CN114508595A - 一种调压调温蒸汽阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调压调温蒸汽阀门，包括阀体和阀盖，所述阀体的内部设有中空腔体和套筒，所述套筒的上下两端与中空腔体的上下内壁密封配合，所述套筒内套设有阀杆，所述套筒的内壁上设有套筒凸台和套筒凹槽，所述阀杆的外壁上设有阀杆凹槽和阀杆凸台，当阀门处于闭合状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凸台处的横截面被阀杆凸台完全封闭，当阀门处于开启状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凹槽间隙配合，所述阀杆凹槽与所述套筒凸台间隙配合，所述阀体还连接有支管，所述支管上旁通有蒸汽降温喷嘴。本发明可以精确地降低蒸汽压力和温度，调节范围大，并消除气蚀和阻塞流现象。

Description

一种调压调温蒸汽阀门
技术领域
本发明涉及阀门制造技术领域，具体地指一种调压调温蒸汽阀门。
背景技术
随着火电、化工锅炉、汽轮机的广泛应用，经常要用到蒸汽来加热、伴热或者直接参与反应。但是蒸汽锅炉或汽轮机产生的是具有固定压力和固定温度的蒸汽，而使用时往往要求几种不同压力和蒸汽的蒸汽，所以经要针对工程现场需要对产生的蒸汽进行调压调温，以达到不同的使用需求。
同时由于在调温调压的时候介质处于高速气体状态，是典型的高压差、大流量的气蚀工况，流体对调节元件容易发生气蚀和冲蚀。在这种工况下对调温调压装置要求需要调节精度高，调节范围较大，调节时减小噪音，运行稳定可靠的特点。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种调压调温蒸汽阀门，可以精确地降低蒸汽压力和温度，调节范围大，并消除气蚀和阻塞流现象。
为实现上述目的，本发明提供一种调压调温蒸汽阀门，包括阀体和阀盖，所述阀体的内部设有中空腔体和套筒，所述套筒的上下两端与中空腔体的上下内壁密封配合，所述套筒内套设有阀杆，所述套筒的内壁上设有套筒凸台和套筒凹槽，所述阀杆的外壁上设有阀杆凹槽和阀杆凸台，当阀门处于闭合状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凸台处的横截面被阀杆凸台完全封闭，当阀门处于开启状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凹槽间隙配合，所述阀杆凹槽与所述套筒凸台间隙配合，所述阀体还连接有支管，所述支管上旁通有蒸汽降温喷嘴。
进一步地，所述套筒凸台和所述套筒凹槽均为水平环形，并沿竖直方向依次间隔设置，所述套筒凸台包括竖直设置的凸台第一平面和水平设置的凸台第二平面。
进一步地，所述阀杆外壁上除去阀杆凹槽的部位均为阀杆凸台，沿阀杆轴向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有阀杆第一凸台，位于上面的阀杆凹槽的最下端高于位于下面的阀杆凹槽的最上端，当阀门处于闭合状态时，所述阀杆第一凸台与所述凸台第一平面完全密封配合。
进一步地，沿阀杆轴向分布的相邻两个阀杆凹槽的开口方向在阀杆径向上错开一定角度。
进一步地，在阀杆同一高度上，设有多个沿阀杆径向分布的阀杆凹槽，沿阀杆径向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有第二阀杆凸台。
进一步地，所述阀杆凹槽包括沿阀杆轴向相邻的阀杆第一凹槽和阀杆第二凹槽，所述阀杆第一凹槽和所述阀杆第二凹槽的开口方向在阀杆径向上错开度，在阀杆同一高度上，所述阀杆第一凹槽和所述阀杆第二凹槽均沿阀杆径向上对称设置两个。
进一步地，所述阀体的侧壁上设有与中空腔体连通的进气通道，所述套筒的上端侧壁上设有套筒进气口，所述套筒下端设有套筒出气口，所述阀体内部设有与套筒出气口连通的过渡通道，所述过渡通道与支管内的出气通道连接，所述阀杆下端设有与套筒出气口密封配合的节流头。
进一步地，所述过渡通道包括与套筒出气口连通的等截面通道和与出气通道连通的变截面通道，所述等截面通道的直径大于出气通道，所述变截面通道为锥形，所述变截面通道与所述出气通道的连接处设有降噪节流板，所述降噪节流板上设有多个节流孔。
进一步地，所述阀盖上端连接有填料压盖，所述填料压盖下端压装有密封填料和填料座圈，所述阀杆的上端依次穿过阀盖和填料压盖后与电动机构连接，所述电动机构用于驱动阀杆轴向运动。
进一步地，所述蒸汽降温喷嘴包括固定连接的喷嘴体与喷嘴盖，所述喷嘴体与喷嘴盖的连接处设有过滤网，所述喷嘴体内套有降温水导流管，所述降温水导流管的端部伸出喷嘴体并插入支管内，所述降温水导流管的端部设有喷出方向与蒸汽流动方向一致的雾化喷嘴。
本发明的有益效果：
1、精确地降低蒸汽压力和温度，调节范围大。本发明阀杆的外壁和所述套筒的内壁上均设有多个凸台和凹槽，通过调节阀杆的轴向位置改变了套筒内壁与阀杆外壁之间的流通面积以及介质的流道方向，使蒸汽介质流过套筒时经过时多次经过压缩、扩张、回转、合流、分流，从而可以大大降低蒸汽压力，调压范围大，通过控制阀杆的行程可以控制套筒与阀杆之间间隙的大小，从而精确控制降压后的压力；通过蒸汽降温喷嘴喷出的低温水雾流入高温蒸汽中进行吸热汽化，从而中和高温蒸汽的温度，通过控制喷出的低温水雾的流量可以精确控制蒸汽的温度。
2、避免气蚀和阻塞流现象。套筒凸台和套筒凹槽均依次间隔设置的环形，阀杆凹槽包括开口方向互相垂直的阀杆第一凹槽和阀杆第二凹槽，通过这种设计使介质多次经过轴流、径流及环流通道，降低介质动力能量，从而消除汽蚀现象，在每级减压后压力处于饱和压力之上，有效避免阻塞流的发生。
3、阀门密封效果好、降低噪音。当阀杆对套筒的横截面进行完全闭合时，多个阀杆第一凸台与多个套筒凸台的凸台第一平面完全密封，且阀杆底部的节流头与套筒出气口密封配合，形成轴向多级密封，避免闭合不严；在变截面通道处设置降噪节流孔板避免由于体积突然变化而产生噪音和振动。
附图说明
图1为本发明的主剖视图。
图2为套筒的立体示意图。
图3为阀杆下部的立体示意图。
图4为阀门开启时阀杆与套筒的配合示意图。
图5为阀门闭合时阀杆与套筒的配合示意图。
图中各部件标号如下：1-阀体、2-防泄漏垫片、3-阀杆、4-套筒、5-防泄漏垫片、6-阀盖、7-填料座圈、8-密封填料、9-填料压盖、10-降噪节流孔板、11-喷嘴盖、12-过滤网、13-支管、14-降温水导流管、15-喷嘴体、16-雾化喷嘴、17-中空腔体、18-进气通道、19-过渡通道、20-变截面通道、21-出气通道、22-电动机构、23-套筒进气口、24-套筒出气口、25-套筒凸台、26-套筒凹槽、27-阀杆第一凹槽、28-阀杆第二凹槽、29-凸台第一平面、30-凸台第二平面、31-阀杆第一凸台、32-阀杆第二凸台、33-节流头、凹槽第一平面34、凹槽第二平面35。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1～5所示，为实现上述目的，本发明提供一种调压调温蒸汽阀门，包括阀体1和阀盖6，阀体1的内部设有中空腔体17和套筒4，套筒4的上下两端与中空腔体17的上下内壁密封配合，套筒4内套设有阀杆3，套筒4的内壁上设有套筒凸台25和套筒凹槽26，阀杆3的外壁上设有阀杆凹槽和阀杆凸台，当阀门处于闭合状态时，阀杆凸台与套筒凸台25处的横截面被阀杆凸台完全封闭，当阀门处于开启状态时，阀杆凸台与套筒凹槽26间隙配合，阀杆凹槽与套筒凸台25间隙配合，阀体1还一体成型的连接有支管13，支管13上旁通有蒸汽降温喷嘴。
这样，通过调节阀杆的轴向位置改变了套筒内壁与阀杆外壁之间的流通面积以及介质的流道方向，使蒸汽介质流过套筒时经过时多次经过压缩、扩张、从而可以大大降低蒸汽压力，调压范围大，通过控制阀杆的行程可以控制套筒与阀杆之间间隙的大小，从而精确控制降压后的压力；通过蒸汽降温喷嘴喷出的低温水雾流入高温蒸汽中进行吸热汽化，从而中和高温蒸汽的温度，通过控制喷出的低温水雾的流量可以精确控制蒸汽的温度。
阀体1的侧壁上设有与中空腔体17连通的进气通道18，套筒4的上端侧壁上设有套筒进气口23，套筒4下端设有套筒出气口24，阀体1内部设有与套筒出气口24连通的过渡通道19，过渡通道19与支管13内的出气通道21连接，阀杆3下端设有与套筒出气口24密封配合的节流头33。中空腔体可以避免因流体中含有杂质造成堵塞或卡涩。在不减少流通能力的情况下，提高了可靠性、加快了阀门开启速度，同时中空腔体有利于平衡进气通道高压区和出气通道低压区介质的压力，有利于阀内介质温度的均匀性。
过渡通道19包括与套筒出气口24连通的等截面通道和与出气通道21连通的变截面通道20，等截面通道的直径大于出气通道21，变截面通道20为锥形，这样进一步地降低了出气通道的介质压力，变截面通道20与出气通道21的连接处设有降噪节流板10，降噪节流板10上设有多个节流孔。
套筒凸台25和套筒凹槽26均为水平环形，并沿竖直方向依次间隔设置，套筒凸台25包括竖直设置的凸台第一平面29和水平设置的凸台第二平面30。阀杆3外壁上除去阀杆凹槽的部位均为阀杆凸台，沿阀杆轴向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有阀杆第一凸台31，位于上面的阀杆凹槽的最下端高于位于下面的阀杆凹槽的最上端，当阀门处于闭合状态时，阀杆第一凸台31与凸台第一平面29完全密封配合。这样设计确保了阀杆的外壁面上存在整个横截面均为阀杆凸台，从而在阀门需要闭合时对套筒凸台的整个横截面进行完全密封。
阀杆凹槽包括沿阀杆轴向相邻的阀杆第一凹槽27和阀杆第二凹槽28，阀杆第一凹槽27和阀杆第二凹槽28的开口方向在阀杆径向上错开90度，在阀杆同一高度上，阀杆第一凹槽27和阀杆第二凹槽28均沿阀杆径向上对称设置两个，沿阀杆径向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有第二阀杆凸台32，阀杆凹槽包括竖直设置的凹槽第一平面34，凹槽第一平面34上下两端连接有斜向设置的凹槽第二平面35。通过这种设计使介质多次经过轴流、径流及环流通道，介质会多次发生回流、合流、分流，从而降低介质动力能量，从而消除汽蚀现象，在每级减压后压力处于饱和压力之上，有效避免阻塞流的发生。在小开度时只有间隙流，流体在经过阀杆时压差小，流速低。当阀杆第一凸台对套筒凸台的横截面进行完全密封时，多个阀杆第一凸台与多个套筒凸台的凸台第一平面密封，且阀杆底部的节流头与套筒出气口密封配合，形成轴向多级密封，避免闭合不严。同时当阀门处于闭合状态时，介质流到多级密封面时经过多级减速，进一步地降低泄露发生。
阀盖6上端连接有填料压盖9，填料压盖9下端压装有密封填料8和填料座圈7，阀盖内设置密封填料和填料压盖避免介质流出。阀杆3的上端依次穿过阀盖6和填料压盖9后与电动机构22连接，电动机构22用于驱动阀杆3轴向运动，从而控制阀杆与套筒之间的间隙大小，进而控制出气通道的介质压力。
蒸汽降温喷嘴包括固定连接的喷嘴体15与喷嘴盖11，喷嘴盖11与外部的降温水管道连接，用于给蒸汽降温喷嘴输送降温水，喷嘴体15与喷嘴盖11的连接处设有过滤网12，喷嘴体15内套有降温水导流管14，降温水导流管14的端部伸出喷嘴体15并位于出气通道21的径向中部，降温水导流管14的端部设有喷出方向与蒸汽流动方向一致的雾化喷嘴16，避免了降温水对支管内壁的冲刷。这样，低温液态的降温水通过雾化喷嘴喷入高温蒸汽中，迅速被汽化成蒸汽，从而将混合后的蒸汽温度中和，从而降低蒸汽温度。

Claims (10)

1.一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：包括阀体(1)和阀盖(6)，所述阀体(1)的内部设有中空腔体(17)和套筒(4)，所述套筒(4)的上下两端与中空腔体(17)的上下内壁密封配合，所述套筒(4)内套设有阀杆(3)，所述套筒(4)的内壁上设有套筒凸台(25)和套筒凹槽(26)，所述阀杆(3)的外壁上设有阀杆凹槽和阀杆凸台，当阀门处于闭合状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凸台(25)处的横截面被阀杆凸台完全封闭，当阀门处于开启状态时，所述阀杆凸台与所述套筒凹槽(26)间隙配合，所述阀杆凹槽与所述套筒凸台(25)间隙配合，所述阀体(1)还连接有支管(13)，所述支管(13)上旁通有蒸汽降温喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述套筒凸台(25)和所述套筒凹槽(26)均为水平环形，并沿竖直方向依次间隔设置，所述套筒凸台(25)包括竖直设置的凸台第一平面(29)和水平设置的凸台第二平面(30)。
3.根据权利要求2所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述阀杆3外壁上除去阀杆凹槽的部位均为阀杆凸台，沿阀杆轴向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有阀杆第一凸台(31)，位于上面的阀杆凹槽的最下端高于位于下面的阀杆凹槽的最上端，当阀门处于闭合状态时，所述阀杆第一凸台(31)与所述凸台第一平面(29)完全密封配合。
4.根据权利要求3所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：沿阀杆轴向分布的相邻两个阀杆凹槽的开口方向在阀杆径向上错开一定角度。
5.根据权利要求4所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：在阀杆同一高度上，设有多个沿阀杆径向分布的阀杆凹槽，沿阀杆径向分布的相邻两个阀杆凹槽之间设有第二阀杆凸台(32)。
6.根据权利要求5所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述阀杆凹槽包括沿阀杆轴向相邻的阀杆第一凹槽(27)和阀杆第二凹槽(28)，所述阀杆第一凹槽(27)和所述阀杆第二凹槽(28)的开口方向在阀杆径向上错开90度，在阀杆同一高度上，所述阀杆第一凹槽(27)和所述阀杆第二凹槽(28)均沿阀杆径向上对称设置两个。
7.根据权利要求1所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述阀体(1)的侧壁上设有与中空腔体(17)连通的进气通道(18)，所述套筒(4)的上端侧壁上设有套筒进气口(23)，所述套筒(4)下端设有套筒出气口(24)，所述阀体(1)内部设有与套筒出气口(24)连通的过渡通道(19)，所述过渡通道(19)与支管(13)内的出气通道(21)连接，所述阀杆(3)下端设有与套筒出气口(24)密封配合的节流头(33)。
8.根据权利要求7所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述过渡通道(19)包括与套筒出气口(24)连通的等截面通道和与出气通道(21)连通的变截面通道(20)，所述等截面通道的直径大于出气通道(21)，所述变截面通道(20)为锥形，所述变截面通道(20)与所述出气通道(21)的连接处设有降噪节流板(10)，所述降噪节流板(10)上设有多个节流孔。
9.根据权利要求1所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述阀盖(6)上端连接有填料压盖(9)，所述填料压盖(9)下端压装有密封填料(8)和填料座圈(7)，所述阀杆(3)的上端依次穿过阀盖(6)和填料压盖(9)后与电动机构(22)连接，所述电动机构(22)用于驱动阀杆(3)轴向运动。
10.根据权利要求1所述的一种调压调温蒸汽阀门，其特征在于：所述蒸汽降温喷嘴包括固定连接的喷嘴体(15)与喷嘴盖(11)，所述喷嘴体(15)与喷嘴盖(11)的连接处设有过滤网(12)，所述喷嘴体(15)内套有降温水导流管(14)，所述降温水导流管(14)的端部伸出喷嘴体(15)并插入支管(13)内，所述降温水导流管(14)的端部设有喷出方向与蒸汽流动方向一致的雾化喷嘴(16)。
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