CN111473156A - 一种小流量大压差调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小流量大压差调节阀，包括阀芯、阀盖、多层截流减压阀笼、阀体、阀头和阀座。所述阀芯与阀杆为一体，底部安装在阀头内部，多层截流减压阀笼装配于阀体内部、阀座的上端与执行机构相联，多层截流减压阀笼的上方设有支持环，多层截流减压阀笼的内部设有阀头密封，阀头的上方设有阀头螺母，阀头螺母的下方设有碟簧，本发明有效地避免了管道内的杂质对密封效果的影响，对阀内密封副起到了更好的保护，延长了阀门的使用寿命，也提高了阀门的可靠性。

Description

一种小流量大压差调节阀
技术领域
本发明涉及高参数调节阀门技术领域，具体是一种小流量大压差调节阀。
背景技术
任何工业生产都有管路传输及管路控制设备设施，而在实际生产及系统运行过程中，小流量工况下，阀门前后的压差最大，阀内介质流动速度也最大，阀内介质温度高，运行过程中启闭频繁等，工况对阀门造成严重冲蚀的情况极其常见。小流量、大压差调节阀位于大型高压锅炉给水泵出口，其主要作用是在给水泵低于最小流量工况时开启阀门行成循环回流，使泵的流量始终高于允许的最小流量，保障给水泵能继续正常运行而导致停机。阀内介质流经阀门密封口时的流速非常快，特别在阀门小开度时，由于阀内介质的压力释放，气泡瞬间膨胀形成闪蒸，对阀内密封口造成冲蚀，损坏密封口的密封面及阀内其它零件，导致阀门密封失效和阀内件损坏，无法正常调节或关断。阀门的安装方式为低进高出，阀内的高压介质对阀芯有向上的推力，在关闭后极易使阀门处于微开启状态，增加阀内介质对密封副及阀内件造成破坏的几率。从而大大缩短了阀门的使用寿命。由于是低进高出的结构，管道内的杂质很容易进入密封副部位，但又无法从阀笼的过流孔中顺利排出，所以极易造成阀芯与阀笼发生卡涩，或被挤在阀内密封副中间，导致密封副关闭不严，形成阀内漏流，导致密封副失去密封性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小流量大压差调节阀，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小流量大压差调节阀，包括阀芯、阀盖、多层截流减压阀笼、阀体、阀头和阀座，所述阀芯的底部安装在阀头内部，多层截流减压阀笼装配于阀芯和阀头的外侧、阀座的上方，多层截流减压阀笼的上方设有支持环，多层截流减压阀笼的下方设有阀座，多层截流减压阀笼的内部设有阀头密封，阀头的上方设有阀头螺母，阀头螺母的下方设有碟簧。
作为本发明的进一步技术方案：所述阀芯为预启式平衡结构，预启阀密封口采用球面与锥面相配合的密封副。
作为本发明的进一步技术方案：所述多层截流减压阀笼上的节流孔均按相同螺距的螺旋线排列分布。
作为本发明的进一步技术方案：所述多层截流减压阀笼的每层笼套上的节流孔的数量相同、分布规律相同，最外层节流孔的直径沿螺旋线依次增加。
作为本发明的进一步技术方案：所述阀头的前端你设有导向结构。
作为本发明的进一步技术方案：所述多层截流减压阀笼最外侧截流层的截流孔径沿螺旋线逐渐从φ2.5增大到φ5，后面的孔径保持φ5不变。
作为本发明的进一步技术方案：所述多层截流减压阀笼的每相邻笼套之间在圆周方向，相互径向旋转一个固定的角度。
作为本发明的进一步技术方案：所述多层截流减压阀笼为七层笼套组合结构，减压笼套2-6层和减压笼套第七层为逐层装配于减压笼套第一层的外侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对小流量、大压差调节阀的改造，使阀内介质的压力不会产生的过大的轴向不平衡力，从而使易于阀门执行机构的操作和控制。高压介质在阀体内经过阀体内腔和阀笼的双重减压降速，避免了高速介质对密封副和阀内件的闪蒸气蚀破坏，阀笼外新增的节流层，在保证节流的同时，还有效地起到了过滤作用，避免管道内的杂质对阀门密封性能的影响。主阀芯前端的导向设计，保证了密封副相互准确定位，提高密封的可靠性。在阀门小开度时，密封口前端的导向段在导向的同时，也起到了截流作用，从而再次保护了阀内主密封副不被高速介质冲蚀。阀内结构的整体改型设计，促使高压介质在阀内经过多重降压、减速、截流等环节，最大限度地保护了阀门密封副不被冲蚀，有效地避免了管道内的杂质对密封效果的影响，对阀内密封副起到了更好的保护，延长了阀门的使用寿命，也提高了阀门的可靠性。
附图说明
图1为针对小流量、大压差调节阀内部的具体安装部位，及与其它阀内部件的装配关系（含局部径向剖视图）。
图2为多层截流减压阀笼组装后的径向三维及二维剖视图。
图3为多层截流减压阀笼组装后的轴向三维及二维剖视图。
图4为多层截流减压阀笼，第一层减压笼套的径向三维及二维剖视图，减压笼套2-6层与其外形结构。
图5为本发明多层截流减压阀笼，第七层截流笼套的径向三维及二维剖视图。
图6为阀体的三维及二维剖视图。
图7为阀座的三维及二维剖视图。
图8为阀芯的三维及二维剖视图。
图中：1-阀芯、2-阀盖、3-支持环、4-多层截流减压阀笼、5-阀体、6-阀头螺母、7-阀头密封、8-碟簧、9-阀头、10-阀座。
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。
请参阅图1-8，实施例1：一种小流量大压差调节阀，包括阀芯1、阀盖2、多层截流减压阀笼4、阀体5、阀头9和阀座10，阀盖2和阀座10，所述阀芯1的底部安装在阀头9内部，多层截流减压阀笼4装配于阀芯1和阀头9的外侧、阀座10的上方，多层截流减压阀笼4的上方设有支持环3，多层截流减压阀笼4的下方设有阀座10，多层截流减压阀笼4的内部设有阀头密封7，阀头9的上方设有阀头螺母6，阀头螺母6的下方设有碟簧8，阀芯1为预启式平衡结构，预启阀密封口采用球面与锥面相配合的密封副，阀芯1前端有导向节流，阀座10新增阻流堰，由原来的组合结构改为单体式结构，在多层截流减压阀笼4上端装有一道密封件。
由图2 可以看出，管路控制设备阀门内部主件的多层截流减压阀笼4为多层笼套组合结构。减压笼套2-6层和减压笼套第七层为逐层装配于减压笼套第一层的外侧。
由图2、图3 可以看出，多层截流减压阀笼4的每相邻层相互配合组装后，使管路介质从多层截流减压阀笼外侧截流笼套7进入后，通过每层笼套的节流孔能逐层进入减压笼套第一层的内孔。
由图2 可以看出，多层截流减压阀笼4的每层笼套上的节流孔均按相同螺距的螺旋线排列分布，使相邻笼套上的节流孔轴心线不会相互重合。
由图2、图4、图5 可以看出，多层截流减压阀笼4的每层笼套上的截流孔的直径，所有减压层的截流孔径都一样，保证阀门的通流能力，最外侧截流层7的截流孔径沿螺旋线逐渐从φ2.5增大到φ5，后面的孔径保持φ5不变，达到降低介质压力与流动速度的目的，同时有效地起到过滤作用，避免管道内的杂质对阀门密封性能的影响。
由图2、图4、图5 可以看出，多层截流减压阀笼4的每层笼套上的节流孔的数量相同，但最外层节流孔的直径按螺旋线增加，在保证管路介质流量要求的同时也保持了过滤减压阀笼的整体强度。
由图3可以看出，1C-7C分别代表1-7层，多层截流减压阀笼4的每相邻笼套之间在圆周方向，均相互径向旋转一定小角度，避免了多层截流减压阀笼4每相邻层之间，因节流孔数量和节流孔孔径的变化而造成节流孔相互重合。
由图6可以看出，阀头9前端的导向设计，保证了密封副相互准确定位，提高密封的可靠性。在阀门小开度时，密封口前端的导向段在导向的同时，也起到了截流作用，从而再次保护了阀内主密封副不被高速介质冲蚀。
本设计针对小流量、大压差调节阀创新包括阀体改造，重新设计阀内通流结构，扩大阀体内侧阀内件的安装空间，增加阀内空间的容积，缩小阀门两端进、出口的过流通道，以达到扩容降压的效果；阀门的安装由原来的低进高出改为高进低出；重新设计阀笼的具体结构，在不改变阀笼主体结构及其功能的前提下，扩大阀笼组件的内孔直径，新增阀笼节流层，缩小阀笼层与层之间的通流截面、以增加通流数量来完成并保证阀门的通流能力；重新设计阀座的主体结构，将原来的组合结构的阀座改为单体式阀座，增加阀座内孔直径，以降低高压、高流速的介质对密封副的冲蚀；阀座新增阻流堰，最大限度地保护阀芯与阀座密封副不被冲蚀；重新设计阀芯的具体结构。将原来的直通式平衡阀芯改为预启式平衡阀芯；在阀芯前端设计导向节流；预启阀密封口采用球面与锥面相配合的密封副；阀芯组件内增加碟簧和阀芯螺母；阀门其它改造部分。阀盖根据阀内件修改后的需要进行相应改造；取消原组合阀座内的U形密封圈；阀笼与阀芯之间的U形密封进行重新设计制作。
能使阀内介质的压力不会对阀门执行机构的操作力造成影响。
能大大降低了介质的压力和流动速度，降低了介质对密封副和阀内件的闪蒸气蚀破坏。
能在保证节流的同时，还有效地起到了过滤作用，避免管道内的杂质对阀门密封性能的影响。
能有效地保证了密封副相互准确定位，提高密封的可靠性，在阀门小开度时，密封口前端的导向段在导向的同时，也起到了截流作用，从而再次保护了阀内主密封副不被高压介质冲蚀。
如上所述，本发明使高压介质在阀内经过多重降压、减速、截流等环节，最大限度地保护了阀门密封副不被冲蚀。有效地避免管道内的杂质对密封效果的影响，对阀内密封副起到更好的保护，延长了阀门的使用寿命，也提高了阀门的可靠性，适用于大多数工业生产单位不同工况条件下的管路控制系统。
实施例2，基于上述实施例1，本发明阀门的各个部件尺寸均可调整，从而适用于大多数工业生产单位不同工况条件下的小流量大压差调节阀。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种小流量大压差调节阀，包括阀芯（1）、阀盖（2）、多层截流减压阀笼（4）、阀体（5）、阀头（9）和阀座（10）组成，其特征在于，所述阀芯（1）的底部安装在阀头（6）内部，多层截流减压阀笼（4）装配于阀体（5）内部、阀座（10）的上端，多层截流减压阀笼（4）的上方设有支持环（3），多层截流减压阀笼（4）的内部设有阀头密封（7），阀头（9）的上方设有阀头螺母（6），阀头螺母（6）的下方设有碟簧（8）。
2.根据权利要求1所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述阀门流动方式为高进低出。
3.根据权利要求1所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述阀芯（1）为预启式平衡结构，预启阀密封口采用球面/锥面密封副。
4.根据权利要求1所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述多层截流减压阀笼（4）上的节流孔均按相同螺距的螺旋线分布。
5.根据权利要求1所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述多层截流减压阀笼（4）的每层笼套上的节流孔的数量相同、分布规律相同，最外层节流孔的直径沿螺旋线至下而上依次增加。
6.根据权利要求1所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述阀头（9）的前端设有导向结构。
7.根据权利要求6所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述多层截流减压阀笼（4）最外侧截流层的截流孔径沿螺旋线逐渐从φ2.5增大到φ5，后面的孔径保持φ5不变。
8.根据权利要求6所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述多层截流减压阀笼（4）的每相邻笼套之间在圆周方向，相互径向旋转一个固定的角度。
9.根据权利要求6所述的一种小流量大压差调节阀，其特征在于，所述多层截流减压阀笼（4）为七层笼套组合结构，减压笼套2-6层和减压笼套第七层为逐层装配于减压笼套第一层的外侧。
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