CN111365498A - 化工反应釜恒压阀 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种化工反应釜恒压阀，以解决反应釜内随温度变化导致稳压阀开启压力不断波动而不能维持稳定的反应压力的技术问题，包括反应釜体、恒压阀接口、恒压阀和锁定帽；所述恒压阀包括阀体、端盖、阀芯、阀杆、支撑体、弹簧，所述阀体一端形成为阀口，另一端设置端盖，所述端盖上形成有弹簧座和镂空结构，所述阀芯位于阀体内部并抵靠在阀口上，所述阀芯连接阀杆，所述阀杆伸入支撑体内，所述支撑体另一侧抵接弹簧，所述弹簧位于支撑体与端盖上的弹簧座之间，所述支撑体内部堆叠设置有多组热敏双金属片，所述阀杆伸入支撑体的端部抵靠在热敏双金属片上。
Description
技术领域
本发明属于化工设备控制装置领域，具体涉及一种用于保持反应釜压力恒定的化工反应釜恒压阀。
背景技术
化工设备虽然与大部分人的生活没有丝毫接触，但化工行业已经极大影响着我们的日常生活，包括汽油、化纤服装、药品等，均来自化工设备的炼化末端产品。反应釜作为一种重要的化工反应设备，其生产过程中内部往往发生温度和压强的不断波动变化，此时不仅需要温度控制装置，如加热管、冷却管等供热、散热部件，还需要压力的安全控制，使反应釜可以为反应过程提供一个稳定的生产压力，同时防止反应釜内不断积压导致爆炸。稳压阀或安全阀是此类反应釜上必不可少的一个部件，但是该类阀门通常均采用弹簧提供初始开启压力，而金属构造的弹簧在反应釜内反应过程中温度波动变化时，其性能会受很大影响，导致初始开启压力随温度波动而波动，不能为反应釜内提供需求的稳定压力。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于提供一种化工反应釜恒压阀，以解决反应釜内随温度变化导致稳压阀开启压力不断波动而不能维持稳定的反应压力的技术问题，另外重新设计了阀口位置密封圈结构，使得密封圈结构可随温度升高产生自推力，增大密封圈与密封部件的接触力，从而提高密封效果。
本发明采用的技术方案如下：一种化工反应釜恒压阀，其特征在于，包括反应釜体、恒压阀接口、恒压阀和锁定帽；所述恒压阀接口为设置于反应釜体上的短管，所述短管设置内螺纹和外螺纹，所述锁定帽为开有中心孔的帽体，所述帽体的内周面设置内螺纹；
所述恒压阀包括阀体、端盖、阀芯、阀杆、支撑体、弹簧，所述阀体一端形成为阀口，另一端设置端盖，所述端盖上形成有弹簧座和镂空结构，所述阀芯位于阀体内部并抵靠在阀口上，所述阀芯连接阀杆，所述阀杆伸入支撑体内，所述支撑体另一侧抵接弹簧，所述弹簧位于支撑体与端盖上的弹簧座之间，所述支撑体内部堆叠设置有多组热敏双金属片，所述阀杆伸入支撑体的端部抵靠在热敏双金属片上；所述支撑体远离弹簧的一端设置有横穿支撑体的销轴，所述阀杆上设有横向贯穿阀杆的销孔，所述销孔断截面沿阀杆长度方向延伸一定长度，所述销轴穿过销孔将阀杆的端部保持在支撑体内同时阀杆的销孔沿阀杆长度方向延伸一定长度，以使阀杆可插入或弹出支撑体一段长度。
所述阀体的阀口在与阀芯的接合位置开设有密封槽，所述密封槽的底面为斜面，所述斜面使得密封槽临近阀口的一侧深度大于远离阀口的一侧的深度，所述密封槽内部底面上设置热敏双金属片，热敏双金属片上方设置密封圈，所述密封圈与热敏双金属片之间还设置有断截面呈弧形的垫片。所述热敏双金属片在受热膨胀时产生施加到密封圈上的向密封槽外推的推力，从而使得密封圈与阀芯以及密封槽临近阀口的侧边之间接触更紧密。
所述阀体远离端盖的一端设置外螺纹，其与短管的内螺纹配合将恒压阀固定到反应釜上部，所述阀体远离端盖的一端侧面还形成有台阶面，所述锁定帽的内螺纹与所述短管的外螺纹配合将锁定帽固定到反应釜上，阀体从锁定帽的中心孔伸出从而使得锁定帽卡在阀体外侧面的台阶面上，防止反应釜内高压将阀体整个顶出的同时额外增加了阀体与反应釜之间的密封保障。
所述弹簧座呈圆环形，其与端盖之间通过肋条焊接，使得端盖上形成供恒压阀阀口排出的流体外排的镂空结构，所述圆环形弹簧座内部还焊接有十字形肋条。
所述支撑体内部的热敏双金属片呈拱形桥结构，每个热敏双金属片的单片厚度选择1.5mm～3mm之间，两个拱形桥结构的热敏双金属片相对设置形成一组受热膨胀的补偿结构，该补偿结构按需设置2～3组，伸入支撑体内的阀杆的端部抵在拱桥形结构的热敏双金属片上。
本发明结构使用过程及原理解释如下：通过阀体外设螺纹和锁定帽将恒压阀安装在反应釜上后，弹簧初始弹力通过支撑体和阀杆将阀芯压抵在阀口上，此时横穿支撑体的销轴位于阀杆销孔的偏上位置(当设定压力较大时，销轴位于销孔的上顶面位置)，阀芯的打开压力保持在设定值；当反应釜内温度上升较大时，热量影响弹簧的弹性模量，使得相同压缩程度的弹簧提供的弹力小于初始弹力，此时支撑体内部热敏双金属受热膨胀，施力到阀杆端部，由于阀杆通过阀芯抵靠在阀口上，位置不能变动，因此支撑体的位置相对阀杆移动，使得销轴位于阀杆销孔的下底面位置，从而支撑体将弹簧进一步压缩了销孔沿阀杆长度方向的长度的距离，弹簧压缩距离变大补偿其弹性模量的减小，使得恒压阀的打开压力仍维持在设定压力；
阀芯与阀体接触位置的密封槽内热敏双金属片受热膨胀，将密封圈向外挤压，使密封圈与阀芯面的接触更紧密，同时倾斜的施力角度使密封圈与密封槽临近阀口侧的侧面接触更紧密，防止了温度升高情况下密封性能的下降。
本发明的优点在于：
1、设计了新颖的密封结构，利用具有倾斜底面的密封槽形状结合受热膨胀的热敏双金属片，在高温工况下，热敏双金属片膨胀向外挤压密封圈，使得密封圈与密封部件之间的接触更加紧密，缓解了受密封圈材料影响，温度越高，泄露越容易发生的不良状况；
2、在阀杆后增加了内设热敏双金属片的支撑体结构，当温度升高使得弹簧弹性模量降低时，可以增加弹簧的压缩量，通过压缩幅度的增大补偿弹性力的下降，维持恒压阀的打开压力不会下降；
3、温度升高时，阀口处阀芯与阀体的密封圈密封性能上升，进一步弥补了弹簧提供给的弹性力降低导致的挤压密封圈的力减小的状况，密封槽结构与支撑体结构相结合，减小了阀口处可能形成的泄露风险。
附图说明
图1是本发明整体安装结构示意图；
图2是本发明恒压阀结构示意图；
图3是本发明端盖结构示意图；
图4是本发明支撑体与阀杆连接关系示意图；
图5是本发明密封槽结构示意图；
图中：1、阀体，2、锁定帽，3、反应釜体，4、阀芯，5、支撑体，6、销孔，7、热敏双金属片，8、弹簧，9、端盖，10、销轴，11、密封槽，12、热敏双金属环，13、密封圈，14、垫片。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，是本发明化工反应釜恒压阀的整体安装结构示意图，包括反应釜体3、恒压阀接口、恒压阀阀体1和锁定帽2；所述恒压阀接口为设置于反应釜体3上的短管，所述短管设置内螺纹和外螺纹，所述锁定帽2为开有中心孔的帽体，所述帽体的内周面设置内螺纹；恒压阀阀体1远离端盖的一端设置外螺纹，其与短管的内螺纹配合将恒压阀阀体1固定到反应釜体3上部，所述阀体远离端盖的一端侧面还形成有台阶面，所述锁定帽2的内螺纹与所述短管的外螺纹配合将锁定帽2固定到反应釜体上，阀体从锁定帽2的中心孔伸出从而使得锁定帽卡在阀体外侧面的台阶面上，防止反应釜内高压将阀体整个顶出的同时额外增加了阀体与反应釜之间的密封保障。
如图2所示，是本发明恒压阀结构示意图，所述恒压阀包括阀体1、端盖9、阀芯4、阀杆、支撑体5、弹簧8，所述阀体1一端形成为阀口，另一端设置端盖9，所述端盖9上形成有弹簧座和镂空结构，所述阀芯4位于阀体1内部并抵靠在阀口上，所述阀芯4连接阀杆，所述阀杆伸入支撑体内，所述支撑体另一侧抵接弹簧8，所述弹簧8位于支撑体与端盖上的弹簧座之间，所述支撑体5内部堆叠设置有多组热敏双金属7片，所述阀杆伸入支撑体5的端部抵靠在热敏双金属片7上。
如图4所示，是本发明支撑体与阀杆连接关系示意图，所述支撑体5远离弹簧8的一端设置有横穿支撑体的销轴10，所述阀杆上设有横向贯穿阀杆的销孔6，所述销孔6断截面沿阀杆长度方向延伸一定长度，所述销轴10穿过销孔6将阀杆的端部保持在支撑体5内同时阀杆的销孔沿阀杆长度方向延伸一定长度，以使阀杆可插入或弹出支撑体一段长度。
所述阀体的阀口在与阀芯的接合位置开设有密封槽，图5是本发明密封槽结构示意图，如图所示，所述密封槽11的底面为斜面，所述斜面使得密封槽11临近阀口的一侧深度大于远离阀口的一侧的深度，所述密封槽11内部底面上设置较薄的热敏双金属片，该处热敏双金属片呈现为铺设在密封槽11底部的环形的热敏双金属环12，热敏双金属环12上方设置密封圈13，所述密封圈13与热敏双金属环之间还设置有断截面呈弧形的垫片14。所述热敏双金属环在受热膨胀时产生施加到密封圈上的向密封槽外推的推力，从而使得密封圈13与阀芯以及密封槽临近阀口的侧边之间接触更紧密。
如图3所示，是本发明端盖结构示意图，所述弹簧座呈圆环形，其与端盖9之间通过肋条焊接，使得端盖9上形成供恒压阀阀口排出的流体外排的镂空结构，所述圆环形弹簧座内部还焊接有十字形肋条。
所述支撑体内部的热敏双金属片呈拱形桥结构，每个热敏双金属片的单片厚度选择1.5mm～3mm之间，两个拱形桥结构的热敏双金属片相对设置形成一组受热膨胀的补偿结构，该补偿结构按需设置2～3组，伸入支撑体内的阀杆的端部抵在拱桥形结构的热敏双金属片上。
本发明结构使用过程及原理解释如下：通过阀体外设螺纹和锁定帽将恒压阀安装在反应釜上后，弹簧初始弹力通过支撑体和阀杆将阀芯压抵在阀口上，此时横穿支撑体的销轴位于阀杆销孔的上顶面位置，阀芯的打开压力保持在设定值；当反应釜内温度上升较大时，热量影响弹簧的弹性模量，使得相同压缩程度的弹簧提供的弹力小于初始弹力，此时支撑体内部热敏双金属受热膨胀，施力到阀杆端部，由于阀杆通过阀芯抵靠在阀口上，位置不能变动，因此支撑体的位置相对阀杆移动，使得销轴位于阀杆销孔的下底面位置，从而支撑体将弹簧进一步压缩了销孔沿阀杆长度方向的长度的距离，弹簧压缩距离变大补偿其弹性模量的减小，使得恒压阀的打开压力仍维持在设定压力；
阀芯与阀体接触位置的密封槽内热敏双金属片受热膨胀，将密封圈向外挤压，使密封圈与阀芯面的接触更紧密，同时倾斜的施力角度使密封圈与密封槽临近阀口侧的侧面接触更紧密，防止了温度升高情况下密封性能的下降。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种化工反应釜恒压阀，其特征在于，包括反应釜体、恒压阀接口、恒压阀和锁定帽；所述恒压阀接口为设置于反应釜体上的短管，所述短管设置内螺纹和外螺纹，所述锁定帽为开有中心孔的帽体，所述帽体的内周面设置内螺纹；所述阀体远离端盖的一端设置外螺纹，其与短管的内螺纹配合将恒压阀固定到反应釜上部，所述阀体远离端盖的一端侧面还形成有台阶面，所述锁定帽的内螺纹与所述短管的外螺纹配合将锁定帽固定到反应釜上，阀体从锁定帽的中心孔伸出从而使得锁定帽卡在阀体外侧面的台阶面上；
所述恒压阀包括阀体、端盖、阀芯、阀杆、支撑体、弹簧，所述阀体一端形成为阀口，另一端设置端盖，所述端盖上形成有弹簧座和镂空结构，所述阀芯位于阀体内部并抵靠在阀口上，所述阀芯连接阀杆，所述阀杆伸入支撑体内，所述支撑体另一侧抵接弹簧，所述弹簧位于支撑体与端盖上的弹簧座之间，所述支撑体内部堆叠设置有多组热敏双金属片，所述阀杆伸入支撑体的端部抵靠在热敏双金属片上。
2.根据权利要求1所述的化工反应釜恒压阀，其特征还在于，所述阀体的阀口在与阀芯的接合位置开设有密封槽，所述密封槽的底面为斜面，所述斜面使得密封槽临近阀口的一侧深度大于远离阀口的一侧的深度，所述密封槽内部底面上设置热敏双金属环，热敏双金属环上方设置密封圈，所述密封圈与热敏双金属片之间还设置有断截面呈弧形的垫片。
3.根据权利要求1所述的化工反应釜恒压阀，其特征还在于，所述支撑体远离弹簧的一端设置有横穿支撑体的销轴，所述阀杆上设有横向贯穿阀杆的销孔，所述销孔断截面沿阀杆长度方向延伸一定长度，所述销轴穿过销孔将阀杆的端部保持在支撑体内。
4.根据权利要求2或3所述的化工反应釜恒压阀，其特征还在于，所述弹簧座呈圆环形，其与端盖之间通过肋条焊接，使得端盖上形成供恒压阀阀口排出的流体外排的镂空结构，所述圆环形弹簧座内部还焊接有十字形肋条。
5.根据权利要求2或3所述的化工反应釜恒压阀，其特征还在于，所述支撑体内部的热敏双金属片呈拱形桥结构，每个热敏双金属片的单片厚度选择1.5mm～3mm之间，两个拱形桥结构的热敏双金属片相对设置形成一组受热膨胀的补偿结构，该补偿结构设置2～3组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211126 Address after: 710000 room 0402, unit 2, building 5, zone 2, science and technology enterprise accelerator, No. 6, West Qinling Avenue, Caotang science and technology industry base, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province Applicant after: Xi'an edkemei New Material Co.,Ltd. Address before: 300354 Tianjin University, 135 Yaguan Road, Jinnan District, Tianjin Applicant before: Jiao Biaobiao |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Chemical reaction kettle constant pressure valve Effective date of registration: 20220606 Granted publication date: 20211210 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: Xi'an edkemei New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2022610000300 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Granted publication date: 20211210 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: Xi'an edkemei New Material Co.,Ltd. Registration number: Y2022610000300 |