CN109163135A - 一种对空排汽调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对空排汽调节阀，由阀体(7)、阀座(5)、套筒(8)、阀芯杆(9)、阀盖(11)、组合填料(12)、支架立柱(30)、防转挡板(29)、驱动部等组成，阀芯杆(9)为一体式结构，阀座(5)下端固定安装于阀体(7)，套筒(8)上端固定安装于阀体(7)，阀座(5)上端部与套筒(8)下端部紧密贴合于阀体(7)的收缩部，阀座(5)、套筒(8)的周壁均布数个节流孔，阀芯杆(9)与驱动部可以通过球形铰接方式的调节连接装置连接，通过采用悬挂多孔式套筒、一体式阀芯杆和分离多孔式阀座的三级节流结构，解决了对空排汽阀密封面易开裂、开裂后难维修、阀门振动大、噪音大、易泄漏等问题，提高了安全性，延长阀门使用寿命。

Description

一种对空排汽调节阀
技术领域
本申请涉及阀门领域，特别涉及一种对空排汽调节阀。
背景技术
对空排汽阀是安装在电站锅炉过热器集汽集箱生火管路上，作为一种直接向大气排出过量蒸汽的阀门，常用在锅炉刚启动和停炉两种工况中。正常运行时，当锅炉压力升高，又不希望锅炉安全门动作，可采用开启对空排汽阀进行降压。对空排汽阀的工作条件十分恶劣，起动时往往排出的是汽水混合物，工作状态下排出的是全压状态的高温高压蒸汽。
一般对空排汽阀都采用截止阀，阀座直接焊接在阀门本体上。当截止阀关闭时，阀芯所承受的压力很大，容易产生泄漏，引起冲蚀；开启时由于只有一级节流降压，不能承受高压差，极易产生汽蚀现象，引起震动、噪音大，而且阀座受温度剧变热应力影响容易出现裂纹，使零件很快损坏，导致阀门泄漏，能源浪费较大。有些阀门生产厂家使用调节阀形式减少压差，降低阀座冲刷，减少噪音，如使用焊接阀座，同样会出现阀座焊道容易出现裂纹的缺点；如采用无螺纹或不焊接的结构时就需要用中腔法兰压住套筒，再由套筒压住阀座的结构，则容易出现阀座泄漏和中腔法兰泄漏的情况。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种对空排汽调节阀，采用多孔套筒与多孔阀座配合使用的三级节流结构，解决了对空排汽阀密封面易开裂、开裂后难维修、阀门振动大、噪音大、易泄漏等问题，达到了提高使用寿命、降低维护成本的技术效果。
采用的技术方案是：一种对空排汽调节阀，包括阀体、阀座、套筒、阀芯杆、阀盖、组合填料、支架立柱、防转挡板、驱动部，所述套筒上端固定于所述阀体中，所述阀芯杆下部设置于所述套筒内，所述阀芯杆头部设有阀芯杆密封面与所述阀座上端设置的阀座密封面密封配合，所述阀芯杆上端设有阀芯杆连接部与驱动部连接，所述阀盖固定于阀体上端部通孔中，所述支架立柱下端与阀体上端外侧连接，所述驱动部固定安装于所述支架立柱的上端，所述防转挡板一端滑动设置于所述支架立柱上，另一端连接于阀芯杆，其特征在于：所述阀芯杆为一体式结构，将阀芯与阀杆合为一个整体，所述阀座的阀座壁周向均布数个的阀座节流孔，所述阀座下端与阀体固定连接，所述阀座上端穿设于阀体的收缩部，所述套筒的套筒壁周向均布数个的套筒节流孔，所述套筒下端设有阀座配合部与所述阀座上端部设置的套筒配合部于阀体的收缩部紧密贴合，所述阀盖中部设置设有填料孔，所述阀芯杆穿过填料孔内的所述组合填料，通过所述阀芯杆连接部与驱动部连接形成运动副。
进一步地，还包括调节连接装置，该调节连接装置位于所述支架立柱内，所述阀芯杆通过该调节连接装置与驱动部连接。
进一步地，所述调节连接装置包括夹持器、活动杆，该夹持器下端与所述阀芯杆上端的阀杆连接部固定连接，该夹持器与该活动杆通过球形铰接连接，该活动杆上部设置有防转部，该防转部与滑动设置于所述支架立柱上的第二防转挡板配合，该活动杆上端设置活动杆连接部与驱动部连接形成运动副。
进一步地，还包括应变传感器，其设置于阀芯杆外表面，实时采集阀芯杆应变数据。
进一步地，还包括应变传感器，该应变传感器设置于所述活动杆外表面，实时采集阀芯杆应变数据。
进一步地，所述套筒的上部设置有悬空支耳，所述套筒通过所述阀盖压紧该悬空支耳而固定于所述阀体内，所述阀盖通过固定安装于所述阀体上的压板固定于所述阀体内，所述压板与所述阀盖下部台阶之间设置有自密封环。
进一步地，所述阀座上部设有台阶，该台阶上安装有阀座密封环与所述阀体密封连接，所述阀座下部通过下压盖固定安装于所述阀体内，该下压盖与所述阀座下端设置的台阶之间设有下压盖密封环，该下压盖固定安装于所述阀体下端。
进一步地，所述组合填料通过固定安装于所述阀盖上的填料压板固定于填料孔中。
进一步地，所述驱动部包括电动执行机构、推力轴承、轴承压盖、丝母，该轴承压盖将该推力轴承和该丝母固定于上支撑板的中部的台阶通孔内，所述上支撑架固定于所述支架立柱的上端部，所述连接部设置有梯形螺纹，与所述丝母内孔的梯形螺纹形成运动副，通过所述电动执行机构带动所述丝母转动。
进一步地，所述阀座采用12Cr1MoV马氏体低合金钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900以上，所述阀座密封面处堆焊司太立硬质合金；所述套筒采用440C马氏体不锈钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900以上；所述阀芯杆密封面采用堆焊司太立硬质合金，硬度高达HRC45以上。
本发明的有益效果是：通过采用悬挂多孔式套筒、一体式阀芯杆和分离多孔式阀座的三级节流结构，解决了对空排汽阀密封面易开裂、开裂后难维修、阀门振动大、噪音大、易泄漏等问题；通过球形铰接将阀芯杆与操作部件连接，提高了阀杆使用中的柔性，当制造环节中的加工与装配存在误差，甚至由于蠕变、冲击载荷等使阀杆发生形变时，可以继续正常使用，提高了安全性能，延长阀门的使用寿命；通过阀杆上设置应变采集器，实现了对于阀杆应力状态的在线监测，及时发现阀杆的异常受力情况，避免阀杆变形以及断裂，提高阀门使用的安全性能。
附图说明
图1为本申请对空排汽调节阀实施例一的结构示意图；
图2为图1中阀芯杆的结构示意图；
图3为本申请对空排汽调节阀实施例二的结构示意图；
图4为图3中调节连接装置的结构示意图；
图5为阀座的结构示意图；
图6为套筒的结构示意图；
图7-1，7-2为本申请对空排汽调节阀完全开启时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围做出更为清楚明确的界定。
附图中，1-下压盖2-下压盖螺栓3-下压盖螺母4-下压盖密封环5-阀座5.1-套筒配合部5.2-阀座密封面5.3-内应力释放槽 5.4-外应力释放槽5.5-阀座节流孔6-阀座密封环7-阀体8-套筒 8.1-悬空支耳8.2-套筒节流孔8.3-阀座配合部9-阀芯杆9.1-阀芯杆连接部9.2-阀芯杆密封面10-自密封环11-阀盖12-组合填料13-填料压盖14-填料压板15-填料螺栓16-填料螺母17-电动执行机构18-电动执行机构固定螺栓19-电动执行机构固定螺母20-支架固定螺母21-轴承压盖22-推力轴承23-丝母24-上支撑板25-信号传输电缆26-应变传感器27-活动杆27.1-活动杆连接部27.2-防转部28-夹持器29-防转挡板30-支架立柱31-压板螺栓32-压板螺母33-压板
参见附图1-2、5-6所示，一种对空排汽调节阀，包括下压盖1、下压盖螺栓2、下压盖螺母3、下压盖密封环4、阀座5、阀座密封环6、阀体7、套筒8、阀芯杆9、自密封环10、阀盖11、组合填料12、填料压盖13、填料压板14、填料螺栓15、螺母16、电动执行机构17、电动执行机构固定螺栓18、电动执行机构固定螺母19、支架固定螺母20、轴承压盖21、推力轴承22、丝母23、支架上支撑板24、信号传输电缆 25、防转挡板29、支架立柱30、压板螺栓31、压板螺母32、压板33 等，其中，阀体7为一体式结构，阀体7中部为收缩部，阀座5与套筒8 连接于收缩部；阀座5的阀座壁周向均布数个的阀座节流孔5.5，阀座 5上端部穿设于阀体1的收缩部，其上端外侧设置有套筒配合部5.1，阀座5上端内侧面设有与阀芯杆9密封配合的阀座密封面5.2，阀座5 上部设有台阶，该台阶上安装有阀座密封环6与阀体7密封连接，阀座 5下部通过下压盖1固定安装于阀体7内，下压盖1与阀座5下端设置的台阶部之间设置有下压盖密封环4，下压盖1通过下压盖螺栓2、下压盖螺母3固定安装于阀体7下端；在阀座密封面5.2下方内、外壁上周向分别设有内应力释放槽5.3、外应力释放槽5.4，阀座5采用12Cr1MoV 马氏体低合金钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900 以上，阀座密封面5.2处堆焊司太立硬质合金；套筒8的套筒壁周向均布数个的套筒节流孔8.2，套筒8的上部设置有悬空支耳8.1，阀盖11 下端设置于阀体7内并压紧于悬空支耳8.1上，压板33通过压板螺母31、压板螺母32压紧阀盖11下部设置的台阶上，压板33与阀盖11下部台阶之间设置有自密封环10，套筒8设有阀座配合部8.3与阀座上端外侧的套筒配合部5.1紧密接触配套筒8采用440C马氏体不锈钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900以上；阀芯杆9为一体式结构，将阀芯与阀杆合为一个整体，阀芯杆9设置于套筒3内壁中并全程导向，阀芯杆9头部设置有圆锥面的阀芯杆密封面9.1，与阀座密封面5.2密封配合，阀芯杆密封面9.1采用堆焊司太立硬质合金，硬度高达HRC45 以上，保证完全切断介质无泄漏；阀盖11固定于阀体7上端部中，阀盖11中部设有填料孔，阀芯杆9穿过填料孔，填料孔中的组合填料12 对阀芯杆9形成运动密封，组合填料12通过填料压板14固定于填料孔中，填料压板12通过填料螺栓15、填料螺母16固定在阀盖11上；支架立柱30固定在阀体7上，上支撑板24通过支架固定螺母20与支架立柱 26上端连接固定，通过轴承压盖21将推力轴承22和丝母23固定在上支撑板24中部的台阶通孔内，防转挡板25一端滑动设置于支架立柱30 上，另一端连接于阀芯杆9，防止阀芯杆9转动，阀芯杆连接部9.1设置有梯形螺纹，与丝母23内孔的梯形螺纹形成运动副，通过电动执行机构17带动丝母23转动，从而驱动阀芯杆9做上下直线运动以启闭阀门。
参见附图3-4所示，提供了本申请的对空排汽调节阀的另一实施例。阀芯杆9通过夹持器28、活动杆27与丝母23连接，其中阀芯杆9 通过其上端的阀芯杆连接部9.1与夹持器28螺纹连接，夹持器28与活动杆27通过球形铰链连接，活动杆27上部外侧设置有防转部27.2，与滑动设置于支架立柱26的第二防转挡板配合使用，防止活动杆转动，活动杆27上端设置有活动杆连接部27.1与丝母23内孔连接形成运动副，该活动杆连接部27.1可以为梯形螺纹，与丝母23内孔的梯形螺纹形成运动副，通过电动执行机构17带动丝母23转动，从而驱动阀芯杆 9做上下直线运动以启闭阀门。
活动杆27外表面上安装一应变传感器26，其通过信号传输电缆25 连接外部设备，其中信号传输电缆25通过耐弯折接头穿过支架立柱30 上的通孔，外部设备可以是应变分析仪等，实现了对于阀芯杆应变数据的实时采集，有效防止阀杆变形甚至断裂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用悬挂多孔式套筒、一体式阀芯杆和分离多孔式阀座的三级节流结构，解决了对空排汽阀密封面易开裂、开裂后难维修、阀门振动大、噪音大、易泄漏等问题；通过球形铰接将阀芯杆与操作部件连接，提高了阀杆使用中的柔性，当制造环节中的加工与装配存在误差，甚至由于蠕变、冲击载荷等使阀杆发生形变时，可以继续正常使用，提高了安全性能，延长阀门的使用寿命；通过阀杆上设置应变采集器，实现了对于阀杆应力状态的在线监测，及时发现阀杆的异常受力情况，避免阀杆变形以及断裂，提高阀门使用的安全性能。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种对空排汽调节阀，包括阀体(7)、阀座(5)、套筒(8)、阀芯杆(9)、阀盖(11)、组合填料(12)、支架立柱(30)、防转挡板(29)、驱动部，所述套筒(8)上端固定于所述阀体(7)中，所述阀芯杆(9)下部设置于所述套筒(8)内，所述阀芯杆(9)头部设有阀芯杆密封面(9.2)与所述阀座(5)上端设置的阀座密封面(5.2)密封配合，所述阀芯杆上端设有阀芯杆连接部(9.1)与驱动部连接，所述阀盖(11)固定于阀体(7)上端部通孔中，所述支架立柱(30)下端与阀体(7)上端外侧连接，所述驱动部固定安装于所述支架立柱(30)的上端，所述防转挡板(29)一端滑动设置于所述支架立柱(30)上，另一端连接于阀芯杆(9)，其特征在于：所述阀芯杆(9)为一体式结构，将阀芯与阀杆合为一个整体，所述阀座(5)的阀座壁周向均布数个的阀座节流孔(5.5)，所述阀座(5)下端与阀体(7)固定连接，所述阀座(5)上端穿设于阀体(7)的收缩部，所述套筒(8)的套筒壁周向均布数个的套筒节流孔(8.2)，所述套筒(8)下端设有阀座配合部(8.3)与所述阀座(5)上端部设置的套筒配合部(5.1)于阀体(7)的收缩部紧密贴合，所述阀盖(11)中部设置设有填料孔，所述阀芯杆(9)穿过填料孔内的所述组合填料(12)，通过所述阀芯杆连接部(9.1)与驱动部连接形成运动副。
2.根据权利要求1所述的对空排汽调节阀，其特征在于还包括调节连接装置，该调节连接装置位于所述支架立柱(30)内，所述阀芯杆(9)通过该调节连接装置与驱动部连接。
3.根据权利要求2所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述调节连接装置包括夹持器(28)、活动杆(27)，该夹持器(28)下端与所述阀芯杆(9)上端的阀杆连接部(9.1)固定连接，该夹持器(28)与该活动杆(27)通过球形铰接连接，该活动杆(27)上部设置有防转部(27.2)，该防转部(27.2)与滑动设置于所述支架立柱(30)上的第二防转挡板配合，该活动杆(27)上端设置活动杆连接部(27.1)与驱动部连接形成运动副。
4.根据权利要求1所述的对空排汽调节阀，其特征在于还包括应变传感器(26)，其设置于阀芯杆(9)外表面，实时采集阀芯杆应变数据。
5.根据权利要求2或3所述的对空排汽调节阀，其特征在于还包括应变传感器(26)，该应变传感器(26)设置于所述活动杆(27)外表面，实时采集阀芯杆应变数据。
6.根据权利要求1-4之一所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述套筒(8)的上部设置有悬空支耳(8.1)，所述套筒(8)通过所述阀盖(11)压紧该悬空支耳(8.1)而固定于所述阀体(7)内，所述阀盖(11)通过固定安装于所述阀体(7)上的压板(33)固定于所述阀体(7)内，所述压板(33)与所述阀盖(11)下部台阶之间设置有自密封环(10)。
7.根据权利要求1-4之一所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述阀座(5)上部设有台阶，该台阶上安装有阀座密封环(6)与所述阀体(7)密封连接，所述阀座(5)下部通过下压盖(1)固定安装于所述阀体(7)内，该下压盖(1)与所述阀座(5)下端设置的台阶之间设有下压盖密封环(4)，该下压盖(1)固定安装于所述阀体(7)下端。
8.根据权利要求1-4之一所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述组合填料(12)通过固定安装于所述阀盖(11)上的填料压板(14)固定于填料孔中。
9.根据权利要求1-4之一所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述驱动部包括电动执行机构(17)、推力轴承(22)、轴承压盖(21)、丝母(23)，该轴承压盖(21)将该推力轴承(22)和该丝母(23)固定于上支撑板(24)的中部的台阶通孔内，所述上支撑架(24)固定于所述支架立柱(30)的上端部，所述连接部(9.1、27.1)设置有梯形螺纹，与所述丝母(23)内孔的梯形螺纹形成运动副，通过所述电动执行机构(17)带动所述丝母(23)转动。
10.根据权利要求1-4之一所述的对空排汽调节阀，其特征在于所述阀座(5)采用12Cr1MoV马氏体低合金钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900以上，所述阀座密封面(5.2)处堆焊司太立硬质合金；所述套筒(8)采用440C马氏体不锈钢制造，表面经真空离子渗氮处理，表面硬度达HV900以上；所述阀芯杆密封面(9.1)采用堆焊司太立硬质合金，硬度高达HRC45以上。
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