CN110388510A - 具有冷却功能的高温阀的控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
具有冷却功能的高温阀的控制系统及控制方法。本发明组成包括：支架，所述支架安装在阀盖上，所述支架上安装有油缸，所述油缸与活塞连接，所述活塞与活塞杆连接，所述活塞杆通过阀杆连接头与阀杆连接，所述阀杆内部具有阀杆冷却管，所述阀杆底部安装有阀芯，所述阀芯下方具有阀座、下隔热套筒，所述下隔热套筒通过管路一穿过进口端试压盲板与氮气贮存装置连接，所述管路一上依次安装有气瓶调节阀、深层控制阀、压力表，所述进口端试压盲板与阀体连接，所述阀体与中隔热套筒之间具有隔热填料，所述中隔热套筒通过管路二穿过出口端试压盲板，所述管路二上依次安装有针形阀、蒸馏水瓶、流量计，所述阀座或阀体上具有水冷却结构。本发明用于高温阀的控制系统。
Description
技术领域：
本发明涉及一种具有冷却功能的高温阀的控制系统及控制方法。
背景技术：
现有技术提供的热阀在长时间工作后，封闭冷却水道的焊缝开裂，导致冷却水沿裂缝进到阀腔内，在压缩空气膨胀过程中变成液态水甚至固态冰，影响试验结果准确性，甚至影响到试验部件安全。
不同质金属焊接形成冷却水流道，在长时间工作后，焊接处产生裂缝，不同质金属间焊接处难以抵抗阀杆反复撞击造成的疲劳应力，最终焊接开裂。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具有冷却功能的高温阀的控制系统。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，包括：支架，所述支架安装在阀盖上，所述支架上安装有油缸，所述油缸与活塞连接，所述活塞与活塞杆连接，所述活塞杆通过阀杆连接头与阀杆连接，所述阀杆内部具有阀杆冷却管，所述阀杆底部安装有阀芯，所述阀芯下方具有阀座、下隔热套筒，所述下隔热套筒通过管路一穿过进口端试压盲板与氮气贮存装置连接，所述管路一上依次安装有气瓶调节阀、深层控制阀、压力表，所述进口端试压盲板与阀体连接，所述阀体与中隔热套筒之间具有隔热填料，所述中隔热套筒通过管路二穿过出口端试压盲板，所述管路二上依次安装有针形阀、蒸馏水瓶、流量计，所述阀座或阀体上具有水冷却结构。
所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统， 所述下隔热套筒内部具有电阻丝加热器、热电偶，所述的热电偶与电源连接。
所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，所述阀杆冷却管上就有冷却管进水口、冷却管出水口，所述阀杆连接头与电子接近开关连接；所述的阀杆套在阀杆导向套上。
所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，所述阀体外部安装有接触式温度控制仪。
所述具有冷却功能的高温阀的控制系统，所述水冷却结构是阀座内冷却水冷通道；
或阀体内水冷通道；
或阀座内冷却水冷通道、阀体内冷却水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀体外水冷通道；
或阀座内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀体内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀座阀体综合水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道。
所述具有冷却功能的高温阀的控制系统，所述阀座内冷却水冷通道是由所述阀座与阀座水通道封盖包裹形成环状封闭空间，所述阀座为具有环状凹槽的金属结构，所述阀座水通道封盖通过深槽焊接与阀座形成所述冷却水通道；所述冷却水通道内开具与外部联通的孔。
所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀体内冷却水冷通道是由阀体、阀体水通道封盖包裹形成的环状封闭区间，所述冷却水通道的外伸的管路穿过所述阀体与外界具有冷却水穿阀体入口通道、冷却水穿阀体出口通道，所述阀体上加工有所述冷却水通道的主体槽，所述阀体水通道封盖与阀体通过焊接形成所述冷却水通道。
所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，所述阀座外冷却水通道包裹于阀体外部，所述外冷却水通道具有外部冷却水入口、外部冷却水出口，所述外冷却水入口的水平位置处于冷却水最低位置，所述外冷却水出口的水平位置处于冷却水最高位置。
一种利用权利要求1-9之一所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统的控制方法，
热阀封闭状态：
气体自氮气瓶经气瓶调节阀和深层控制阀调节压力后，压力信息示数显示于压力表上，再经进口端试压盲板进入到由阀芯、阀体、阀体内部的隔热材料以及进口端试压盲板共同组成密闭空间内；由220V电源及电阻丝加热器组成的加热系统为密闭空间内的气体加热到900°C，满足试验的需求，气体被加热的温度信息由热电偶获取，这个状态下，为试验准备好高温和高压的存储于所述密闭空间内的气体；
针形阀、蒸馏水瓶及流量计构成阀体后部的抽真空测量系统，当热阀牌封闭状态时，本真空测量系统负责监测阀芯封闭的阀体其他非高温、高压气体存贮空间必须达到足够的真空度。
热阀打开状态：
阀芯和阀杆共同组成的运动部件，在阀杆导向套的引导和约束下向上运动，阀芯与阀座形成的密闭关系被打开，原封存于密闭空间内的高温、高压气体沿阀腔向上而后向右沿隔热套管流出热阀。
为保护阀体，在阀体与高温空气之间设置有隔热材料，管路最内部还设置有承压的隔热套管。
有益效果：
本发明将水冷却通道放置于阀座内部的冷却设计更加靠近高温核心区，冷却效果更佳，对阀座的保护作用更强；同种金属材料的焊接，相对异种金属间的焊接而言，焊接更加简单，焊接更结实，不容易发生开裂等现象。
本发明将水冷却通道放置于阀座内部时，水冷却通道可以设计得更大，冷却水的流量可以更大，冷却效果更佳，对阀体、阀座的保护作用更强。
本冷却液包围在阀体外部，对热阀体外部的温度控制更加有效；外冷却方案，制造工艺简单；内冷却措施提供足够的冷却量，有效的降低阀座内部金属的温度，防止热损伤，以及由于热造成的金属强度下降。冷却水量达到一定水平后，冷却热阀内部的阀体、阀座，同时系统外部温度最低；不会产生漏水的隐患。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明水冷却结构是阀座内冷却水冷通道的示意图。
附图3 是本发明第一种冷却水通道全局配置图。
附图4是本发明第二种冷却水通道全局配置图。
附图5是本发明水冷却结构是阀体内冷却水冷通道的示意图。
附图6是本发明冷却结构是阀座内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道的示意图。
附图7是本发明冷却结构是阀体内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道的示意图。
附图8是本发明冷却结构是阀体外水冷通道道的结示意图。
附图9是本发明冷却结构是阀体内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的结示意图。
附图10是本发明冷却结构是阀体内冷却水冷通道、阀体内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的结示意图。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
实施例1：
一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，如图1所示：热阀处于封闭状态时，与存贮的是高温、高压气体直接或间接接触的部件，都需要有足够的力学强度和耐热、隔热设计。如阀芯5和阀杆9构成的运动部件，阀芯5下端一般需要加装隔热块，并且外面覆盖隔热涂层；阀杆9一般采用中空设计，内腔中心插入一根阀杆冷却管18，热阀封闭状态下，自阀杆9顶端冷却管进水口16引入冷却水经阀杆冷却管18输送到阀芯5部位并对其进行冷却，后经冷却管出水口17排出阀杆9。阀座6也需要进行冷却，在阀座6与阀体1之间挖出一个冷却水流通的槽道，引入冷却水同时冷却阀座6及阀体1。其他离高温、高压气体较远的部件，则采用加装隔热材料7设计，为阀盖8、阀体1等提供隔热保护。阀体外部温度由接触式温度控制仪2感知并向外部传递温度信息。
热阀处于打开状态时，为保护阀体1，在阀体1与高温空气之间设置有隔热材料7，管路最内部还设置有承压的隔热套管20。其他隔热措施，与热阀封闭状态下相同。
实施例2：
本发明提供了一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，如附图2所示，阀座内冷却水通道33是完全包含于阀座6内的单质金属内。
所述阀座内冷却水通道33是由阀座6、阀座水通道封盖6-1包裹形成的环状封闭区间，如图2所示。冷却水通道外伸的管路穿过阀体2与外界有两个接口，分别是：冷却水穿阀体入口通道33-1与冷却水穿阀体出口通道33-2，冷却水穿阀体入口通道33-1与冷却水穿阀体出口通道33-2之间由冷却水隔板33-3隔离开，并紧贴配置于阀座一侧，如图3所示；冷却水自冷却水穿阀体入口通道33-1流入，完整流经冷却水通道8后，经冷却水穿阀体出口通道33-2流到阀座6外，起到冷却阀座6的作用。
作为一种优化，另一种配置方式是，系统去掉冷却水隔板，冷却水穿阀体入口通道33-1与冷却水穿阀体出口通道33-2分别配置于阀座6两侧，如附图4所示；冷却水自冷却水穿阀体入口通道33-1流入，流经半个冷却水通道后，经冷却水穿阀体出口通道33-2流到阀座16外，起到冷却阀座6的作用。
冷却通道的制作方法，具体方案为：环状金属上加工出凹槽构成阀座6的主体结构，阀座水通道封盖6-1通过深槽焊接，与阀座6形成冷却水通道8；冷却水通道8内开具与外部联通的孔，作为进出水通道，并根据开孔的位置，冷却水进出开孔在一起时采用设置冷却水隔板33-3，或是冷却水进出开孔在两侧不设置隔板的措施。
作为一种优化，环状金属上加工出凹槽构成阀座6的主体结构，阀座水通道封盖6-1的焊接方式采用磨擦焊手段，其他不变；
作为一种优化，环状金属上加工出凹槽构成阀座6的主体结构，阀座水通道封盖6-1的焊接方式采用扩散焊手段，其他不变。
实施例3：
本发明提供了一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，阀体内冷却水通道34是完全包含于阀体1内的单质金属内。
所述阀体内冷却水通道34是由阀体1、阀体水通道封盖1-1包裹形成的环状封闭区间。阀体水通道封盖1-1与阀座6紧密贴合在一起。冷却水通道系直接在阀体1上开孔并与外界联接，设置两个接口，分别是：冷却水入口通道34-1与冷却水出口通道34-2，冷却水入口通道34-1与冷却水出口通道34-2之间由冷却水隔板8-3隔离开，并紧贴配置于阀座一侧；冷却水自冷却水入口通道34-1流入，完整流经冷却水通道8后，经冷却水出口通道34-2流到阀体1外，起到直接冷却阀体1以及间接冷却阀座6的作用。如图5所示。
作为一种优化，冷却系统去掉冷却水隔板34-3，冷却水穿阀体入口通道34-1与冷却水穿阀体出口通道34-2分别配置于阀体1两侧；冷却水自冷却水入口通道34-1流入，流经半个冷却水通道8后，经冷却水出口通道34-2流到阀体1外，起到直接冷却阀座1以及间接冷却阀座6的作用。
冷却水通道的制作方法，具体方案为：由阀杆3方向深入阀体1内，在阀体1上加工出冷却水通道8的主体槽，阀体水通道封盖1-1与阀体1通过深度焊成冷却水通道8；冷却水通道8内开具与外部联通的孔34-1与34-2，作为进出水通道，并根据开孔的位置，冷却水进出开孔在一起时采用设置冷却水隔板8-3，或是冷却水进出开孔在两侧不设置隔板的措施。
焊接方案采用真空扩散焊接或磨擦焊接。
实施例3：
本发明提供了一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，
所述阀体外水冷通道32包裹于所述的阀体1外部，冷却水入口32-1、冷却水出口32-2与阀体外水冷通道32相通，所述的冷却水入口32-1流入所述的冷却水通道32内，流经所述的阀体1外表面，冷却所述的阀体1后经冷却水出口32-2流出。
所述的冷却水入口32-1位于所述的热阀冷却水通道8一侧底部，所述的冷却水出口32-2位于所述的热阀冷却水通道8另一侧顶部。
冷却水入口32-1的水平位置处于整个冷却水通道的最低点，冷却水出口8-2的水平位置处于整个冷却水通道的最高点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：包括：支架（15），所述支架（15）安装在阀盖（8）上，所述支架（15）上安装有油缸（14），所述油缸（14）与活塞（13）连接，所述活塞（13）与活塞杆（12）连接，所述活塞杆（12）通过阀杆连接头与阀杆（9）连接，所述阀杆（9）内部具有阀杆冷却管（18），所述阀杆（9）底部安装有阀芯（5），所述阀芯（5）下方具有阀座（6）、下隔热套筒（31），所述下隔热套筒（31）通过管路一穿过进口端试压盲板（29）与氮气贮存装置（28）连接，所述管路一上依次安装有气瓶调节阀（27）、深层控制阀（26）、压力表（25），所述进口端试压盲板与阀体（1）连接，所述阀体（1）与中隔热套筒（20）之间具有隔热填料（10），所述中隔热套筒通过管路二穿过出口端试压盲板（21），所述管路二上依次安装有针形阀（22）、蒸馏水瓶（23）、流量计（24），所述阀座（6）或阀体（1）上具有水冷却结构。
2.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述下隔热套筒（31）内部具有电阻丝加热器（3）、热电偶（4），所述的热电偶（4）与电源（30）连接。
3.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀杆冷却管上就有冷却管进水口（16）、冷却管出水口（17），所述阀杆连接头与电子接近开关（11）连接；所述的阀杆（9）套在阀杆导向套（19）上。
4.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀体（1）外部安装有接触式温度控制仪（2）。
5.根据权利要求2所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述水冷却结构是阀座内冷却水冷通道（33）；
或阀体内水冷通道（34）；
或阀座内冷却水冷通道、阀体内冷却水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀体外水冷通道（32）；
或阀座内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀体内冷却水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道；
或阀座阀体综合水冷通道与阀体外水冷通道结合的综合水冷通道。
6.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀座内冷却水冷通道是由所述阀座（6）与阀座水通道封盖（6-1）包裹形成环状封闭空间，所述阀座为具有环状凹槽的金属结构，所述阀座水通道封盖（6-1）通过深槽焊接与阀座（6）形成所述冷却水通道（8）；所述冷却水通道（8）内开具与外部联通的孔。
7.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀体内冷却水冷通道是由阀体（1）、阀体水通道封盖（1-1）包裹形成的环状封闭区间，所述冷却水通道（8）的外伸的管路穿过所述阀体（2）与外界具有冷却水穿阀体入口通道（34-1）、冷却水穿阀体出口通道（34-2），所述阀体（1）上加工有所述冷却水通道（8）的主体槽，所述阀体水通道封盖（1a）与阀体（1）通过焊接形成所述冷却水通道（8）。
8.根据权利要求5所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统，其特征是：所述阀座外冷却水通道包裹于阀体（1）外部，所述外冷却水通道具有外部冷却水入口（32-1）、外部冷却水出口（32-2），所述外冷却水入口（32-1）的水平位置处于冷却水最低位置，所述外冷却水出口（32-1）的水平位置处于冷却水最高位置。
9.一种利用权利要求1-8之一所述的具有冷却功能的高温阀的控制系统的控制方法，其特征是：
热阀封闭状态：
气体自氮气瓶（28）经气瓶调节阀（27）和深层控制阀（26）调节压力后，压力信息示数显示于压力表（25）上，再经进口端试压盲板（29）进入到由阀芯（5）、阀体（1）、阀体内部的隔热材料（7）以及进口端试压盲板（29）共同组成密闭空间内；由220V电源（30）及电阻丝加热器（3）组成的加热系统为密闭空间内的气体加热到900°C，满足试验的需求，气体被加热的温度信息由热电偶（4）获取，这个状态下，为试验准备好高温和高压的存储于所述密闭空间内的气体；
针形阀（22）、蒸馏水瓶（23）及流量计（24）构成阀体后部的抽真空测量系统，当热阀牌封闭状态时，本真空测量系统负责监测阀芯（5）封闭的阀体其他非高温、高压气体存贮空间必须达到足够的真空度；
热阀打开状态：
阀芯（5）和阀杆（9）共同组成的运动部件，在阀杆导向套（19）的引导和约束下向上运动，阀芯（5）与阀座（6）形成的密闭关系被打开，原封存于密闭空间内的高温、高压气体沿阀腔向上而后向右沿隔热套管（20）流出热阀；
为保护阀体（1），在阀体（1）与高温空气之间设置有隔热材料（7），管路最内部还设置有承压的隔热套管（20）。
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