CN114526350A - 一种高温燃气快速调节切断球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温燃气快速调节切断气动球阀，包括阀体、底座、底法兰、阀盖、阀球、阀座和气动执行机构，其特征在于：所述阀体内开设有阀腔，阀腔的上面设置有阀盖，阀腔的下面设置有底座；底座的下面设置有底法兰；阀体的上面设置有支架，所述支架的两端面分别与阀体和气动执行机构紧固连接；所述阀腔内设置有阀球，阀球的上端设有阀杆，阀杆的上端穿过阀盖，阀杆的顶端与气动执行机构相连接；阀球的下端设有支撑杆，支撑杆与底座利用第二轴承组件转动链接；所述阀球的左侧与阀体之间设置有阀座，阀座与阀体之间设置有波形弹簧。本发明能够实现低摩擦下的零泄漏；并且摩擦系数低，能够实现快速开关或调节功能。

Description

一种高温燃气快速调节切断球阀
技术领域
本发明属于切断阀技术领域，涉及一种高温燃气快速调节切断球阀。
背景技术
目前发电领域，在天然气发电技术中最主要的设备就是燃气轮机发电机组，它通过对天然气等燃料的压缩、燃烧、膨胀等一系列复杂的工艺过程后，得到清洁的电力。为持续稳定输出电力和并网，尽可能减小发电过程的波动，控制进入机组的天然气流量、压力、温度等物理参数显得尤为重要，所以在机组前道装置中安装各类仪器仪表从而克服过程中的不稳定性是关键。阀门则是其中最主要的仪器仪表，它可以快速响应并可精确调节或切换天然气，实现对机组所需天然气的恒定输入，确保发电过程安全、平稳。
发明内容
本发明的目的在于实现以上使用要求，使天然气能够在发电系统中精确调节或切换，实现天然气的恒定输入，提供一种适用于高温燃气下快速调节或切断的气动球阀。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种高温燃气快速调节切断气动球阀，包括阀体、底座、底法兰、阀盖、阀球、阀座和气动执行机构；其所述阀体内开设有阀腔，阀腔的上面设置有阀盖，阀腔的下面设置有底座；底座的下面设置有底法兰；阀体的上面设置有支架，所述支架的两端面分别与阀体和气动执行机构紧固连接；所述阀腔内设置有阀球，阀球的上端设有阀杆，阀杆穿过阀盖与气动执行机构相连接；阀杆与阀盖利用第一轴承组件转动链接；阀球的下端设有支撑杆，支撑杆与底座利用第二轴承组件转动链接；阀体台阶处依次安装波形弹簧、阀座和阀球，所述阀球的左侧与阀体之间设置有阀座，阀座与阀体之间设置有波形弹簧。
优选的，所述阀盖内部开设有与连通的轴承室和填料孔，所述第一轴承组件包括第一轴承、第一衬套、第一卡簧和轴承垫；所述轴承室内的阀杆外侧依次安装有第一轴承、轴承垫、第一衬套和第一卡簧；填料孔内的阀杆外侧依次安装有填料垫、填料和填料压套，填料压套的上面设置有填料压板。
优选的，所述底座内部开设有装配阶梯孔，所述第二轴承组件包括第二卡簧，第二衬套、第二轴承和第三卡簧；所述装配阶梯孔内的支撑杆外侧依次安装有第二卡簧，第二衬套、第二轴承和第三卡簧。
优选的，阀球设有V型流道口。
优选的，阀座的下段外侧设置有第一防尘槽，第一防尘槽内设置有第一防尘圈。
优选的，阀座上段外侧的阀体上设置有第二防尘槽，第二防尘槽内设置有第二防尘圈。
优选的，阀盖上开设有第一密封槽，第一密封槽内设置有第一金属缠绕垫片。
优选的，底座下端开设有第二密封槽，第二密封槽内设置有第二金属缠绕垫片；阀体下面的底座上开设有第三密封槽，第三密封槽内设置有第三金属缠绕垫片。
优选的，所述阀球的球面设置有硬化层，硬化层为喷焊Ni60外加镀DLC涂层，硬化层厚度达1.5mm。
优选的，所述的第一衬套及第二衬套均采用硬石墨材质；所述的波形弹簧采用Inconel X750材质。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明阀球球面与阀座密封面用波形弹簧作为密封补偿原件，该轻载结构，能够实现低摩擦下的零泄漏。
2、本发明的阀杆与阀盖，支撑杆与底座之间均设置有轴承，摩擦系数明显降低，能够实现快速开关或调节功能。
3、本发明的阀球开设有V形流道口，根据介质工况理论计算并结合计算机仿真模拟，可以得到精确的所需开度流量。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本使用新型的底座结构示意图。
图3为本使用新型的阀盖结构示意图。
图4为本发明的阀球结构示意图。
图5为本发明的阀座结构示意图。
图6为本发明的阀体结构示意图。
图中：1、阀体；2、底座；3、底法兰；4、阀盖；5、阀球；6、阀座；7、气动执行机构；8、阀腔；9、支架；10、阀杆；11、第一轴承组件；12、支撑杆；13、第二轴承组件；14、波形弹簧；15、轴承室；16、填料孔；17、第一轴承；18、第一衬套；19、第一卡簧；20、轴承垫；21、填料垫；22、填料；23、填料压套；24、填料压板；25、装配阶梯孔；26、第二卡簧；27、第二衬套；28、第二轴承；29、第三卡簧；30、V形流道口；31、第一防尘槽；32、第一防尘圈；33、第二防尘槽；34、第二防尘圈；35、第一密封槽；36、第一金属缠绕垫片；37、第二密封槽；38、第二金属缠绕垫片；39、第三密封槽；40、第三金属缠绕垫片。
具体实施方式:
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
如图1-图6所示，一种高温燃气快速调节切断气动球阀，包括阀体1、底座2、底法兰3、阀盖4、阀球5、阀座6和气动执行机构7，所述阀体1内开设有阀腔8，阀腔8的上面设置有阀盖4，阀腔8的下面设置有底座2；底座2的下面设置有底法兰3，底法兰3用于底座2的密封，使气体不会泄露；
阀体1的上面设置有支架9，支架9的上面设置有气动执行机构7；所述阀腔8内设置有阀球5，阀球5的上端设有阀杆10，阀杆10穿过阀盖4与气动执行机构7相连接，阀杆10与阀盖4利用第一轴承组件11转动链接；阀球5的下端设有支撑杆12，支撑杆12与底座2利用第二轴承组件13转动链接；所述阀球5的左侧与阀体1之间设置有阀座6，阀座6与阀体1之间设置有波形弹簧14，波形弹簧14在较小位移下对阀座6施加一个横向的预紧力，确保阀座6与阀球4紧密贴合，能够实现零泄漏密封。
进一步地，所述阀盖4内部开设有与连通的轴承室15和填料孔16，所述第一轴承组件11包括第一轴承17、第一衬套18、第一卡簧19和轴承垫20；所述轴承室15内的阀杆10外侧依次安装有第一轴承17、轴承垫20、第一衬套18和第一卡簧19；所述填料孔16内的阀杆10外侧依次安装有填料垫21、填料22和填料压套23，填料压套23的上面设置有填料压板24。
进一步地，所述底座2内部开设有装配阶梯孔25，所述第二轴承组件13包括第二卡簧26，第二衬套27、第二轴承28和第三卡簧29；所述装配阶梯孔25内的支撑杆12外侧依次安装有第二卡簧26，第二衬套27、第二轴承28和第三卡簧29。
进一步地，所述阀球5设有V型流道口30，V形流道口30使阀门具有流量调节功能。
进一步地，所述阀座6的下段外侧设置有第一防尘槽31，第一防尘槽31内设置有第一防尘圈32。
进一步地，所述阀座6上段外侧的阀体1上设置有第二防尘槽33，第二防尘槽33内设置有第二防尘圈34，第一防尘圈32和第二防尘圈34用于隔离气体中的颗粒杂质。
进一步地，所述阀盖4上开设有第一密封槽35，第一密封槽35内设置有第一金属缠绕垫片36，第一金属缠绕垫片36用于阀盖4与阀体1之间的密封。
进一步地，所述底座2下端开设有第二密封槽37，第二密封槽37内设置有第二金属缠绕垫片38，第二金属缠绕垫片38用于阀体1与底座2之间的密封。所述阀体1下面的底座2上开设有第三密封槽39，第三密封槽39内设置有第三金属缠绕垫片40；第一金属缠绕垫片36、二金属缠绕垫片38和第三金属缠绕垫片40，第三金属缠绕垫片40用于底座2与底法兰3之间的密封。
进一步地，所述阀球5的球面设置有硬化层，硬化层为喷焊Ni60外加镀DLC涂层，硬化层能够使阀球5的耐磨性及使用寿命提高；硬化层厚度达1.5mm，表面光洁度0.2μm，硬度＞60HRC，圆度＜0.005mm，与阀座密封面通过360°配研后摩擦系数降低至0.05，所需传动扭矩值较小。
进一步地，所述的第一衬套18及第二衬套27均采用硬石墨材质，能够确保阀球在交变压力和高温环境中动作稳定，响应迅速；所述的波形弹簧采用Inconel X750材质。
工作原理：阀球5上部阀杆10通过气动执行机构输出的扭矩进行旋转运动从而实现阀门的开/关功能，阀球5球面的V形流道口30实现对介质的流量控制。
阀球5球面与阀座6的密封面经过硬化和360°全球配研，摩擦系数降低至0.05，显著降低所需传动扭矩值。
阀座6背面的波形弹簧14作为密封补偿元件，在较小位移下可持续输出推力值，确保阀座6的密封面和阀球5的球面始终紧密贴合，该轻载型阀座组合可实现零泄漏密封。
阀球5上部阀杆10和下部支撑杆12分别与第一衬套15和第二衬套27配合，确保阀球在交变压力和温度环境中，快速响应、动作稳定。
阀球5上部阀杆10和下部支撑杆12分别与第一轴承17和第二轴承28配合，确保阀球在快速响应下的低摩擦力，从而实现0.2s开/关或者调节。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温燃气快速调节切断气动球阀，包括阀体(1)、底座(2)、底法兰(3)、阀盖(4)、阀球(5)、阀座(6)和气动执行机构(7)，所述阀体(1)内开设有阀腔(8)，阀腔(8)的上面设置有阀盖(4)，阀腔(8)的下面设置有底座(2)；底座(2)的下面设置有底法兰(3)；其特征在于：阀体(1)的上面设置有支架(9)，所述支架(9)的两端面分别与阀体和气动执行机构(7)紧固连接；所述阀腔(8)内设置有阀球(5)，阀球(5)的上端设有阀杆(10)，阀杆(10)穿过阀盖(4)与气动执行机构(7)相连接，阀杆(10)与阀盖(4)利用第一轴承组件(11)转动链接；阀球(5)的下端设有支撑杆(12)，支撑杆(12)与底座(2)利用第二轴承组件(13)转动链接；
阀体(1)台阶处依次安装波形弹簧(14)、阀座(6)和阀球(5)，所述阀球(5)与阀体(1)之间设置有阀座(6)，阀座(6)与阀体(1)之间设置有波形弹簧(14)。
2.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀盖(4)内部开设有与连通的轴承室(15)和填料孔(16)，所述第一轴承组件(11)包括第一轴承(17)、第一衬套(18)、第一卡簧(19)和轴承垫(20)；所述轴承室(15)内的阀杆(10)外侧依次安装有第一轴承(17)、轴承垫(20)、第一衬套(18)和第一卡簧(19)；填料孔(16)内的阀杆(10)外侧依次安装有填料垫(21)、填料(22)和填料压套(23)，填料压套(23)的上面设置有填料压板(24)。
3.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述底座(2)内部开设有装配阶梯孔(25)，所述第二轴承组件(13)包括第二卡簧(26)，第二衬套(27)、第二轴承(28)和第三卡簧(29)，装配阶梯孔(25)内支撑杆(12)外侧依次安装有第二卡簧(26)，第二衬套(27)、第二轴承(28)和第三卡簧(29)。
4.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀球(5)设有V型流道口(30)。
5.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀座(6)的下段外侧设置有第一防尘槽(31)，第一防尘槽(31)内设置有第一防尘圈(32)。
6.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀座(6)上段外侧的阀体(1)上设置有第二防尘槽(33)，第二防尘槽(33)内设置有第二防尘圈(34)。
7.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀盖(4)上开设有第一密封槽(35)，第一密封槽(35)内设置有第一金属缠绕垫片(36)。
8.如权利要求1所述的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述底座(2)下端开设有第二密封槽(37)，第二密封槽(37)内设置有第二金属缠绕垫片(38)；所述阀体(1)下面的底座(2)上开设有第三密封槽(39)，第三密封槽(39)内设置有第三金属缠绕垫片(40)。
9.如权利要求1所述的的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述阀球(5)的球面设置有硬化层，硬化层为喷焊Ni60外加镀DLC涂层，硬化层厚度达1.5mm。
10.如权利要求2或3所述的的一种高温燃气快速调节切断球阀，其特征在于：所述的第一衬套(18)及第二衬套(27)均采用硬石墨材质；所述的波形弹簧(14)采用Inconel X750材质。
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