CN113217653B - 一种组合式高温高压阀门装置 - Google Patents

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Abstract

一种组合式高温高压阀门装置，其入口法兰(1)、截止阀芯(2)、管体(3)、快速阀座(4)、快速阀体(5)和出口法兰(6)依次顺序布置，流道(7)贯穿各个部件。截止阀芯(2)外部有弹簧(8)，顶端通过活塞(9)与气缸(10)连接，气缸(10)上布置有进气口(11)和排气口(12)。快速阀体(5)的中心转动轴(13)通过皮带(14)与电机(16)的转轴(15)连接。截止阀芯(2)在流道(7)内控制气流的通断；截止阀芯(2)和快速阀体(5)的组合实现流道(7)的通断状态。本发明可实现气体高度脉冲式释放，同时具有耐高温高压的功能，为脉冲性气流试验提供了很好的条件。

Description

一种组合式高温高压阀门装置
技术领域
本发明涉及一种阀门。
背景技术
阀门是一种用来开关管路、控制流向、调节和控制工质输送时间的管路连接件。
薄膜材料在核能、太阳能等领域应用广泛。由于薄膜材料的基材和薄膜的材料不同，长时间受高温高压气流作用会导致基体和薄膜膨胀，导致薄膜开裂，因此需采用脉冲式气流冲刷对薄膜的性能进行测试，脉冲性气流单次冲刷的时间在常常为毫秒级。基于核能的脉冲磁流体发电技术领域，气体的温度达到上千开尔文度，压力达到兆帕级，气体单次释放的时间也要求达到毫秒级。普通工业用高压阀门通径较小，结构复杂；大口径的阀门则造价高，不易维护，开启时间基本都是秒级。工业上阀门采用的传动方式有电动、液动、气动、电磁动、电-液动、电磁-液动、气-液动、涡轮、正齿轮、伞齿轮、弹簧、手动等。电磁动、电动等方式响应速度能达到毫秒级，但执行机构的时间更长，所以无法实现毫秒级的多次开关阀门；弹簧的方式可以实现阀门在毫秒级开启或关闭单个状态，也无法实现毫秒级的开关功能；高温高压下阀门需要采用水冷、耐压等方式，通过一种方式更是难以实现阀门的多次快速开关功能，目前还未见到快速高温高压阀门的公开报道。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种组合式高温高压阀门装置，该阀门装置具备快速、耐高温和耐高压的特性，能够用于高温高压气体的脉冲释放，解决快速和高温高压难以兼容的问题。
本发明包括入口法兰、截止阀芯、管体、快速阀座、快速阀体和出口法兰。入口法兰、截止阀芯、管体、快速阀座、快速阀体和出口法兰依次顺序连接，布置在本发明阀门装置的入口至出口处。上述各个部件之间：入口法兰、截止阀芯、管体、快速阀座、快速阀体、出口法兰之间通过流道贯穿连接。
所述的截止阀芯外部有弹簧，截止阀芯的顶端通过活塞与气缸连接，气缸上布置有进气口和排气口。所述快速阀体的中心转动轴通过皮带与电机的转轴连接。截止阀芯控制流道内气流的通断。所述快速阀座上开有长条形腰型槽，快速阀体上布置有方孔，所述方孔与长条形腰型槽完全接通情况下，气路畅通，完全不接通情况下，气路关闭，其余为过渡状态，通过截止阀芯和快速阀体的组合方式实现流道的通断状态。
本发明阀门装置工作前，气缸内充满气体，驱动活塞带动弹簧压缩到最终状态，截止阀芯处于关闭状态，快速阀体和快速阀座也处于关闭状态，流道不通，高温高压气流被截止阀芯挡住，无法往后流到法兰出口。本发明装置工作时，先启动电机，带动快速阀体转动，快速阀体上的方孔与快速阀座上的长条形腰型孔不断地进行关闭和接通的状态转换，实现气流的开关功能。待电机达到预定的稳定转速后，关闭进气口，弹簧将活塞快速顶开将气体从排气口排出，带动截止阀芯上移，从而使得流道打开，自此后通过快速阀体上方孔和快速阀座上的长条形腰型孔不断地进行关闭和接通的状态转换，实现高温高压气流的快速通断。
本发明组合式高温高压阀门装置采用耐高温合金钢耐温不小于200摄氏度，耐压达到MPa级，通过调节电机的转速实现开关时间为毫秒级。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为快速阀体与快速阀座组合示意图；
图中：1入口法兰、2截止阀芯、3管体、4快速阀座、5快速阀体、6出口法兰、7流道、8弹簧、9活塞、10气缸、11进气口、12排气口、13中心转动轴、14皮带、15转轴、16电机、17方孔、18长条形腰型槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明为一种组合式阀门装置，包括入口法兰1、截止阀芯2、管体3、快速阀座4、快速阀体5和出口法兰6。入口法兰1、截止阀芯2、管体3、快速阀座4、快速阀体5和出口法兰6依次顺序连接，布置在本发明阀门装置的入口至出口。上述各个部件之间：入口法兰1、截止阀芯2、管体3、快速阀座4、快速阀体5、出口法兰6之间通过流道7贯穿连接。
所述的截止阀芯2外部有弹簧8，截止阀芯2的顶端通过活塞9与气缸10连接，气缸10上布置有进气口11和排气口12。所述快速阀体5的中心转动轴13通过皮带14与电机15的转轴15连接。截止阀芯2控制流道7内气流的通断。所述快速阀座4上开有长条形腰型槽18，快速阀体5上布置有方孔17，所述方孔17与长条形腰型槽18完全接通情况下，流道7畅通，完全不接通情况下，流道7关闭，其余为过渡状态，通过截止阀芯2和快速阀体5的组合方式实现流道7的通断状态。
所述的截止阀芯2为气体和弹簧8控制开关；所述的快速阀体5为电机16控制转动速度，通过方孔17与长条形腰型槽18的通断控制流道7的开关。
所述的组合式高温高压阀门装置耐温不小于200摄氏度，耐压达到MPa级，开关时间为毫秒级。
本发明的工作过程如下：
本发明阀门装置工作前，气缸10内充满气体，驱动活塞9带动弹簧8压缩到最终状态，截止阀芯2处于关闭状态，快速阀体5和快速阀座4也处于关闭状态，流道7是不通的，高温高压气流被截止阀芯2挡住，气体无法往后流到出口法兰6。本发明装置工作时，先启动电机16，带动快速阀体5转动，快速阀体5上的方孔17与快速阀座4上的长条形腰型孔18不断地进行关闭和接通的状态转换，实现气流的通断功能。待电机16达到预设的稳定转速后，关闭进气口11，弹簧8将活塞9快速顶开，气体从排气口12排出，带动截止阀芯2上移，从而使得流道7打开，通过快速阀体5上方孔17和快速阀座4上的长条形腰型孔18不断地进行关闭和接通的状态转换，实现高温高压气流的毫秒级快速通断，且通过调节电机的转速可以达到不同的通断时间。

Claims (3)

1.一种组合式高温高压阀门装置，其特征在于：所述的阀门装置包括入口法兰（1）、截止阀芯（2）、管体（3）、快速阀座（4）、快速阀体（5）和出口法兰（6），入口法兰（1）、截止阀芯（2）、管体（3）、快速阀座（4）、快速阀体（5）和出口法兰（6）依次顺序连接，布置在阀门装置的入口至出口；上述各个部件之间：入口法兰（1）、截止阀芯（2）、管体（3）、快速阀座（4）、快速阀体（5）和出口法兰（6）之间通过流道（7）贯穿连接；所述的组合式高温高压阀门装置耐温不小于200摄氏度，耐压达到MPa级，开关时间为毫秒级；
所述的快速阀座（4）上开有长条形腰型槽（18），快速阀体（5）上布置有方孔（17），方孔（17）与长条形腰型槽（18）完全接通情况下，流道（7）畅通，完全不接通情况下，流道（7）关闭，其余为过渡状态；
所述的截止阀芯（2）外部有弹簧（8），截止阀芯（2）的顶端通过活塞（9）与气缸（10）连接，气缸（10）上布置有进气口（11）和排气口（12）。
2.按照权利要求1所述的组合式高温高压阀门装置，其特征在于：所述的快速阀体（5）的中心转动轴（13）通过皮带（14）与电机（16）的转轴（15）连接。
3.按照权利要求1-2的任一项所述的组合式高温高压阀门装置，其特征在于：所述阀门装置工作前，气缸（10）内充满气体，驱动活塞（9）带动弹簧（8）压缩到最终状态，截止阀芯（2）处于关闭状态，快速阀体（5）和快速阀座（4）也处于关闭状态，流道（7）不通，高温高压气流被截止阀芯（2）阻挡，气体无法流到出口法兰（6）；所述阀门装置工作时，首先启动电机（16），带动快速阀体（5）转动，快速阀体（5）上的方孔（17）与快速阀座（4）上的长条形腰型孔（18）不断地进行关闭和接通的状态转换，实现气流的通断功能；待电机（16）达到预设的稳定转速后，关闭进气口（11），弹簧（8）将活塞（9）顶开，气体从排气口（12）排出，带动截止阀芯（2）上移，使得流道（7）打开，通过快速阀体（5）上的方孔（17）和快速阀座（4）上的长条形腰型槽（18）不断地进行关闭和接通的状态转换，实现高温高压气流的毫秒级快速通断，通过调节电机的转速实现不同的通断时间。
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