CN108105420A - 一种高压水泵出口控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压水泵出口控制阀。采用的技术方案是：包括电动执行机构、耐磨套Ⅰ、向心球轴承Ⅰ、阀盖、密封件Ⅰ、上阀杆、阀体、阀芯、密封件Ⅱ、下阀杆、耐磨套Ⅱ、向心球轴承Ⅱ、支撑端盖、回流孔板。本发明具有最小流量启泵、预充位定位准确、预充压力可调节、全通径开启时流量系数大、回流孔板外置检修方便、回流位时零泄漏、阀门制造成本低的特点，特别适用于高压力和大流量、密封性能良好、能够远程准确控制的延迟焦化装置水力除焦系统。

Description

一种高压水泵出口控制阀

技术领域

本发明属于控制阀领域，涉及一种高压水泵出口控制阀。

背景技术

高压水泵出口控制阀（即除焦控制阀）是石油化工行业延迟焦化装置水力除焦系统专用的阀门，安装在高压水泵出口管线上，对高压水流向进行控制，具有回流（旁流）、预充、全开三种工作状况。除焦控制阀作用是使高压水泵在最小流量下启动，避免泵的频繁启动，冲击电网，同时用小压力小流量预充满管线，避免发生水锤现象，损坏管线和设备。一般是用一个双作用气缸作为执行机构对阀进行回流位、预充位和全开位这三种工作状态进行控制，主要存在的问题是预充位定位不精确，导致预充压力不稳定；由于预充减压孔板与旁流减压孔板均位于阀体内部，在高压水作用下，减压孔板易磨损、锈蚀，导致高压水流参数的改变，而如果更换减压孔板就要连同阀上部的设备一同拆掉，检修需要拆卸整个阀体，提高了检修难度及检修成本；阀芯只有上端设置有阀杆用于保证阀芯与上套筒和下套筒同心，在高压水作用下阀芯会出现偏转定心不可靠，阀芯上下运动时与上套筒和下套筒之间的摩擦力较大，零部件使用寿命短；预充压力无法改变如果水泵压力升高，则预充压力随之相应升高容易导致易损件受高压冲刷出现故障。随着国内焦化装置工艺技术条件的改进和提高，现有除焦控制阀的技术性能己不能适应延迟焦化装置大型化，高压水泵压力和流量增大的要求，需开发技术性能稳定、适应高压力和大流量、密封性能良好、能够远程准确控制、适应未来焦化装置发展的一种高压水泵出口控制阀。

现有的除焦控制阀（参见专利公开号CN2483391Y、CN2529033Y、CN200978988Y、CN202501031U、CN203892599U），结构及工作原理类似。阀门由阀体、压盖、套筒（由上套筒和下套筒组成）、阀芯与阀杆、上阀座与下阀座、旁流孔板组与预充孔板组、联结块、密封件等组成，阀门由其上部的一个双作用气缸（或电动头）驱动。工作原理（参见CN2529033Y中的图2）：当阀芯处于最低位置时，阀处于旁流工况，高压水从入口经过阀芯，过上套筒筒体中间的旁流孔流入旁流减压孔板，经减压后流出。当阀芯提升一定高度时，阀处于预充工况，高压水经入口，流经下套筒下部的预充孔进入预充减压孔板，减压后从阀体下部和全流出口流出，一部分高压水从旁流通道流出。当阀芯处于最高位置时，阀处于除焦工况，这时旁流口截止，高压水从入口直接经过下套筒中间的除焦出水口，从阀体下部的全流出口流出。

以上几种除焦控制阀均在原有除焦控制阀的基础上不同程度有所改进，但不太完善。专利公开号CN2483391Y，仅将旁流减压孔板和预冲减压孔板设置在阀体外部，减少了孔板的锈蚀，同时在需要更换时无需拆卸其它部件，检修方便。专利公开号CN2529033Y，在CN2483391Y的基础上设置预充压力调节机构来代替原有的预充减压孔板，使控制阀预充压力可随意调节，避免了当水泵压力升高，导致预冲压力升高导致易损件受高压冲刷出现故障。专利公开号CN200978988Y，将旁流孔板组和预充孔板组旁置于阀体内部一侧的安装孔内，孔板之间采用O形密封圈密封，将平面密封改为密封件密封，孔板不需要进行研磨处理，降低了检修难度及检修成本。这三种方式仍无法避免：双作用气缸驱动预充位定位不精确；阀芯采用单阀杆结构，在高压水作用下无法保证阀芯与上套筒和下套筒同心。专利公开号CN202501031U、CN203892599U，阀体采用侧进侧出的方式，使阀芯在开、关阀门的过程中始终处于自平衡状态其运动更加平稳；阀芯采用上、下支点式设计，降低与套筒的摩擦，避免阀芯可能存在的偏转；采用电动执行机构，使预充位时定位更加准确。这两种方式无法实现控制阀预充压力可调。

目前的延迟焦化装置水力除焦系统普遍配置有两台高压水泵，两台高压水泵一备一用、互为备用，每台高压水泵出口安装一台高压隔断阀，高压隔断阀出口分别连接在三通管道的两端，除焦控制阀安装在三通管道的另外一个口上；当一台高压水泵出现故障时，关闭此高压水泵出口的高压隔断阀，打开另外一台高压水泵出口的高压隔断阀，启动高压水泵，可以保证水利除焦顺利进行。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种高压水泵出口控制阀，采用电动执行机构驱动，预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量。阀体采用高压三通旋塞阀结构，阀门处于回流位时，阀体全开口关闭，进水口、回流口打开，高压水从阀体进水口进入阀芯通道，经过阀体侧面回流孔板减压后从回流口流出。当电动执行机构驱动阀芯提升h（h=5～20mm）高度时，阀芯与阀体密封面分离，形成锥形环状间隙，此时阀门处于预冲位，高压水从阀体进水口流入，一部分高压水经过锥形环状间隙减压后，从全开口进入高压水管线，一部分高压水从回流口流出；通过电动执行机构调整阀芯的提升高度，可以调节预冲压力和流量，阀芯的提升量减小，预冲压力和流量减小，阀芯的提升量增大，预冲压力和流量增大。当电动执行机构驱动阀芯逆时针转动90°后，阀芯下降阀芯与阀体密封面完全接触，阀体进水口、全开口打开，回流口关闭，此时阀门处于全开位，高压水全流量从阀体进水孔进入阀芯通道，从全开口进入高压水管线。高压水泵出口控制阀具有最小流量启泵、预充位定位准确、预充压力可调节、全通径开启时流量系数大、回流孔板外置检修方便、回流位时零泄漏、阀门制造成本低的特点，特别适用于高压力和大流量、密封性能良好、能够远程准确控制的延迟焦化装置水力除焦系统。

本发明采用的技术方案是：一种高压水泵出口控制阀，包括电动执行机构、耐磨套Ⅰ、向心球轴承Ⅰ、阀盖、密封件Ⅰ、上阀杆、阀体、阀芯、密封件Ⅱ、下阀杆、耐磨套Ⅱ、向心球轴承Ⅱ、支撑端盖、回流孔板，其中电动执行机构安装在阀盖上，用于驱动阀芯提升、旋转、下降，可以实现高压水泵出口控制阀预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量，回流位时零泄漏；阀盖与阀体通过螺栓固定，阀芯安装在阀体内腔，回流孔板设置在阀体外部；阀芯上部和下部设置有上阀杆和下阀杆，上阀杆和下阀杆装有耐磨套Ⅰ、耐磨套Ⅱ和向心球轴承Ⅰ、向心球轴承Ⅱ，用于阀芯定心避免阀芯可能存在的偏转，上阀杆和下阀杆安装有密封件Ⅰ、密封件Ⅱ进行密封，阀盖上端和阀体底部设置有阀杆密封检漏孔；阀体和阀芯均采用三通结构，进水口、全开口分别设置在阀体两侧，回流口设置在与进水口成90°的阀体侧面。阀体和阀芯密封面堆焊耐腐蚀、耐磨损硬质合金，密封面经过配研密封可靠，使阀门具有切断功能。

本发明的工作原理：

回流位状态：阀体（7）全开口关闭，进水口、回流口打开，高压水从阀体（7）进水口进入阀芯（8）通道，经过阀体（7）侧面回流孔板（14）减压后从回流口流出。

预冲位状态：当电动执行机构（1）驱动阀芯（8）提升h（h=5～20mm）高度时，阀芯（8）与阀体（7）密封面分离，形成锥形环状间隙，此时阀门处于预冲位，高压水从阀体（7）进水口流入，一部分高压水经过锥形环状间隙减压后，从全开口进入高压水管线，一部分高压水从回流口流出；通过电动执行机构（1）调整阀芯（8）的提升高度，可以调节预冲压力和流量，阀芯（8）的提升量减小，预冲压力和流量减小，阀芯（8）的提升量增大，预冲压力和流量增大。

全开位状态：当电动执行机构（1）驱动阀芯（8）逆时针转动90°后，阀芯（8）下降阀芯（8）与阀体（7）密封面完全接触，阀体（7）进水口、全开口打开，回流口关闭，此时阀门处于全开位，高压水全流量从阀体（7）进水孔进入阀芯（8）通道，从全开口进入高压水管线，全通径开启流量系数大。

本发明的有益效果：

1、采用电动执行机构驱动，预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量。

2、回流位、预充位和全开位切换过程中阀芯转动时密封面无摩擦。

3、阀芯上部和下部设置有上阀杆和下阀杆，实现阀芯定心，可避免阀芯可能存在的偏转。

4、全开位全通径开启流量系数大。

5、阀体、阀芯密封面配研，使阀门具有切断功能，回流位时零泄漏。

6、阀体、旋塞密封面堆焊处理，抗硫腐蚀、抗焦粉磨损性能好。

附图说明

图1为本发明一种高压水泵出口控制阀结构示意图；

图2为本发明一种高压水泵出口控制阀图1侧视图；

图3为本发明一种高压水泵出口控制阀图1的剖视图（回流位）；

图4为本发明一种高压水泵出口控制阀图1的剖视图（预冲位）；

图5为本发明一种高压水泵出口控制阀图1的剖视图（全开位）。

图中：1-电动执行机构、2-耐磨套Ⅰ、3-向心球轴承Ⅰ、4-阀盖、5-密封件Ⅰ、6-上阀杆、7-阀体、8-阀芯、9-密封件Ⅱ、10-下阀杆、11-耐磨套Ⅱ、12-向心球轴承Ⅱ、13-支撑端盖、14-回流孔板。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明所述的一种高压水泵出口控制阀，包括电动执行机构1、耐磨套Ⅰ2、向心球轴承Ⅰ3、阀盖4、密封件Ⅰ5、上阀杆6、阀体7、阀芯8、密封件Ⅱ9、下阀杆10、耐磨套Ⅱ11、向心球轴承Ⅱ12、支撑端盖13、回流孔板14，其中电动执行机构1安装在阀盖4上，用于驱动阀芯8提升、旋转、下降，可以实现高压水泵出口控制阀预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量，回流位时零泄漏；阀盖4与阀体7通过螺栓固定，阀芯8安装在阀体7内腔，回流孔板14设置在阀体7外部；阀芯8上部和下部设置有上阀杆6和下阀杆10，上阀杆6和下阀杆10装有耐磨套Ⅰ2、耐磨套Ⅱ11和向心球轴承Ⅰ3、向心球轴承Ⅱ12，用于阀芯8定心避免阀芯8可能存在的偏转，上阀杆6和下阀杆11安装有密封件Ⅰ5、密封件Ⅱ9进行密封，阀盖4上端和阀体7底部设置有阀杆密封检漏孔；阀体7和阀芯8均采用三通结构，进水口、全开口分别设置在阀体7两侧，回流口设置在与进水口成90°的阀体7侧面。

实施例2

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明所述的一种高压水泵出口控制阀，包括电动执行机构1、耐磨套Ⅰ2、向心球轴承Ⅰ3、阀盖4、密封件Ⅰ5、上阀杆6、阀体7、阀芯8、密封件Ⅱ9、下阀杆10、耐磨套Ⅱ11、向心球轴承Ⅱ12、支撑端盖13、回流孔板14，其中电动执行机构1安装在阀盖4上，用于驱动阀芯8提升、旋转、下降，可以实现高压水泵出口控制阀预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量，回流位时零泄漏；阀盖4与阀体7通过螺栓固定，阀芯8安装在阀体7内腔，回流孔板14设置在阀体7外部；阀芯8上部和下部设置有上阀杆6和下阀杆10，上阀杆6和下阀杆10装有耐磨套Ⅰ2、耐磨套Ⅱ11和向心球轴承Ⅰ3、向心球轴承Ⅱ12，用于阀芯8定心避免阀芯8可能存在的偏转，上阀杆6和下阀杆11安装有密封件Ⅰ5、密封件Ⅱ9进行密封，阀盖4上端和阀体7底部设置有阀杆密封检漏孔；阀体7和阀芯8均采用三通结构，进水口、全开口分别设置在阀体7两侧，回流口设置在与进水口成90°的阀体7侧面。阀体7和阀芯8密封面堆焊耐腐蚀、耐磨损硬质合金，密封面经过配研密封可靠，使阀门具有切断功能。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种高压水泵出口控制阀，其特征在于：包括电动执行机构（1）、耐磨套Ⅰ（2）、向心球轴承Ⅰ（3）、阀盖（4）、密封件Ⅰ（5）、上阀杆（6）、阀体（7）、阀芯（8）、密封件Ⅱ（9）、下阀杆（10）、耐磨套Ⅱ（11）、向心球轴承Ⅱ（12）、支撑端盖（13）、回流孔板（14），其中电动执行机构（1）安装在阀盖（4）上，用于驱动阀芯（8）提升、旋转、下降，可以实现高压水泵出口控制阀预充位定位准确，且可以精确调整预冲压力和流量，回流位时零泄漏；阀盖（4）与阀体（7）通过螺栓固定，阀芯（8）安装在阀体（7）内腔，回流孔板（14）设置在阀体（7）外部；阀芯（8）上部和下部设置有上阀杆（6）和下阀杆（10），上阀杆（6）和下阀杆（10）装有耐磨套Ⅰ（2）、耐磨套Ⅱ（11）和向心球轴承Ⅰ（3）、向心球轴承Ⅱ（12），用于阀芯（8）定心避免阀芯（8）可能存在的偏转，上阀杆（6）和下阀杆（10）安装有密封件Ⅰ（5）、密封件Ⅱ（9）进行密封，阀盖（4）上端和阀体（7）底部设置有阀杆密封检漏孔；阀体（7）和阀芯（8）均采用三通结构，进水口、全开口分别设置在阀体（7）两侧，回流口设置在与进水口成90°的阀体（7）侧面。

2.根据权利要求1所述的一种高压水泵出口控制阀，其特征在于：阀体（7）和阀芯（8）密封面堆焊耐腐蚀、耐磨损硬质合金，密封面经过配研密封可靠，使阀门具有切断功能。