；

(5-1)-阀杆压盖，(5-2)-驱动杆，(5-3)-支撑体，(5-3-1)-支撑柱，(5-3-2)-第二支撑板，(5-4)-轴承，(5-5)-键；

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本发明的齿轮齿条包覆单元中齿条支撑筒与驱动杆连接单元中的阀杆压盖形成一个封闭腔，将齿轮和齿条进行了包覆，使之不与介质接触，避免齿轮齿条因腐蚀出现卡滞；同时与介质接触的阀体、齿条支撑筒以及第一支撑板等采用耐蚀合金；

齿条上有导向圆弧面，齿条支撑筒上的圆弧状的第一孔配合安装进行导向，保证齿条可以平稳顺畅工作；

靠近入口处的齿条支撑筒的外壁呈流线型，与液体的流动方向相同，这样可减少液体流动过程中出现紊流，降低噪音。

本发明在驱动杆与阀杆压盖间、齿轮与齿条支撑筒间均安装有轴承，保证结构的对中性。

本发明的套筒密封单元的阀芯固定在齿条上，通过第二套筒、第一套筒和阀芯对齿条部分进行密封，保护齿轮齿条不受介质的腐蚀和固体颗粒的影响；

本发明的第二套筒上的第二孔的孔径沿第二套筒内壁至外壁呈由小变大的阶梯状，第一套筒上的第二孔的孔径与第二套筒外壁处的孔径大小接近，由于流体来自套筒外，通过孔径由小到大再到小的变换，使流体能够得到缓冲，较少紊流；

本发明在第二套筒与阀芯的接触面处安装有擦拭环，对固体颗粒进行阻挡，擦拭环包裹层选用芳纶纤维浸渍聚PPL盘根，对固体颗粒等介质进行冲刷阻挡；

本发明中第二套筒与阀芯接触面处采用星型圈进行密封，由于减压阀套筒密封单元中无润滑脂，故密封需选用摩擦系数小、耐磨性好的密封圈，第二套筒与阀芯间的密封为内密封，要求密封性好，否则会对齿轮齿条传动机构造成腐蚀，因此采用星型圈进行密封，同时能阻挡擦拭环不能完全冲刷阻挡的少部分固体颗粒和腐蚀介质；

本发明的驱动杆连接单元的驱动杆和齿条垂直正交,将执行器输出的旋转运动通过齿轮转换为齿条的直线运动，进而实现阀芯的直线运动；

驱动杆与齿轮之间优选键连接，这样改善了整体工艺性，维修方便；同时驱动杆与齿轮在轴向由于有了轴承的约束，可以防止键脱落，安装方便，易于拆装；阀杆压盖与驱动杆之间的间隙与齿轮和齿条的啮合腔连同，可以在阀杆压盖上开孔检测齿轮、齿条啮合腔的压力，即阀杆压盖上开孔，该孔与检测齿轮、齿条啮合腔导通，与啮合腔内压力一致，通过焊接引压管路将压力传送至压力传感器，实现压力检测。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1

本实施例给出一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，包括阀体1，阀体1包括第一阀体1-2和第二阀体1-3，入口设于第二阀体1-2上，出口设有第二阀体1-3上，第一阀体1-2和第二阀体1-3通过螺栓螺母安装在一起，第一阀体1-2和第二阀体1-3的接触面进行密封；

出口处的阀体1内壁上套装有阀座压盖2，所述的阀体1内设有齿轮齿条包覆单元和套筒密封单元，阀体1上连接有驱动杆连接单元，所述的驱动杆连接单元连接有执行器6，执行器6为电动执行器，旋转角度为0～90°。

齿轮齿条包覆单元包括齿轮3-1、齿条3-2、齿条支撑筒3-3和第一支撑板3-4，所述的齿条支撑筒3-3设有第一端和第二端，第一端的截面直径大于和第二端的截面直径，齿条支撑筒3-3的第一端靠近入口处，所述的齿条支撑筒3-3的第二端靠近出口处，靠近入口处的齿条支撑筒3-3的外壁呈流线型；

齿条支撑筒3-3内部沿出口方向设有不贯通的第一孔3-3-1，第一孔3-3-1呈圆弧状，齿条3-2上对应加工有导向圆弧面，齿条3-2配合安装在第一孔3-3-1中，与齿条支撑筒3-3进行导向，所述的齿轮3-1与齿条支撑筒3-3间安装有轴承5-4；所述的齿条3-2配合安装在第一孔3-3-1中，与齿条支撑筒3-3进行导向；

条支撑筒3-3上还设有槽3-3-2，所述的槽3-3-2中安装有齿轮3-1，所述的槽3-3-2与第一孔3-3-1贯通，使齿轮3-1和齿条3-2配合安装在一起；所述的第一支撑板3-4的一端位于齿条支撑筒3-3第一端上，第一支撑板3-4的另一端位于阀体1内壁上，所述的第一支撑板3-4有两个；

套筒密封单元包括阀芯4-1、第一套筒4-2、第二套筒4-3和密封圈4-4，所述的阀芯4-1套接在齿条支撑筒3-3的第二端，齿条3-2穿过阀芯4-1的内腔与阀芯4-1的一端通过固定件4-7固定在一起，所述的阀芯4-1、齿条支撑筒3-3和固定件4-7之间形成封闭的腔体，所述的阀芯4-1的另一端开放，齿条3-2带动阀芯4-1沿口出方向往复运动；

第二套筒4-3套装在阀芯1外壁上，所述的第一套筒4-2套装在阀芯1外壁和第二套筒4-3外壁上，所述的第一套筒4-2的一端顶在齿条支撑筒3-3第一端的端面上，第一套筒4-2的另一端顶在阀体1内壁上，所述的第二套筒4-3的一端顶在第一套筒4-2上，第二套筒4-3的另一端顶在阀体压盖2上；

密封圈4-4位于第一套筒4-2与阀芯4-1的接触面处，密封圈4-4为星型圈，所述的第一套筒4-2和第二套筒4-3上均设有多个第二孔4-5，所述的第二孔4-5位于密封圈4-4至阀座压盖2之间，第一套筒4-2和第二套筒4-3上的第二孔4-5重合，第二套筒4-3上的第二孔4-5的孔径沿第二套筒4-3内壁至外壁呈由小变大的阶梯状，第一套筒4-2上的第二孔4-5的孔径与第二套筒4-3外壁处的孔径大小接近。

驱动杆连接单元包括阀杆压盖5-1、驱动杆5-2和支撑体5-3，所述的阀杆压盖5-1套装在驱动杆5-2上，驱动杆5-2与阀杆压盖5-1间安装有轴承5-4，所述的阀杆压盖5-1的一端安装在阀体1上，阀杆压盖5-1的另一端通过加工在阀体1上的第三孔1-1安装在齿条支撑筒3-3上，使阀杆压盖5-1与齿轮支撑筒3-3内形成封闭的腔体；

驱动杆5-2的一端安装在执行器6上，驱动杆5-2的另一端通过阀杆压盖5-1安装在齿轮3-1上，驱动杆5-2和齿轮3-1之间采用键5-5连接；所述的驱动杆5-2和齿条3-2垂直正交,将执行器6输出的旋转运动通过齿轮3-1转换为齿条3-2的直线运动，进而实现阀芯4-1的直线运动；

支撑体5-3包括支撑柱5-3-1和第二支撑板5-3-2，所述的支撑柱5-3-1的一端安装在阀体1上，支撑柱5-3-1的另一端安装在第二支撑板5-3-2上，所述的第二支撑板5-3-2连接在执行器6上，用于支撑执行器6；

阀体1与阀座压盖2的接触面处、阀杆压盖5-1与齿轮支撑筒3-3的接触面处、阀杆压盖5-1与阀体1的接触面处和阀芯4-1与固定件4-7的接触面处进行密封。

另一个方案与实施例1的不同为：第二套筒4-3与阀芯4-1的接触面处设有擦拭环4-6，所述的擦拭环4-6由密封圈外包裹一层芳纶纤维浸渍聚PPL盘根制备而成，所述的第二孔4-5位于擦拭环4-6至阀座压盖2之间。

本发明的工作过程如下：

执行器6输出旋转运动，旋转产生的扭矩作用在驱动杆5-2上，而驱动杆5-2和齿轮3-1之间采用键5-5实现固定连接，扭矩进而通过齿轮3-1转换为齿条3-2的直线运动，实现阀芯4-1的直线运动；第一套筒4-2和第二套筒4-3设计为双层小孔式，在阀芯4-1运动过程中，流体通过入口进入第一套筒4-2和第二套筒4-3上的双层小孔，进而流向出口。通过改变第一套筒4-2和第二套筒4-3小孔通径和位置分布，从而可以实现不同的固有流量特性要求。

Claims (10)

1.一种抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，包括阀体(1)，在阀体(1)上设有入口和出口，出口处的阀体(1)内壁上套装有阀座压盖(2)，其特征在于：所述的阀体(1)内设有齿轮齿条包覆单元和套筒密封单元，阀体(1)上连接有驱动杆连接单元，所述的驱动杆连接单元连接有执行器(6)；

所述的齿轮齿条包覆单元包括齿轮(3-1)、齿条(3-2)、齿条支撑筒(3-3)和第一支撑板(3-4)，所述的齿条支撑筒(3-3)设有第一端和第二端，所述的齿条支撑筒(3-3)第一端的截面直径大于和第二端的截面直径，所述的齿条支撑筒(3-3)的第一端靠近入口处，所述的齿条支撑筒(3-3)的第二端靠近出口处，所述的齿条支撑筒(3-3)内部沿出口方向设有不贯通的第一孔(3-3-1)，所述的齿条(3-2)配合安装在第一孔(3-3-1)中，与齿条支撑筒(3-3)进行导向；所述的齿条支撑筒(3-3)上还设有槽(3-3-2)，所述的槽(3-3-2)中安装有齿轮(3-1)，所述的槽(3-3-2)与第一孔(3-3-1)贯通，使齿轮(3-1)和齿条(3-2)配合安装在一起；所述的第一支撑板(3-4)的一端位于齿条支撑筒(3-3)第一端上，第一支撑板(3-4)的另一端位于阀体(1)内壁上，所述的第一支撑板(3-4)至少有两个；

所述的套筒密封单元包括阀芯(4-1)、第一套筒(4-2)、第二套筒(4-3)和密封圈(4-4)，所述的阀芯(4-1)套接在齿条支撑筒(3-3)的第二端，齿条(3-2)穿过阀芯(4-1)的内腔与阀芯(4-1)的一端通过固定件(4-7)固定在一起，所述的阀芯(4-1)、齿条支撑筒(3-3)和固定件(4-7)之间形成封闭的腔体，所述的阀芯(4-1)的另一端开放，齿条(3-2)带动阀芯(4-1)沿口出方向往复运动，所述的第二套筒(4-3)套装在阀芯(1)外壁上，所述的第一套筒(4-2)套装在阀芯(1)外壁和第二套筒(4-3)外壁上，所述的第一套筒(4-2)的一端顶在齿条支撑筒(3-3)第一端的端面上，第一套筒(4-2)的另一端顶在阀体(1)内壁上，所述的第二套筒(4-3)的一端顶在第一套筒(4-2)上，第二套筒(4-3)的另一端顶在阀体压盖(2)上；所述的密封圈(4-4)位于第一套筒(4-2)与阀芯(4-1)的接触面处，所述的第一套筒(4-2)和第二套筒(4-3)上均设有多个第二孔(4-5)，所述的第二孔(4-5)位于密封圈(4-4)至阀座压盖(2)之间，第一套筒(4-2)和第二套筒(4-3)上的第二孔(4-5)重合；

所述的驱动杆连接单元包括阀杆压盖(5-1)、驱动杆(5-2)和支撑体(5-3)，所述的阀杆压盖(5-1)套装在驱动杆(5-2)上，所述的阀杆压盖(5-1)的一端安装在阀体(1)上，阀杆压盖(5-1)的另一端通过加工在阀体(1)上的第三孔(1-1)安装在齿条支撑筒(3-3)上，使阀杆压盖(5-1)与齿轮支撑筒(3-3)内形成封闭的腔体；所述的驱动杆(5-2)的一端安装在执行器(6)上，驱动杆(5-2)的另一端通过阀杆压盖(5-1)安装在齿轮(3-1)上，所述的驱动杆(5-2)和齿条(3-2)垂直正交,将执行器(6)输出的旋转运动通过齿轮(3-1)转换为齿条(3-2)的直线运动，进而实现阀芯(4-1)的直线运动；

所述的阀体(1)与阀座压盖(2)的接触面处、阀杆压盖(5-1)与齿轮支撑筒(3-3)的接触面处、阀杆压盖(5-1)与阀体(1)的接触面处和阀芯(4-1)与固定件(4-7)的接触面处均进行密封。

2.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的第一孔(3-3-1)呈圆弧状，所述的齿条(3-2)上对应加工有导向圆弧面，所述的齿条(3-2)配合安装在第一孔(3-3-1)中，与齿条支撑筒(3-3)进行导向。

3.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的第二套筒(4-3)上的第二孔(4-5)的孔径沿第二套筒(4-3)内壁至外壁呈由小变大的阶梯状，所述的第一套筒(4-2)上的第二孔(4-5)的孔径与第二套筒(4-3)外壁处的孔径大小接近。

4.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的第二套筒(4-3)与阀芯(4-1)的接触面处设有擦拭环(4-6)，所述的擦拭环(4-6)由密封圈外包裹一层芳纶纤维浸渍聚PPL盘根制备而成，所述的第二孔(4-5)位于擦拭环(4-6)至阀座压盖(2)之间。

5.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的支撑体(5-3)包括支撑柱(5-3-1)和第二支撑板(5-3-2)，所述的支撑柱(5-3-1)的一端安装在阀体(1)上，支撑柱(5-3-1)的另一端安装在第二支撑板(5-3-2)上，所述的第二支撑板(5-3-2)连接在执行器(6)上，用于支撑执行器(6)。

6.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的驱动杆(5-2)与阀杆压盖(5-1)间安装有轴承(5-4)，所述的齿轮(3-1)与齿条支撑筒(3-3)间安装有轴承(5-4)。

7.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的驱动杆(5-2)和齿轮(3-1)之间采用螺纹连接或者键(5-5)连接。

8.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：靠近入口处的齿条支撑筒(3-3)的外壁呈流线型。

9.如权利要求1所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的齿条支撑筒(3-3)外壁呈台阶圆柱状，所述的第二套筒(4-3)与阀芯(4-1)接触面处的密封圈(4-4)为星型圈，所述的固定件(4-7)为螺母。

10.如权利要求1至9任一权利要求所述的抗腐蚀、抗污轴流套筒式减压调节阀，其特征在于：所述的阀体(1)包括第一阀体(1-2)和第二阀体(1-3)，所述的入口设于第二阀体(1-2)上，所述的出口设于第二阀体(1-3)上，第一阀体(1-2)和第二阀体(1-3)可拆卸安装在一起，第一阀体(1-2)和第二阀体(1-3)的接触面进行密封。