CN109990100A - 一种机械式温控关断阀及水汽取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式温控关断阀，包括：阀体，阀体的内部设有径向内凸的凸环，阀体的侧壁设有流体入口和流体出口，流体入口和流体出口分别位于凸环的两侧；设于阀体内的阀芯，阀芯位于凸环朝向流体入口的一侧；用于感应流体温度的记忆弹簧，记忆弹簧与阀芯相连，当流体温度高于预设温度值时，记忆弹簧伸长并驱动阀芯与凸环相抵，以关闭阀体。该机械式温控关断阀采用记忆弹簧作为感温和驱动元件，结构简单；记忆弹簧的动作不受温度以外的环境影响，稳定性好；记忆弹簧的耐磨性和耐蚀性均较好，抗疲劳强度大，使用寿命长，可靠性高，且温度滞后小，控温精确可靠。本发明还公开了一种包括上述机械式温控关断阀的水汽取样装置。

Description

一种机械式温控关断阀及水汽取样装置

技术领域

本发明涉及水汽检具技术领域，更具体地说，涉及一种机械式温控关断阀。此外，本发明还涉及一种包括上述机械式温控关断阀的水汽取样装置。

背景技术

在发电机组及火电厂等热力系统中，水汽取样装置具有广泛应用。水汽取样装置能够对水汽系统进行连续取样，并对水汽品质进行在线化学分析、测量和网路监控等。

为了对水汽取样装置的仪表进行超温保护，水汽取样装置通常包括温度传感器、温控仪以及电磁阀，温控仪分别与温度传感器和电磁阀相连，温度传感器用于感应水的温度，并将其检测到的水温信息发送至温控仪，温控仪根据其接收到的水温信息来控制电磁阀的开闭，以在样水温度超出预设值时，关断电磁阀，从而对仪表进行保护。

然而，这种采用电器元器件来进行超温断流保护的方式，受供电电源的限制，在断电时将无法起到高温断流保护的作用，因此，稳定性差；而且，温度传感器一般在一定温度范围内具有较高的灵敏度，当温度超出一定范围时，温度传感器的灵敏性较低；另外，温度传感器长期在高温下工作，将影响其使用寿命；而且，电气控制方式的成本高。

综上所述，如何提供一种稳定性好、成本低且可靠性高的机械式温控关断阀，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种机械式温控关断阀及具有该机械式温控关断阀的水汽取样装置，稳定性好，成本低，且可靠性高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械式温控关断阀，包括：

阀体，所述阀体的内部设有径向内凸的凸环，所述阀体的侧壁设有流体入口和流体出口，所述流体入口和所述流体出口分别位于所述凸环的两侧；

设于所述阀体内的阀芯，所述阀芯位于所述凸环朝向所述流体入口的一侧；

用于感应流体温度的记忆弹簧，所述记忆弹簧与所述阀芯相连，当流体温度高于预设温度值时，所述记忆弹簧伸长并驱动所述阀芯与所述凸环相抵，以关闭所述阀体。

优选地，所述记忆弹簧通过第一固定件与所述阀芯相连，所述记忆弹簧与所述第一固定件焊接，所述阀芯与所述第一固定件螺纹连接。

优选地，所述记忆弹簧通过第二固定件与所述阀体的第一端相连，所述第一端设有第一封口，所述第二固定件与所述第一封口螺纹连接，所述第二固定件与所述记忆弹簧焊接。

优选地，所述阀体内设有用于对所述阀芯进行导向的导向套。

优选地，所述阀体的内壁设有凹槽，所述凹槽内设有用于对所述导向套的一端进行轴向限位的限位件，所述导向套的另一端与所述凸环相抵。

优选地，所述阀芯朝向所述凸环的一端设有用于与所述凸环相抵的锥度面，所述锥度面设有橡胶层。

优选地，所述阀体内还设有：

用于在外力作用下与所述阀芯相抵并驱动所述阀芯远离所述凸环以打开所述阀体的中心杆；

与所述中心杆相连、用于驱使所述中心杆复位的复位弹簧。

优选地，所述中心杆的外壁设有用于与所述复位弹簧的一端相抵且径向外凸的第一挡环；所述阀体内设有套筒，所述套筒的一端开口，另一端设有用于与所述复位弹簧的另一端相抵的第二挡环，所述第二挡环的中心部设于用于与所述中心杆滑动配合的中心孔。

优选地，所述中心杆的外壁还设有径向外凸的圆盘，所述阀体的内部设有用于与所述圆盘密封连接的橡胶圈。

一种水汽取样装置，包括超温关断阀，所述超温关断阀为上述任意一种机械式温控关断阀。

本发明提供的机械式温控关断阀，采用记忆弹簧来驱动阀芯与凸环相抵，以关闭阀体。记忆弹簧作为热敏兼驱动元件，具有感温和驱动的双重功能，且记忆弹簧靠近流体入口处，当记忆弹簧感应到自流体入口流入的流体温度高于预设温度值时，记忆弹簧伸长，使阀芯与凸环相抵，以避免超过预设温度值的流体流向流体出口，从而可避免超过预设温度值的流体自流体出口流入水汽取样装置的仪表内，影响仪表的测量精度。

采用记忆弹簧作为感温和驱动元件，结构简单，使阀体的结构紧凑；而且，记忆弹簧的动作不受温度以外的环境影响，稳定性好；进一步地，记忆弹簧的耐磨性和耐蚀性均较好，抗疲劳强度大，使用寿命长，可靠性高，且温度滞后小，控温精确可靠。

本发明提供的水汽取样装置，包括上述机械式温控关断阀，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的机械式温控关断阀中阀体打开时的剖视图；

图2为图1中阀体关闭时的剖视图；

图3为图1中按下按压部时的剖视图。

图1至图3中的附图标记如下：

1为阀体、11为凸环、12为流体入口、13为流体出口、14为第一封口、15为第二封口、16为第一螺帽、17为第二螺帽、18为挡肩、2为阀芯、3为记忆弹簧、31为第一固定件、32为第二固定件、4为导向套、5为限位件、6为中心杆、61为第一挡环、62为圆盘、7为复位弹簧、8为套筒、81为第二挡环、9为橡胶圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种机械式温控关断阀及具有该机械式温控关断阀的水汽取样装置，稳定性好，成本低，且可靠性高。

请参考图1-图3，图1为本发明具体实施例所提供的机械式温控关断阀中阀体打开时的剖视图；图2为图1中阀体关闭时的剖视图；图3为图1中按下按压部时的剖视图。

本发明提供一种机械式温控关断阀，主要应用于水汽取样装置，包括阀体1、设于阀体1内的阀芯2和记忆弹簧3。

具体地，阀体1内部具有用于使流体流通的流体通道，阀体1的侧壁设有流体入口12和流体出口13，流体入口12和流体出口13均与流体通道连通。

优选地，流体入口12和流体出口13处分别设有用于方便阀体1与外部管道连通的通水管。考虑到密封性和连接强度问题，两根通水管优选通过焊接的方式分别与流体入口12和流体出口13处固定连接。

为了配合阀芯2实现阀体1的关闭和打开，阀体1的内部设有径向内凸的凸环11，流体入口12和流体出口13分别位于凸环11的两侧，阀芯2位于凸环11朝向流体入口12的一侧。

可以理解的是，当阀芯2与凸环11贴合相抵时，流体通道被截断，阀体1关闭，流体将不能自流体入口12处流入流体出口13；当阀芯2远离凸环11时，阀芯2与凸环11之间具有间隙，流体通道畅通，阀体1打开，流体可以自流体入口12流向流体出口13，并从流体出口13流出。

为了避免凸环11的棱角处刮伤阀芯2，优选地，凸环11朝向阀芯2的一侧的边缘部设有倒圆角。

需要说明的是，本发明采用记忆弹簧3来驱动阀芯2与凸环11相抵，以关闭阀体1。记忆弹簧3作为热敏兼驱动元件，具有感温和驱动的双重功能，本发明提供的机械式温控关断阀正是利用记忆弹簧3的这一特性，来驱动阀芯2移动，从而使阀体1关闭。

也就是说，记忆弹簧3设置在阀体1内部，用于感应流体通道内流通的流体温度，当流体温度低于预设温度值时，记忆弹簧3保持原始状态；当流体温度高于预设温度值时，记忆弹簧3伸长，从而推动与之相连的阀芯2移动，以使阀芯2与凸环11相抵，关闭阀体1。

由于阀芯2位于凸环11朝向流体入口12的一侧，因此，记忆弹簧3靠近流体入口12，当记忆弹簧3感应到自流体入口12流入的流体温度高于预设温度值时，记忆弹簧3伸长，使阀芯2与凸环11相抵，以避免超过预设温度值的流体流向流体出口13，从而可避免超过预设温度值的流体自流体出口13流入水汽取样装置的仪表内，影响仪表的测量精度。

需要说明的是，本发明对预设温度值不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要来设定，对应地，本领域技术人员可以根据预设温度值的范围来选择绕制成记忆弹簧3的合金丝的材质。优选地，预设温度值的范围包括45°至65°。

例如，预设温度值可以为50°，对应的记忆弹簧3为NiTi记忆合金弹簧。

本发明对记忆弹簧3的初始长度及其伸长长度不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

可以理解的是，采用记忆弹簧3作为感温和驱动元件，结构简单，使阀体1结构紧凑；而且，记忆弹簧3的动作不受温度以外的环境影响，稳定性好；进一步地，记忆弹簧3的耐磨性和耐蚀性均较好，抗疲劳强度大，使用寿命长，且温度滞后小，控温精确可靠。

考虑到记忆弹簧3与阀芯2的具体连接方式，作为一种优选方案，记忆弹簧3通过第一固定件31与阀芯2相连，记忆弹簧3与第一固定件31焊接，阀芯2与第一固定件31螺纹连接。

优选地，第一固定件31为T形固定块，T形固定块包括螺纹柱和与螺纹柱垂直相连的弹簧连接部，记忆弹簧3与弹簧连接部的端面焊接；同时，阀芯2朝向记忆弹簧3的一端开设有阶梯孔，阶梯孔的内壁设有用于与螺纹柱进行螺纹连接的内螺纹，阀芯2与第一固定件31螺纹连接后，弹簧连接部和与其相连的记忆弹簧3的端部位于阶梯孔内，以提高记忆弹簧3与阀芯2连接的稳定性。

考虑到记忆弹簧3远离阀芯2的一端的固定方式，在上述实施例的基础之上，记忆弹簧3通过第二固定件32与阀体1的第一端相连，第一端设有第一封口14，第二固定件32与第一封口14螺纹连接，第二固定件32与记忆弹簧3焊接。

可以理解的是，第一封口14起到封闭阀体1第一端的作用，本发明对第一封口14的具体结构不做限定。

优选地，第二固定件32为具有一定厚度的固定片，记忆弹簧3与固定片焊接固定，固定片的外周部设有外螺纹，第一封口14设有用于与固定片的外螺纹进行螺纹连接的内螺纹。

为了避免记忆弹簧3发生侧弯，造成阀芯2移动不顺畅或卡死等现象，在上述实施例的基础之上，阀体1内设有用于对阀芯2进行导向的导向套4。

优选地，阀芯2与导向套4间隙配合，以便导向套4对阀芯2起到较好的轴向导向作用，同时，可以使流体从阀芯2与导向套4的配合间隙处流过。

考虑到导向套4的轴向定位问题，作为一种优选方案，阀体1的内壁设有凹槽，凹槽内设有用于对导向套4的一端进行轴向限位的限位件5，导向套4的另一端与凸环11相抵。

也就是说，本实施例通过在阀体1内壁的凹槽中安装限位件5来对导向套4的一端进行轴向限位，同时，利用凸环11对导向套4的另一端进行轴向限位，以避免导向套4在阀体1内轴向窜动。

优选地，限位件5为开口挡圈。

考虑到阀芯2与凸环11相抵处的密封性问题，在上述实施例的基础之上，阀芯2朝向凸环11的一端设有用于与凸环11相抵的锥度面，锥度面设有橡胶层。

可以理解的是，橡胶层不仅可以起到锥度面与凸环11抵接处的密封性，还可以避免阀芯2直接与凸环11碰撞，减小阀芯2磨损，同时具有缓冲作用。

优选地，橡胶层为耐高温且耐磨橡胶层。

需要说明的是，上述各实施例对阀体1的打开方式不做限定，例如，记忆弹簧3可以为双程记忆弹簧，也即，当流体温度高于预设温度值时，双程记忆弹簧伸长，推动阀芯2与凸环11相抵以使阀体1关闭；当流体温度低于预设温度值时，双程记忆弹簧收缩，带动阀芯2远离凸环11，以使阀体1打开。

也就是说，可以通过双程记忆弹簧感应温度来打开阀体1，然而，这种打开方式主要受温度控制，不能根据实际需求来选择合适的阀体1打开时机，因此，考虑到阀体1打开时的方便性，在上述实施例的基础之上，阀体1内还设有用于在外力作用下与阀芯2相抵并驱动阀芯2远离凸环11以打开阀体1的中心杆6、以及与中心杆6相连且用于驱使中心杆6复位的复位弹簧7。

也就是说，本实施例通过作用于中心杆6的外力来打开阀体1，中心杆6在外力作用下向阀芯2移动并与阀芯2相抵，以推动阀芯2远离凸环11，从而将阀体1打开。也即，当需要打开阀体1时，只需要对中心杆6施加外力即可。

可以理解的是，在中心杆6推动阀芯2移动的过程中，压缩复位弹簧7，当中心杆6驱使阀芯2移动至记忆弹簧3的初始长度时，撤除外力，在复位弹簧7的弹性势能作用下，驱使中心杆6复位至初始位置，以避免中心杆6影响流体在流体通道内流通。

优选地，中心杆6包括伸出阀体1的第二端、用于人工按压以施加外力的按压部，以便于通过人工按压的方式根据实际需求随时打开阀体1。

优选地，阀体1的第二端设有第二封口15，按压部与第二封口15可滑动的密封连接。

考虑到复位弹簧7的具体固定方式，作为一种优选方案，中心杆6的外壁设有用于与复位弹簧7的一端相抵且径向外凸的第一挡环61；阀体1内设有套筒8，套筒8的一端开口，另一端设有用于与复位弹簧7的另一端相抵的第二挡环81，第二挡环81的中心部设于用于与中心杆6滑动配合的中心孔。

也就是说，复位弹簧7套设于中心杆6的外周部，中心杆6可滑动的穿设于第二挡环81的内圈中，复位弹簧7的一端与第一挡环61相抵，复位弹簧7的另一端与第二挡环81相抵。

考虑到套筒8的轴向定位问题，优选地，阀体1内还设有径向内凸的挡肩18，第二挡环81与挡肩18相抵，套筒8远离第二挡环81的开口端优选与第二封口15相抵，从而在挡肩18和第二封口15的作用下，防止套筒8轴向窜动。

优选地，凸环11与挡肩18形成阶梯形内凸结构。

考虑到阀体1第二端的密封性问题，在上述实施例的基础之上，中心杆6的外壁还设有径向外凸的圆盘62，阀体1的内部设有用于与圆盘62密封连接的橡胶圈9。

也就是说，当中心杆6复位至初始位置时，圆盘62可压入橡胶圈9，与橡胶圈9密封连接，以防止漏水。

优选地，圆盘62朝向橡胶圈9的一端设有倒角。

优选地，橡胶圈9为耐高温且具有较高弹性的橡胶圈9。

考虑到第一封口14和第二封口15分别与阀体1的第一端和第二端连接的可靠性，在上述各实施例的基础之上，第一端和第二端的外壁分别设有外螺纹，还包括分别与第一端和第二端的外螺纹进行螺纹连接的第一螺帽16和第二螺帽17。

可以理解的是，当按压部伸出第二端时，第二螺帽17的中心部设有让位孔。

需要说明的是，本发明对上述各零部件的材质不做限定，例如，阀体1、阀芯2、第一固定件31、第二固定件32等均可以为HT200材质或316L不锈钢材质。

除了上述机械式温控关断阀，本发明还提供一种包括上述实施例公开的机械式温控关断阀的水汽取样装置，该水汽取样装置的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

也就是说，本实施例将现有技术中水汽取样装置的超温关断阀，改进为本申请上述任意一个实施例公开的机械式温控关断阀，由于上述机械式温控关断阀的结构简单，稳定性好，且成本低，因此，可以使水汽取样装置具有相应的有益效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的机械式温控关断阀及水汽取样装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械式温控关断阀，其特征在于，包括：

阀体(1)，所述阀体(1)的内部设有径向内凸的凸环(11)，所述阀体(1)的侧壁设有流体入口(12)和流体出口(13)，所述流体入口(12)和所述流体出口(13)分别位于所述凸环(11)的两侧；

设于所述阀体(1)内的阀芯(2)，所述阀芯(2)位于所述凸环(11)朝向所述流体入口(12)的一侧；

用于感应流体温度的记忆弹簧(3)，所述记忆弹簧(3)与所述阀芯(2)相连，当流体温度高于预设温度值时，所述记忆弹簧(3)伸长并驱动所述阀芯(2)与所述凸环(11)相抵，以关闭所述阀体(1)。

2.根据权利要求1所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述记忆弹簧(3)通过第一固定件(31)与所述阀芯(2)相连，所述记忆弹簧(3)与所述第一固定件(31)焊接，所述阀芯(2)与所述第一固定件(31)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述记忆弹簧(3)通过第二固定件(32)与所述阀体(1)的第一端相连，所述第一端设有第一封口(14)，所述第二固定件(32)与所述第一封口(14)螺纹连接，所述第二固定件(32)与所述记忆弹簧(3)焊接。

4.根据权利要求1所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述阀体(1)内设有用于对所述阀芯(2)进行导向的导向套(4)。

5.根据权利要求4所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述阀体(1)的内壁设有凹槽，所述凹槽内设有用于对所述导向套(4)的一端进行轴向限位的限位件(5)，所述导向套(4)的另一端与所述凸环(11)相抵。

6.根据权利要求1所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述阀芯(2)朝向所述凸环(11)的一端设有用于与所述凸环(11)相抵的锥度面，所述锥度面设有橡胶层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述阀体(1)内还设有：

用于在外力作用下与所述阀芯(2)相抵并驱动所述阀芯(2)远离所述凸环(11)以打开所述阀体(1)的中心杆(6)；

与所述中心杆(6)相连、用于驱使所述中心杆(6)复位的复位弹簧(7)。

8.根据权利要求7所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述中心杆(6)的外壁设有用于与所述复位弹簧(7)的一端相抵且径向外凸的第一挡环(61)；所述阀体(1)内设有套筒(8)，所述套筒(8)的一端开口，另一端设有用于与所述复位弹簧(7)的另一端相抵的第二挡环(81)，所述第二挡环(81)的中心部设于用于与所述中心杆(6)滑动配合的中心孔。

9.根据权利要求8所述的机械式温控关断阀，其特征在于，所述中心杆(6)的外壁还设有径向外凸的圆盘(62)，所述阀体(1)的内部设有用于与所述圆盘(62)密封连接的橡胶圈(9)。

10.一种水汽取样装置，包括超温关断阀，其特征在于，所述超温关断阀为权利要求1-9任一项所述的机械式温控关断阀。