CN111878588B

CN111878588B - 一种适于高温流体的截止阀

Info

Publication number: CN111878588B
Application number: CN202010701212.8A
Authority: CN
Inventors: 赵顺忠; 欧敏雅
Original assignee: Jiangsu Zhongwei Energy Saving Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongwei Energy Saving Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2040-07-20
Also published as: CN111878588A

Abstract

本发明公开了一种适于高温流体的截止阀，包括阀体和阀芯，阀体设有高温流体进口、高温流体腔和冷却液腔，阀芯设有活塞结构和第一冷却液通道，冷却液腔和高温流体腔之间设有过渡结构，阀芯与过渡结构活动配合；活塞结构活动配合在冷却液腔中，将冷却液腔分成冷却上腔和冷却下腔，冷却液通道的液体出口位于冷却上腔中，液体进口位于活塞结构的下方；当阀芯封堵高温流体进口时，所述液体进口位于冷却下腔的下方且被所述过渡结构封堵，冷却下腔中的高压冷却液能够驱动阀芯上升，打开截止阀；上升的阀芯能够使液体进口与冷却下腔连通，对截止阀进行冷却。本发明截止阀的通断与冷却液的流通的同步性，能够有效地降低截止阀的运行能耗。

Description

一种适于高温流体的截止阀

技术领域

本发明涉及截止阀。

背景技术

高温流体的管路系统中的截止阀，当截止阀的使用温度超过450℃时，截止阀容易出现蠕动和断裂。当使用的最高工作温度超过730℃时，即使高温材料制作而成的截止阀也不再适用。申请公布号CN 102518869 A的专利文件公开了一种截止阀，包括阀体和阀芯，阀体上设置有流体入口接嘴和流体出口接嘴，以及冷却液入口接嘴和冷却液出口接嘴；高温流体经流体入口接嘴进入阀体，再经流体出口接嘴流出，阀芯能够关闭高温流体的流通道；冷却液经冷却液入口接嘴进入阀体，再流经阀芯，经冷却液出口接嘴流出截止阀；所述阀芯由气压驱动，用于驱动阀芯动作的气压通道独立于高温流体通道和冷却液通道。上述截止阀在阀体与阀芯中设置了一条冷却液体的回路，可以同时对阀体、阀芯以及两者的密封面进行冷却，加强截止阀的冷却效果，使截止阀适用于高温工作情境。

发明内容

本发明所解决的技术问题：使截止阀的冷却液兼有驱动阀芯的功能。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适于高温流体的截止阀，包括阀体和阀芯，阀体设有高温流体进口、高温流体腔和冷却液腔，阀芯设有活塞结构和第一冷却液通道，冷却液腔和高温流体腔之间设有过渡结构，阀芯与过渡结构活动配合；活塞结构活动配合在冷却液腔中，将冷却液腔分成冷却上腔和冷却下腔，第一冷却液通道的液体出口位于冷却上腔中，第一冷却液通道的液体进口位于活塞结构的下方；当阀芯封堵高温流体进口时，所述液体进口位于冷却下腔的下方且被所述过渡结构封堵；阀芯的上升，能够使液体进口与冷却下腔连通。

初始，阀芯封堵高温流体进口，液体进口位于冷却下腔的下方且被所述过渡结构封堵，此时，无高温流体经过截止阀，截止阀可以无需冷却液冷却。需要使截止阀流通高温流体时，向冷却下腔中注入高压冷却液，冷却液作用于活塞结构，活塞结构上升，带动整个阀芯上升，过渡结构不再封堵液体进口，液体进口进入冷却下腔，同时，阀芯打开高温流体进口，使高温流体能够流经截止阀。由于液体进口与冷却下腔连通，因此，冷却液经液体进口进入第一冷却液通道，再经液体出口注入冷却上腔，之后，流出截止阀，如此，冷却液对阀体和阀芯进行冷却。需要关闭截止阀时，将高压冷却液注入冷却上腔，驱动活塞结构下行，过渡结构封堵液体进口，同时，阀芯封堵高温流体进口。

本发明所述的截止阀，具有如下技术效果：第一，无需另设气压驱动，利用冷却液驱动阀芯动作，冷却液兼有冷却和驱动功能，使整个截止阀的控制简单化，结构也简单化，能耗也得到节约；第二，在截止阀需要流通高温流体时，需要冷却液冷却时，冷却液才打开截止阀，之后，冷却液对截止阀持续冷却；在不需要截止阀流通高温流体时，冷却液关闭截止阀，同时，冷却液不在截止阀中流通，这种截止阀的通断与冷却液的流通的同步性，能够有效地降低截止阀的运行能耗。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为一种适于高温流体的截止阀的示意图。

图中符号说明：

10、阀体；11、高温流体进口；12、高温流体腔；13、过渡结构；14、冷却上腔；15、冷却下腔；161、液体出口；162、液体进口；17、阀盖；18、导向腔；19、隔断结构；20、第一排气孔；21、第二排气孔；221、第一接嘴；223、第二接嘴；224、第三接嘴；225、第四接嘴；23、高温流体出口；241、冷却液第一出入口；242、冷却液第二出入口；243、第二冷却液通道；251、第一密封圈；252、第二密封圈；253、第三密封圈；

30、阀芯；31、活塞结构；32、曲形道；33、大径段；34、小径段；35、第一滚珠；36、单向阀；37、导向结构。

具体实施方式

如图1，一种适于高温流体的截止阀，包括阀体10和阀芯30，阀体设有高温流体进口11、高温流体腔12和冷却液腔，阀芯设有活塞结构31和第一冷却液通道，冷却液腔和高温流体腔之间设有过渡结构13，阀芯与过渡结构活动配合；活塞结构活动配合在冷却液腔中，将冷却液腔分成冷却上腔14和冷却下腔15，第一冷却液通道的液体出口161位于冷却上腔中，第一冷却液通道的液体进口162位于活塞结构的下方；当阀芯封堵高温流体进口时，所述液体进口位于冷却下腔的下方且被所述过渡结构封堵；阀芯的上升，能够使液体进口与冷却下腔连通。

阀体10上设有第一接嘴221、第二接嘴223、第三接嘴224、第四接嘴225，第一接嘴与高温流体进口11连接，第二接嘴与高温流体出口23连接，高温流体出口和高温流体进口连通高温液体腔12。第三接嘴224连接冷却液第一出入口241，冷却液第一出入口连接第二冷却液通道243，第二冷却液通道位于高温流体腔12的右侧，而高温流体出口23位于高温流体腔的左侧。第二冷却液通道与冷却下腔15连通。第四接嘴225连接冷却液第二出入口242，冷却液第二出入口与冷却上腔14连通。其中，第二冷却液通道243配有堵头(图中未示出)，截止阀使用时，堵头配合在第二冷却液通道上，需要释放截止阀中的冷却液时，拧下堵头。

高压冷却液经第三接嘴224进入冷却液第一出入口241、冷却下腔15，冷却下腔的压力增大，将活动结构31抬升，打开高温流体进口11，高温流体可以经高温流体进口进入高温流体腔12，再经高温流体出口23流出。阀芯30底端在打开高温流体进口11的同时，液体进口162与冷却下腔15连通，冷却下腔中的冷却液经液体进口进入第一冷却液通道，经液体出口161流入冷却上腔14，再经冷却液第二出入口242流出截止阀。

高压冷却液经第四接嘴225进入冷却液第二出入口242、冷却上腔14，冷却上腔的压力增大，活塞结构31下行，所述液体进口162被过渡结构13封堵，冷却上腔的压力增大，阀芯的底端封堵高温流体进口11，截止阀被关闭。第三接嘴和第四接嘴可以通过管道与高压泵连接，高压泵正转，高压冷却液压入第三接嘴，高压泵反转，高压冷却液压入第四接嘴。

活塞结构31与冷却液腔的内侧壁之间设有第一密封圈251，阻断冷却上腔14与冷却下腔15经活塞结构与冷却液腔内侧壁之间的间隙而流通。过渡结构13与阀芯30之间设有第二密封圈252，阻断冷却下腔中冷却液与高温流体腔12的流通。

第一冷却液通道包括连通的曲形道32和直道，曲形道与所述液体进口162连通，直道的上部与所述液体出口161连通；直道设有大径段33和小径段34，大径段位于小径段的上方，大径段中配合有第一滚球35，第一滚球的球径大于小径段的直径，直道顶端与液体出口之间的距离大于或等于第一滚球的球径。高压冷却液泵入冷却下腔15时，冷却液由小径段34流入大径段33，将第一滚球上推，第一滚球被推入大径段的顶部，保证冷却液经大径段流入液体出口161。高压冷却液泵入冷却上腔14时，冷却液由大径段33流入小径段34，第一滚球被下压在小径段的顶部，直道被封堵，冷却上腔中的压力增大，保证阀芯30下降封堵高温流体进口11。

在阀芯30下降过程中，为了防止冷却上腔14的压力过大，活塞结构31上设有单向阀36。单向阀仅允许冷却上腔14的液体进入冷却下腔15，当冷却上腔的压力过大时，单向阀被打开，冷却上腔泄压。所述单向阀包括第二滚球。

阀体10的顶部设有阀盖17，阀盖与阀体的顶部成型导向腔18，导向腔与冷却液腔之间设有隔断结构19；阀芯30的顶部设有导向结构37，导向结构与导向腔活动配合，对阀芯的升降进行导向。隔断结构19与阀芯30之间设有第三密封圈253，避免冷却上腔14与导向腔18连通。

阀体10设有第一排气孔20，阀盖17上设有第二排气孔21，第一排气孔位于导向结构37的下方且与导向腔18连通。第一排气孔和第二排气孔用于导向结构37升降时导向腔18的排气。作为一种改进，第一排气孔和第二排气孔安装有气阀(图中未示出)，操作者可以通过调节气阀而调节第一排气孔和第二排气孔的排气量，进而调控阀芯30升降所需的冷却液的压力。而调整开启或关闭截止阀的冷却液压力的大小，能够调控截止阀开启或关闭的延后时间、开启或关闭的速度，这种延后时间、开启或关闭的速度能够适应各种具体的工况。

作为阀体10的结构设计，阀体由上半部分和下半部分组成，上半部分和下半部分通过焊接连接，所述阀盖17螺接在上半部分的顶部。作为阀芯30的结构设计，阀芯由上段、中段和下段焊接而成，其中，导向结构37位于上段，液体出口161和所述直道设置在中段，曲形道32和液体进口162设置在下段。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种适于高温流体的截止阀，包括阀体（10）和阀芯（30），阀体设有高温流体进口（11）、高温流体腔（12）和冷却液腔，阀芯设有活塞结构（31）和第一冷却液通道，冷却液腔和高温流体腔之间设有过渡结构（13），阀芯与过渡结构活动配合；其特征在于：活塞结构活动配合在冷却液腔中，将冷却液腔分成冷却上腔（14）和冷却下腔（15），第一冷却液通道的液体出口（161）位于冷却上腔中，第一冷却液通道的液体进口（162）位于活塞结构的下方；当阀芯封堵高温流体进口时，所述液体进口位于冷却下腔的下方且被所述过渡结构封堵，无高温流体经过截止阀，截止阀无需冷却液冷却；需要使截止阀流通高温流体时，冷却下腔中注入高压冷却液，冷却液作用于活塞结构，活塞结构上升，带动整个阀芯上升，阀芯的上升，能够使液体进口与冷却下腔连通；

第一冷却液通道包括连通的曲形道（32）和直道，曲形道与所述液体进口（162）连通，直道的上部与所述液体出口（161）连通；直道设有大径段（33）和小径段（34），大径段位于小径段的上方，大径段中配合有第一滚球（35），第一滚球的球径大于小径段的直径，直道顶端与液体出口之间的距离大于或等于第一滚球的球径；

阀体（10）的顶部设有阀盖（17），阀盖与阀体的顶部成型导向腔（18），导向腔与冷却液腔之间设有隔断结构（19）；阀芯（30）的顶部设有导向结构（37），导向结构与导向腔活动配合；

阀体（10）设有第一排气孔（20），阀盖（17）上设有第二排气孔（21），第一排气孔位于导向结构（37）的下方且与导向腔（18）连通；第一排气孔和第二排气孔安装有气阀。

2.如权利要求1所述的一种适于高温流体的截止阀，其特征在于：活塞结构（31）上设有单向阀（36），单向阀仅允许冷却上腔（14）的液体进入冷却下腔（15）。